智慧苗圃介绍

一、简介

北京林业大学与河南龙源花木有限责任公司达成“产学研用”战略合作协议,先后组建了北京林业大学鄢陵协同创新中心、北京林业大学科研教学基地,针对北京林业大学鄢陵科研中心温室状况及苗木花卉新品种培育要求,采用“互联网+”技术、传感技术、无线通讯技术,并结合大数据处理方法,实时苗圃微环境参数及土壤墒情的实时监测,进行智能分析与决策,生成各类管理报表,实现苗圃精准灌溉控制智能化、管理信息化,为苗木、花卉新品种研发提供基础数据及精准灌溉保障,同时为防火、防盗、防虫灾、苗木库存量统计、人员管理等苗圃生产活动提供决策支持。

具体功能如下:

  1. 巡检功能——采用物联网技术,实现对林区管护人员严格规范化网络管理,反馈巡检过程中发现的各种事件(火灾隐患、病虫害、盗砍盗伐等),标明事故发生处的经度、纬度、时间、图片等信息,同时考核巡检人员是否按照局规定的线路、时间进行巡林。并且可实现考勤记录的网络查询、远程管理等强大的功能;
  2. 苗木库存量统计功能——对苗圃物种、苗木生长量等内容实现网络化查询,自动苗圃面积,并自动形成各类网络远程报表等功能;
  3. 苗木病虫害预警功能——根据苗圃微环境实时监测数据、植物生理水分实时监测数据、结合植物外观图像,进行苗木病虫害早期预警,并实时记录病虫害发生处的经度、纬度、时间、图片等信息,形成各类网络远程报表等功能;
  4. 林火扑救指挥决策功能——实时动态显示扑救人员的地理位置信息,估算着火面积,结合GIS系统,根据火灾现场的地形地貌、气象参数及植被情况,预估火势走向,为林区火灾扑救提供决策方案;
  5. 精准灌溉智能控制功能——针对盆栽苗、苗床、地表苗的具体需水特点,建立滴剑、滴灌、雾化微喷及小孔出流相结合的复合灌溉系统,结合植物生长微环境参数及土壤墒情,实现智能全自动、半自动及手动多种灌溉控制模式。

二、设备

1.便携式巡检设备

2.微环境信息实时监测站

3.精准灌溉及控制设备

三、功能介绍

1. 温室精准灌溉系统

针对北京林业大学鄢陵科研中心温室状况及苗木花卉新品种培育要求,根据植物生命需水状况,采用“互联网+”技术、传感技术、无线通讯技术,并结合大数据处理方法,实时监测温室微环境参数及土壤墒情,进行智能决策,实现温室精准灌溉控制智能化、管理信息化,为苗木、花卉新品种研发提供基础数据及精准灌溉保障。具体功能如下:

(1)温室灌溉系统:针对盆栽苗、苗床、地表苗的具体需水特点,建立滴剑、滴灌、雾化微喷及小孔出流相结合的复合灌溉系统,结合植物生长微环境参数及土壤墒情,实现智能全自动、半自动及手动多种灌溉控制模式。

(2)温室精准灌溉控制系统:在实时采集土壤墒情、土壤温度、光照强度、全辐射、光合有效辐射、CO2浓度、2层空气温湿度(25cm和150cm)、土壤PH值、管道压力及水流量等参数的基础上,采用“互联网+”技术,通过智能决策,自动控制电磁阀及水泵的启停,实现精准灌溉控制。

(3)温室精准灌溉监控平台:针对本地(温室)监控及远程(北京林业大学)监控的双重需要,开发温室精准灌溉本地监控软件及远程监控软件,及时控制水泵、电磁阀的运行状态,并将采集数据及灌溉控制信息实时远程传输至北京林业大学物联网综合服务平台,为北京林业大学及龙源花木有限公司的产学研合作提供基础数据。

2. 苗木健康信息采集与智能诊断手机软件系统

苗木健康信息采集与智能诊断手机软件系统,综合应用移动互联、图像识别、专家系统和GIS等技术,实现苗木图像采集、病虫害文字描述自动搜索诊断、病虫害图像自动识别与诊断、病虫害专家人工交流诊断、病虫害空间分布绘制及诊断结果显示等功能。以满足苗木病虫害自动诊断与防治和精准施药的要求。

该系统利用 Java 技术和MySql为数据库实现病虫害诊断和信息检索和管理等服务器端程序,手机客户端基于Android平台开发。系统功能结构由下图构成:

(1)多种常见苗木病虫害的图片和文字描述,实现常见病虫害信息浏览以及查询,用户可以随时浏览常见病虫害信息,初步进行病虫害对比诊断。

(2)用户可以通过手机对苗木叶、茎、根等部位进行拍照,同时使用GPS对病虫害地理位置进行定位,将症状信息上传到服务器。

(3)系统可分别通过病虫害的图片信息或文本信息经智能分类器或专家系统进行病虫害自动识别与诊断。

(4)疑难杂症可通过与专家在线人工交流进行求助,借助音视频直播、微信群等形式,同植保专家实时就出现的问题进行沟通和交流。

(5)在诊断结论的基础上提供苗木病虫害的详细特征、区域分布和综合防治建议。

3. 苗圃智能巡检及林火扑救指挥辅助系统

采用物联网技术,实现对林区管护人员严格规范化网络管理,反馈巡检过程中发现的各种事件(火灾隐患、病虫害、盗砍盗伐等),标明事故发生处的经度、纬度、时间、图片等信息,同时考核巡检人员是否按照苗圃管理规定的线路、时间进行巡林。并且可实现考勤记录的网络查询、远程管理等强大的功能。

实时动态显示扑救人员的地理位置信息,估算着火面积,结合GIS系统,根据火灾现场的地形地貌、气象参数及植被情况,预估火势走向,为林区火灾扑救提供决策方案。

4.苗圃环境信息实时监测系统

系统由微电脑数据采集仪、传感器组、监控管理服务器、数据远传模块(GPRS)和系统软件组成。微电脑数据采集仪采集传感器组获得的数据存储,并通过远传模块(GPRS)传输至管理服务器,实现数据网络查询、火险评估及预测预报等功能。

5.苗圃生产、管理“云”平台

采用“互联网+”技术,将精准灌溉系统、病虫害预警系统、智能巡检系统、林火扑救辅助决策系统、苗圃环境实时监测系统统一在“云”平台上,实现苗木生产、管理智能化。结构图如下: