AbstrakIntelijensi pertanian fasilitas modern utamane gumantung marang sistem operasi lan pangopènan. Intelijensi sistem operasi lan pangopènan ana hubungane langsung karo efisiensi operasi omah kaca sing komprehensif, lan uga makili modernisasi pertanian fasilitas, sing nduweni nilai popularisasi lan pangembangan sing jero. Makalah iki ngenalake aplikasi sistem operasi lan pangopènan cerdas ing basis pertanian fasilitas ing Qingdao, nganalisis efek aplikasine, lan ngevaluasi nilai popularisasi sistem kasebut, supaya bisa menehi referensi informasi kanggo praktisi sing relevan lan ngembangake studi sing luwih jero babagan sistem sing gegandhengan, saengga ningkatake tingkat teknis lan cerdas pertanian fasilitas.

Tembung kunciSistem Operasi lan Pangopènan Cerdas; Pertanian Fasilitas; Aplikasi

Kanthi perkembangan Tiongkok sing cepet, metode produksi pertanian tradisional durung bisa nyukupi panjaluk masyarakat kanggo kualitas lan jumlah produk pertanian. Pertanian fasilitas modern, sing ditondoi kanthi asil sing dhuwur, efisiensi, lan kualitas unggul, wis berkembang kanthi cepet ing taun-taun pungkasan, menehi potensi pasar sing gedhe banget. Nanging, dibandhingake karo negara utawa wilayah pertanian maju ing donya, tingkat teknologi pertanian fasilitas Tiongkok isih ketinggalan banget, utamane ing aplikasi sistem operasi lan perawatan cerdas berbasis IoT pertanian kayata sensor pertanian lan otak awan mesin, ing ngendi digitalisasi butuh perbaikan cepet.

1. Sistem Operasi lan Pangopènan Cerdas kanggo Pertanian

1.1 Definisi Sistem

Sistem operasi lan pangopènan cerdas kanggo pertanian minangka teknologi sistem sing lagi muncul sing nggabungake teknologi IoT, teknologi manajemen cerdas, lan macem-macem proses pertanian kayata tanduran, panyimpenan, pangolahan, transportasi, keterlacakan, lan konsumsi. Liwat integrasi "sistem + perangkat keras", sistem operasi lan pangopènan cerdas pertanian nggunakake teknologi utama Internet of Things, kayata teknologi penginderaan, teknologi transmisi, teknologi pangolahan lan teknologi umum, kanggo ngrampungake masalah multi-interaktif kanthi komprehensif kayata identifikasi individu pertanian, kesadaran situasional, jaringan peralatan heterogen, pangolahan data heterogen multi-sumber, panemuan kawruh lan dhukungan keputusan.

1.2 Rute Teknis

Lumrahé, struktur sistem manajemen pertanian utamane kasusun saka persepsi, jaringan, lan platform. Adhedhasar iki, perusahaan bisa ngembangake lapisan sing luwih logis miturut jinis pertanian lan kabutuhan bisnis. Arsitektur sistem operasi lan pangopènan cerdas pertanian dituduhake ing Gambar 1.

Kanggo nyukupi kabutuhan operasi lan pangopènan cerdas saka fasilitas pertanian, sensor kaya ta sensor suhu lan kelembapan, sensor karbon dioksida, sensor iluminasi, sensor arus, sensor aliran banyu, sensor aliran karbon dioksida, sensor aliran gas alam, sensor tekanan bobot, sensor EC lan sensor pH bisa disesuaikan, lan perusahaan kanthi panjaluk gedhe bisa nliti lan ngembangake sensor, lan ngliwati protokol transmisi data sing ndasari kanggo njamin transmisi lan panangkepan data sing stabil.

1.3 Pentinge Pangembangan

Sistem operasi lan pangopènan cerdas iki migunakaké teknologi panginderaan cerdas, teknologi transmisi informasi, lan teknologi pangolahan cerdas liwat Internet of Things pertanian kanggo nglakokaké pemantauan wektu nyata lan kontrol jarak jauh saka kabèh pranala ing aktivitas pertanian, ningkataké informasi cerdas babagan produksi pertanian, manajemen, lan keputusan strategis, lan nggayuh efisiensi, intensifikasi, skala, lan standarisasi produksi pertanian sing dhuwur. Pungkasan, sambungan vertikal saka kabèh pranala ing produksi tanduran lan sambungan horisontal saka kabèh pranala ing kabèh rantai industri pertanian bakal diwujudaké. Nggawe ékologi ekonomi sirkular kanthi sistem teknologi tanam, platform otak pertanian, keamanan pangan pertanian, platform perdagangan produk pertanian, sistem keuangan rantai pasokan pertanian anyar, wisata pertanian sing khas, lan tanam lan pemuliaan komplementer (Gambar 2).

