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一、技術名稱
設施農業物聯網關鍵設備及應用技術研究
二、技術概述
（一）技術類別：技術體系。
（二）技術類型：技術服務。
（三）技術基本情況：
針對當前設施農業存在的專用智能測控產品少、功能弱、標準化程度低及可靠性差等問題,提出了基于物聯網的設施農業智能化整體解決方案,以便為設施農業健康、高效及可持續發展提供技術支撐。首先突破物聯網專用終端制造技術,研發設施農業物聯網專用感知終墻、傳輸終端及智能控制終端,并通過故障自診斷技術提髙終端的性能及穩定可靠性。針對設施農業智能控制模型研究薄弱、控制精度差等問題,研發設施環境多因子綜合調控模型,研發基于作物生理需求與專家經驗相結合的典型作物智能控制模型,提高設施農業環境調控及水肥一體化控制的精準性。最后,通過設施農業物聯網智慧管理平臺研發,實現設施農業數據的接收、存儲、分析、自動控制及監測預警等功能;通過移動客戶端的開發進一步提高服務的便利性。
技術主要突破以下技術難點：
1.設施農業物聯網專用設備研發。研發功能強大、性能穩定可靠的設施農業專用信息感知、傳輸及智能處理終端,為功能強大、性能穩定可靠的物聯網系統研制奠定基礎。研究物聯網終端故障遠程快速修復技術,研發設施農業物聯網故障自診斷及遠程修復系統。
2.設施農業環境綜合調控技術。研究典型結構設施溫室多因子綜合調控模型,研究設施環境多因子綜合調控方案及實現方法,研究構建經濟實用、穩定可靠的設施環境多因子綜合調控系統。
3.典型設施作物水肥一體化智能控制技術。研究典型作物水肥控制模型,研究水肥一體化控制系統結構及實現方法,實現設施水肥的自動調整和精準控制。
4.設施農業專用物聯網相關標準研究。優化物聯網整體架構設計,研究結構簡單、功能易擴展及易標準化的設施農業物聯網標準架構,提高物聯網系統的功能及易擴展性。研究制定設施農業物聯網軟件接口與標準,制定設施溫室內傳感器數量、安裝位置及安裝方法等規程。
（四）技術示范推廣情況：
開發了 “神農物聯”系列物聯網環境感知設備，實現了我國環渤海地區鹽堿地地區，國內主要沙漠區域和大蒜主產區等不同農業作業環境信息的精準感知，為實現設施控制提供穩定可靠的環境感知技術基礎，在此基礎上研發了設施農業物聯網智能管控設備，實現了設施環境的精準感知和智能高效管控，并通過增加語音識別控制等方式優化設施管理結構，簡化操作模式，降低設施農業物聯網設備的使用門檻。目前，設備在德州陵縣糜鎮綠通智慧農業現代產業園、泰安東平訊發有機蔬菜專業合作社、東營市東營區景屋生態果蔬種植農民專業合作社、陵縣三高蔬菜種植專業合作社和德州菁松農業科技有限公司等地進行應用示范，并選取適當作物構建示范基地500畝，輻射帶動3000畝以上。
（五）提質增效情況：
上述技術與產品應用到設施農業生產管理中,可以顯著降低勞動成本,提高勞動生產率,提高水肥利用效率,提升農產品品質和質量,提高農產品產量。實施后節約生產成本20%以上,肥水利用效率提高30%以上。由于農產品品質和質量得到顯著提升,可以增強農產品在國際、國內市場的競爭力,顯著提高農產品經濟效益。由于我國設施農業規模較大,技術和產品的熟化與批量生產,可以形成巨大的市場空間。
三、技術要點
1.設施農業專用物聯網核心板研發。
項目突破農業物聯網核心板優化設計技術,研發設施農業物聯網專用核心板,為物聯網感知終端、傳輸終端及智能處理終端硏發奠定基礎。突破物聯網終端系統異常與故障自診斷技術,研究物聯網終端故障遠程修復技術,實現設施農業物聯網故障自診斷及遠程修復功能。
2.設施農業環境綜合調控技術研究。
研究基于設施溫室多因子綜合調控模型,突破實現設施環境多因子綜合調控方案及實現方法,研究構建經濟實用、穩定可靠的設施環境多因子綜合調控系統。
3.典型作物水肥一體化智能控制技術。
項目突破典型作物精準需求控制技術,研制作物需求精準施肥和精準灌溉的自動控制系統。
四、適宜區域
該技術可廣泛應用于設施農業栽培種植領域。該技術利用物聯網環境信息感知設備，實現設施內作物生長環境的實時精準感知，利用設施溫室多因子綜合調控模型，完善傳統設施控制模型的不足，提升設施溫室控制效率和精度，為設施作物管理提供精準、可靠的管理服務。
五、注意事項
1、注重設備的定期維護升級
設備工作后，會不斷獲取作物的生長數據和控制數據，模型通過自我學習，將不斷提高設備的適應性，以滿足作物生長環境變化的需求，所以根據優化結果，及時升級維護系統程序有利于提高系統工作效率，保障控制精度。
六、聯系人信息
姓名：柳平增
所在學院：信息科學與工程學院
手機號：18660865275
郵箱：pzliu@sdau.edu.cn
項目來源：山東農業大學
