[01851132]基于物联网的蝴蝶兰栽培智慧系统开发与应用

成果简介课题来源与背景 1.项目摘要 本项目依托合作单位的温室蝴蝶兰种植基地,结合物联网技术、新兴现代农业和移动互联网技术为一体,通过部署在蝴蝶兰生产现场的各种物联网传感节点（环境温湿度、光照、土壤水分、二氧化碳、叶面病斑图像等）和无线通信网络实现蝴蝶兰生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、远程智能控制,为蝴蝶兰生产提供精准化种植、可视化管理、智慧决策平台。 2. 课题来源与背景 本成果来源于广州市民生重大专项：基于物联网的蝴蝶兰栽培智慧系统开发与应用的研究成果。本项目将信息化、智能化等新技术引入到蝴蝶兰温室大棚栽培的各个环节,通过提高智能大棚的生产效率,从而变革传统的生产方式。通过本系统从业人员可以随时监测和精准化的控制蝴蝶兰的生长环境,可以通过远程的服务器实现生产环境的实时监测和控制。 3. 技术原理及性能指标 本项目研发成果包括：1)智慧温室物联网系统研发花卉大棚物联网系统与远程数据传送系统,采用无线通信技术、传感技术实现实时主动收集蝴蝶兰成长环境数据,对栽培环境作精准调控,实现远程轻松监控、管理作业生产。包含：①物联网工程平台系统②智能环境监测系统③智能控制系统2)基于病斑图像识别的蝴蝶兰病虫害监控预警系统的研发根据蝴蝶兰叶面病虫害病斑的颜色、纹理、形状外部特征,利用图像分析技术、模式识别技术对蝴蝶兰叶面病虫害症状图像进行识别,同时将病害种类、病害程度和病害防治方法等信息实时地通知从业人员。3)多通道全面感知水肥一体化喷淋机研制多通道全面感知水肥一体化喷淋机装备,包括入床自动装置,采用机器视觉技术感知作业,通过机械末端执行器完成蝴蝶兰培育阶段生产数据的采集,结合无线物联网系统环境监控实现对栽培环境作精准调控,系统控制指令操作执行结构实现水肥精准施注。4) 大数据云平台实现在云平台上对数据的剖析,以表格、曲线图、柱状图的方法展示和存储,以专家智能系统方式为诸如优化选种、合理肥水和病虫防治等提供决策建议,科学地开展花卉生产计划。 4. 技术的创造性与先进性 本项目智慧温室以物联网技术、新兴现代农业、移动互联网技术为依托,通过部署在生产现场的多通道全面感知装置（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现蝴蝶兰生产环境的智能感知、智能预警、智能分析、智能决策和智能控制,为蝴蝶兰生产提供精准化种植、可视化管理、智慧决策平台。各主要创新点包括：1) 科学栽培本项目采用云加端花卉栽培精准控制体系,通过在线检测,数据在云平台上进行处理与分析,帮助种植企业精准把握环境状况与水肥时机,并提供决策建议,实现精准农业闭环。以数据云平台的分析工具,采用大规模机器学习优化算法,提供决策建议,实现蝴蝶兰科学的生产计划。让花卉栽培更科学,以后生产有数据可依,有数据可寻,开启智慧种植、生长数据创造新价值。通过云平台服务,种植企业在不需要自己搭建平台,即可远程实时查看种植的历史数据、历史曲线,从而积累有价值的农业生长数据。将支离破碎的花卉种植记录整理到系统中,用云平台的大数据分析工具有针对性地监测分析农场及生产状况,有利于农场主科学地制定农业生产计划,规避部分选型误区,降低投入成本。2) 精准高效栽培开发的智能工厂化水肥一体化喷淋机装备,实现对栽培环境作精准调控、水肥精准施注。通过精心布置的各种传感器,采用无线网络迅速依照作物成长的要求对栽培基地的温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等进行调控,获得作物生长的最佳条件,为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的,完成体系主动化、智能化和远程化,实现手工栽培模式难以比拟的更精准和更高效。3) 绿色栽培项目中云加端花卉栽培精准控制体系,各种监控传感器和网路体系把栽培过程中的一切监测数据完好记录下来,实现良好的追根溯源;通过项目中的水肥一体化系统,把灌溉与上肥融为一体,经过可控管道体系使主要根系土壤始终保持适当的含水量和营养值,最大限度节水节肥,通过精准施肥用药,减少了农业面源污染,切实实现花卉出产的绿色无公害化。 5. 技术的成熟程度,适用范围和安全性 蝴蝶兰在高效智能化的温室里种植,种植者可以全面的控制其生长环境的各项指标,做到精准控制与调整,进而提高生产效率。本项目成果已经在申报单位广州生辉园艺有限公司的从化吕田桂峰村基地建立示范智慧工厂,同时向顺德、佛山以至广东、福建一带蝴蝶兰栽培的产业链条的生产企业实施推广。