 

2.Pemantauan informasi babagan integrasi banyu lan pupuk

2.1 Prinsip Sistem

Sistem iki nindakake umpan balik negatif menyang sistem banyu lan pupuk kanthi ndeteksi kandungan banyu, EC, pH, lan nilai liyane saka matriks dedak klapa, sing nduweni peran penting kanggo nuntun irigasi kanthi akurat. Miturut karakteristik pemandangan tanduran sing beda-beda, liwat analisis lan riset karakteristik lan struktur matriks, kanggo ngembangake model irigasi wektu empiris, model irigasi wates ndhuwur lan ngisor saka setelan banyu matriks; sistem akuisisi informasi terintegrasi banyu lan pupuk bisa ngontrol model irigasi, optimasi lan iterasi bisa ditindakake terus-terusan ing proses operasi lan pangopènan produksi.

2.2 Komposisi Sistem

Sistem iki kasusun saka piranti pangumpul cairan mlebu, piranti pangumpul cairan bali, piranti pemantauan wektu nyata substrat, lan komponen komunikasi, ing ngendi piranti pangumpul cairan mlebu kasusun saka sensor pH, sensor EC, pompa banyu, flowmeter, lan bagean liyane; lan piranti pangumpul cairan bali kasusun saka sensor tekanan, sensor pH, sensor EC, lan bagean liyane; Piranti pemantauan wektu nyata substrat kasusun saka tray pangumpul cairan bali, layar filter cairan bali, sensor tekanan, sensor pH, sensor EC, sensor suhu lan kelembapan, lan bagean liyane. Modul komunikasi kalebu rong modul LoRa, siji ing ruang kontrol pusat lan liyane ing omah kaca (Gambar 3). Ana sambungan kabel antarane komputer lan komponen komunikasi sing diselehake ing ruang kontrol pusat, sambungan nirkabel antarane komponen komunikasi sing diselehake ing ruang kontrol pusat lan komponen komunikasi sing diselehake ing omah kaca, lan sambungan kabel antarane komponen komunikasi ing omah kaca lan relay, komponen deteksi substrat, lan komponen deteksi cairan bali (Gambar 4).

2.3 Efek Aplikasi

Efek irigasi nganggo banyu lan sistem irigasi pupuk sing diumpan balik dening sistem pemantauan iki dibandhingake karo sistem irigasi sing diwenehake dening pemasok wae. Dibandhingake karo sing terakhir, rata-rata irigasi saben tanduran tomat nganggo sistem pemantauan iki suda 8,7% saben dina, lan volume cairan sing bali suda 18%, lan nilai EC saka cairan sing bali meh padha, sing nuduhake yen luwih akeh larutan nutrisi sing digunakake dening tanduran nalika sistem pemantauan iki digunakake kanggo irigasi miturut hukum penyerapan larutan nutrisi dening tanduran. Nggunakake sistem irigasi cerdas iki bisa nyuda jumlah irigasi nganti 29% lan cairan sing bali rata-rata nganti 53% dibandhingake karo irigasi wektu empiris (Gambar 5 ~ 6).

 

3. Sistem Kontrol Lingkungan Berbasis IoT

Ngadhepi panjaluk kontrol sing akurat saka simpul spektral dinamis skala gedhe ing pabrik-pabrik, teknologi fusi Internet of Things dikenalake kanggo ngatasi masalah akuisisi simpul skala gedhe lan heterogen lan kontrol sing akurat saka lingkungan cahya pabrik. Sistem kontrol cahya cerdas ing pabrik pabrik nggunakake lampu LED cerdas minangka operator, lan nggunakake teknologi fusi data gedhe WF-IOT Internet of Things kanggo mbangun jaringan terminal desentralisasi skala gedhe sing ndhukung akuisisi, transmisi, lan kontrol data. Sistem kasebut bisa dikelompokake kanthi bebas miturut syarat produksi, lan intensitas cahya lampu pabrik bisa diatur terus-terusan kanthi wektu nyata miturut kahanan cahya sing beda-beda lan kabutuhan pertumbuhan tanduran, supaya bisa nggayuh kontrol sing akurat saka intensitas cahya tambahan lan jumlah cahya tambahan (Gambar 7). Liwat jaringan periferal, pangumpulan lan transmisi data penginderaan dinamis kayata lingkungan lan iluminasi bisa ditindakake, lan ing wektu sing padha, pemantauan online konsumsi energi bisa ditindakake, lan konsumsi energi cahya tambahan ing saben area pertumbuhan bisa dideleng kanthi wektu nyata.

Sistem iki nglakokake manajemen tanduran sing apik kanthi ngumpulake data kontrol internal lan eksternal omah kaca, lan ngrampungake pangembangan produk "model manajemen tanduran". Liwat sensor arus, CO2, gas alam lan banyu, pangumpulan data pemantauan "sistem energi" bisa ditindakake. Nggunakake teknologi visi robot, liwat data warna woh, jumlah woh, ukuran batang woh, godhong, batang lan liya-liyane, kabeh proses data pertumbuhan tanduran dipantau lan dikenali (Gambar 8).

4.Nilai Promosi

Sistem operasi lan pangopènan cerdas pertanian, kanthi nggunakake kaluwihan platform Internet industri, investasi siji, panggunaan layanan kaping pirang-pirang, nggunakake konsep Internet industri kanggo dienggo bareng, ningkatake konstruksi Internet of Things ing pertanian fasilitas kanthi biaya murah lan efisiensi dhuwur, lan ningkatake tingkat cerdas lan ijo saka pertanian fasilitas. Njupuk proyèk sing ngetrapake sistem ing Kutha Laixi, Qingdao minangka conto, tingkat panggunaan pupuk sing komprehensif bisa tekan luwih saka 90%, yaiku kaping telu saka budidaya lemah tradisional. Ora ana pembuangan limbah produksi ing kabeh proses, sing ngirit 95% banyu dibandhingake karo budidaya lapangan lan nyuda polusi pupuk menyang lemah. Liwat deteksi CO2 ing omah kaca dening sistem iki, faktor lingkungan kayata suhu lan cahya ing njero lan njaba omah kaca dianalisis kanthi lengkap, lan pasokan CO2 diatur kanthi wektu nyata, sing ora mung nyukupi kabutuhan tanduran, nanging uga nyegah sampah, kanthi efektif nguatake fotosintesis tanduran, nyepetake akumulasi karbohidrat, nambah panenan saben unit area lan ningkatake kualitas sayuran. Kabeh sistem manajemen operasi lan pangopènan wis nyadari operasi otomatis fasilitas kontrol lingkungan omah kaca, operasi otomatis lan akurat peralatan kabeh cuaca, nyuda biaya energi nganti 10% lan biaya operasi manual nganti 60%, lan ing wektu sing padha, bisa nggawe respon protèktif kayata nutup jendela ing pisanan nglawan cuaca sing ala kayata angin kenceng, udan lan salju, kanthi efektif nyegah ilang omah kaca dhewe lan tanduran ing omah kaca nalika ngadhepi cuaca sing ala dadakan.

5.Dudutan

Perkembangan pertanian fasilitas modern ora bisa dipisahake saka berkah sistem manajemen cerdas pertanian. Mung sistem manajemen sing cocog sing duwe kemampuan persepsi, analisis, lan pengambilan keputusan sing luwih kuwat sing bisa terus maju ing dalan modernisasi. Sistem manajemen cerdas pertanian nyuda kekurangan manajemen buatan lan ningkatake informasi cerdas produksi pertanian, manajemen, lan keputusan strategis. Kanthi tambah akeh input lan pengayaan terus-terusan skenario panggunaan sistem kasebut, model datane kudu dianyari lan diulang terus-terusan adhedhasar luwih akeh data, dadi luwih cerdas, lan ningkatake tingkat cerdas pertanian fasilitas modern kanthi komprehensif.

AKHIR

[informasi kutipan]

Penulis asli Sha Bifeng, Zhang Zheng, dkk. Teknologi Teknik Pertanian Hortikultura Rumah Kaca 19 April 2024 10:47 Beijing