六月中旬,位于祁连山北麓的河西走廊中段原野上,阳光炽热,田地碧绿。田埂地头一行人在忙碌,有人俯首看渠、有人操作手机、有人抱着电脑、有人则来回奔走……
这里是高标准农田示范项目基地,这些奔忙的人是当地的施工人员和来自兰州东方商易的技术人员,他们正在调试近两千个智能水阀。智能水阀是高标准农田示范项目建设中的基础配套设施之一,用以高效节水。同时,智能水阀也是智慧农业的操作系统之一,从前端的编程到农户手里的手机终端,使农户通过手机控制农作物的浇灌。减轻农民劳动量的同时精准控制用水量,实现节约灌溉。而这仅仅是智慧农业系统中的一个环节。
对于智慧农业系统的研发,兰州东方商易技术团队从三年前就已开始,当时是以农机为切入口,利用北斗导航、GIS、热成像以及人工智能等技术,研发无人旋耕机、播种机、收割机等系统,打造智慧农机并集成数字农业云平台,助力农业现代化的发展。
后来,随着甘肃省高标准农田示范项目建设的实施和《农业农村部关于大力发展智慧农业的指导意见》、《全国智慧农业行动计划(2024—2028年)》等国家政策的密集出台,东方商易技术团队凭借强大的技术团队和成熟经验,结合甘肃本土的地理环境、气候特征、土地土壤情况等,利用物联网、区块链、大数据、通信、云计算、人工智能等技术开发集成智慧农业系统。于是,出现了本文开头的一幕。
在此之前,东方商易智慧农业系统已通过多次试验,特别是水肥一体化智能系统,对包括玉米、小麦、高原夏菜、马铃薯等在内的多种作物,综合耕地墒情、气象环境、农作物所需水肥规律等各方面因素,进行了多次测试,验证了智慧农业的科学化种植和精准化管理
智慧农业系统涵盖水肥一体化智能系统、“天空地”一体化智能监测系统、温室环境智能调控系统、无人机植保系统以及及决策系统等,可实现信息感知,智能控制、定量决策、精准投入和个性化服务。这里,说说智慧农业系统开发的技术应用和架构设计以及功能应用。
一是系统开发的技术运用。东方商易技术团队主要采用了现代编程语言和技术结构,以确保系统的高效可靠。其中,编程语言方面主要使用Java(用于后端服务和数据处理)、Python(适合控制逻辑开发)、C++(处理高效计算任务)和PHP(Web界面构建),这些语言可提供跨平台性、可视化和安全性优势。
二是系统开发的技术架构设计。东方商易技术团队采用了“端、边、云”协同模式,包含感知、传输、平台以及应用等四大部分。其中,感知层集成传感设备系统,采集气象、土壤墒情、虫情、苗情、灾情以及施肥量、灌溉水量、用电量、灌溉官网压力、卫星遥感、可视化苗青信息等;传输层则实现智能灌溉系统设施的远程及现场实地操作,包括了机井水泵、水源过滤装置、水肥一体机、施肥桶搅拌器、田间阀门、田间摄像头等;平台层则是集成数字孪生技术、融合BIM/GIS数据,支撑实时数据采集、分析和三维可视化,精确指导作物的灌溉水量、灌溉时间节点以及施肥量、施肥时间节点、施药建议等,并管控相应的灌溉、施肥设施、实现水肥一体按需灌溉、精准控水,同时,支持,LORA、4G、NB-IoT等多协议通信,实现设备远程控制与数据无缝传输;应用层则主要是为终端服务。
三是系统的主要功能和应用
水肥一体化智能系统,精准调控水肥资源,防止浪费与污染;结合生态监测技术(如土壤侵蚀、植被覆盖分析),降低农业对自然环境的负面影响。
“天空地”一体化智能检测系统,利用传感器和AI模型监测“四情”及作物生长状况,提供优化种植决策方案。
温室环境智能调控系统,支持对不同类型温室(如薄膜大棚、玻璃温室)的灵活适配,实现环境参数(光照、温湿度)的实时监控与自动调控;通过边缘计算技术,自动触发灌溉、通风等操作,确保作物生长环境稳定。
无人机植保系统,通过GPS定位即变量喷洒技术,实现厘米级航线精度与按需施药,减少药剂浪费。
东方商易智慧农业系统根据甘肃本土气候特征、土壤状况和水资源等,定制性开发的系统平台,覆盖农业生产全链条,旨在提高农业生产效率的同时,保障生态安全。具有“自动化、安全性、兼容性、可扩展性”等四大特点和优势。系统顺应国家政策导向,适应农业现代化需求。
作者/东方商易