智慧农业监测设备-综合管理技术方案

智慧农业监测设备-综合管理技术方案
一、方案背景与目标 柏峰【BF-NYSQ】随着农业现代化进程加快，传统农业面临资源利用率低、生产效率不足、生态压力增大等问题。为实现农业生产“精准化、智能化、绿色化”转型，本方案整合水肥一体机控制、植保无人机、农业四情监测设备、水质监测系统四大核心技术，构建覆盖“监测-决策-执行”全流程的智慧农业管理体系，旨在提升作物产量与品质、降低生产损耗、节约水肥资源，推动农业可持续发展。
方案核心目标：通过物联网、大数据与人工智能技术融合，实现农田环境实时感知、水肥精准调控、植保高效作业、水质安全监控，打造“感知-分析-决策-执行-反馈”的闭环农业管理模式，亩均节水节肥30%以上，植保效率提升50%以上，作物优质品率提高20%以上。

二、系统总体架构
本方案采用“三层架构+一站式平台”设计，实现数据互通与协同控制：
- 感知层：部署农业四情监测设备（墒情、苗情、虫情、灾情）、水质传感器、土壤养分传感器等，实时采集农田环境与作物生长数据；
- 传输层：通过4G/5G、LoRa、NB-IoT等通信技术，将感知数据稳定传输至云端平台，保障数据实时性与可靠性；
- 应用层：构建智慧农业管理平台，集成数据可视化、智能决策、设备远程控制功能，联动水肥一体机、植保无人机等执行设备；
- 一站式平台：作为核心中枢，实现数据汇总分析、指令下发、设备联动与报表生成，支持电脑端、手机端多终端访问。
三、核心功能模块设计
（一）农业四情监测模块：精准感知作物生长环境
部署多参数监测终端，实现农田“四情”动态监测：
- 墒情监测：通过土壤温湿度传感器、养分传感器（N/P/K、pH值），实时采集土壤墒情数据，为水肥调控提供依据；
- 苗情监测：搭载高清摄像头与AI图像识别技术，自动识别作物长势、株高、叶面积指数等，判断作物营养状况；
- 虫情监测：利用虫情测报灯诱捕害虫，结合图像识别自动统计害虫种类与数量，实现病虫害早期预警；
- 灾情监测：集成风速、风向、降雨量、光照强度传感器，实时监测暴雨、大风、干旱等灾害性天气，及时触发应急措施。
监测数据通过平台可视化展示，生成作物生长趋势曲线与环境预警报告，为后续管理决策提供数据支撑。
（二）水肥一体机智能控制模块：节水节肥精准灌溉
基于四情监测数据，通过水肥一体机实现“按需供给”的精准水肥管理：
- 智能决策：平台根据作物品种、生育期、土壤墒情与养分数据，自动生成水肥施用方案（灌溉量、施肥种类、浓度配比）；
- 自动执行：水肥一体机接收平台指令，通过变频泵、电磁阀精准控制水、肥混合比例与灌溉时间，支持滴灌、喷灌等多种灌溉方式；
- 闭环调节：灌溉后实时反馈土壤墒情与作物长势数据，平台动态调整水肥方案，避免水肥浪费与土壤板结；
- 手动干预：支持农户通过平台或本地控制面板手动设置参数，应对特殊生产需求。
（三）植保无人机高效作业模块：绿色精准病虫害防治
结合虫情监测数据，植保无人机实现病虫害“靶向防治”，减少农药使用量：
- 智能规划：平台根据虫情预警区域、作物高度、地块形状，自动生成无人机飞行航线，规划作业区域与农药用量；
- 精准喷洒：无人机搭载雾化喷头与GPS定位系统，实现定高、定速、定量喷洒，雾滴均匀度高，农药利用率提升40%以上；
- 作业监控：实时回传飞行轨迹与喷洒数据，平台记录作业面积、农药用量，生成植保作业报表；
- 协同联动：当虫情监测到病虫害爆发风险时，自动触发植保无人机作业预警，提醒农户及时防治。
（四）水质监测与循环模块：保障灌溉用水安全
针对农田灌溉用水（如水库、池塘、灌溉渠），部署水质监测系统，确保用水安全：
- 实时监测：通过水质传感器监测pH值、溶解氧、氨氮、总磷、重金属等指标，数据实时上传至平台；
- 预警联动：当水质指标超标时，平台自动发出预警，并联动水肥一体机暂停灌溉，避免污染作物；
- 循环利用：结合农田排水收集系统，对达标排水进行二次过滤处理，实现灌溉用水循环利用，提高水资源利用率。
本智慧农业综合管理方案通过“监测-决策-执行”的全流程智能化，将水肥控制、植保作业、环境监测、水质管理有机融合，实现农业生产的精准化与高效化。方案兼顾经济效益与生态效益，可广泛应用于大田作物、设施农业、果蔬种植等场景，为农业现代化发展提供可复制、可推广的技术范式。