北斗精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)解決方案

1、北斗精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)解決方案一、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，又是一個(gè)自然災(zāi)難多發(fā)的國(guó)家，農(nóng)作物種植在全國(guó)范圍內(nèi)都格外廣泛，農(nóng)業(yè)信息化，才智化是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)進(jìn)展的必定階段，是新時(shí)期農(nóng)業(yè)和農(nóng)村進(jìn)展的一項(xiàng)重要任務(wù)，是實(shí)現(xiàn)國(guó)民生計(jì)的大事。以農(nóng)業(yè)信息化帶動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)、協(xié)調(diào)進(jìn)展具有重大意義。進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)，通過(guò)信息技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、裝備現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，通過(guò)信息服務(wù)實(shí)現(xiàn)小農(nóng)戶生產(chǎn)大市場(chǎng)的對(duì)接，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)進(jìn)展的一項(xiàng)重要任務(wù)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)進(jìn)展的新潮流，是由信息技術(shù)支持的、依據(jù)空間變異定位、定時(shí)、定量地實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)，

2、其基本涵義是依據(jù)作物生長(zhǎng)的土壤性狀，調(diào)整對(duì)作物的投入，即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異，另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標(biāo)，進(jìn)行定位的 “系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理”，調(diào)動(dòng)土壤生產(chǎn)力，以最少的或最節(jié)省的投入達(dá)到同等收入或更高的收入，并改善環(huán)境，高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源，取得更好經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在我國(guó)還處于起始階段，但精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的理念和技術(shù)投入應(yīng)用，已經(jīng)顯示出很多優(yōu)越性，可以省種、省工，提高水肥的利用率，增加經(jīng)濟(jì)收入，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)將在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理和技術(shù)上發(fā)揮重要的作用。用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)理論與原則改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，進(jìn)展中國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)，是將來(lái)農(nóng)業(yè)進(jìn)展的重要趨勢(shì)。二、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的

3、體系結(jié)構(gòu)1全球定位系統(tǒng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)廣泛接受了全球定位系統(tǒng)用于信息獵取和實(shí)施的精確定位。為了提高精度廣泛接受了“差分校正全球衛(wèi)星定位技術(shù)”。它的特點(diǎn)是定位精度高，依據(jù)不同的目的可自由選擇不同精度的全球定位系統(tǒng)。2地理信息系統(tǒng)GIS精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)離不開(kāi)GIS的技術(shù)支持，它是構(gòu)成農(nóng)作物精準(zhǔn)管理空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)的有力工具，田間信息通過(guò)GIS系統(tǒng)予以表達(dá)和處理，是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施的重要。3遙感系統(tǒng)RS遙感技術(shù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)田間信息獵取的關(guān)鍵技術(shù)，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)供應(yīng)農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長(zhǎng)環(huán)境、生長(zhǎng)狀況和空間變異信息的技術(shù)要求。4、作物生產(chǎn)管理專家決策系統(tǒng)它的核心內(nèi)容是用于供應(yīng)作物生長(zhǎng)過(guò)程模擬、投入產(chǎn)出分析與模擬的模型庫(kù)；支持作物生產(chǎn)

4、管理的數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)庫(kù)；作物生產(chǎn)管理學(xué)問(wèn)、閱歷的集合學(xué)問(wèn)庫(kù)；基于數(shù)據(jù)、模型、學(xué)問(wèn)庫(kù)的推理程序；人機(jī)交互界面程序等。5、田間肥力、墑情、苗情、雜草及病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)及信息采集處理技術(shù)設(shè)備。6、自動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械駕駛技術(shù)。如帶產(chǎn)量傳感器及小區(qū)產(chǎn)量生成圖的收獲機(jī)械；自動(dòng)把握精密播種、施肥、噴藥機(jī)械等等。近幾年來(lái)，美國(guó)、歐洲一些技術(shù)先進(jìn)的農(nóng)場(chǎng)在精細(xì)農(nóng)業(yè)方面已經(jīng)進(jìn)入普及規(guī)模的實(shí)施階段。有的農(nóng)場(chǎng)將遙測(cè)傳感器裝置、北斗儀器、微型計(jì)算機(jī)以及化肥、殺蟲(chóng)劑等全都裝在拖拉機(jī)上，在拖拉機(jī)田間行駛的同時(shí)，由傳感器獵取作物生長(zhǎng)狀態(tài)信息，北斗給出精確定位，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)將事先存貯在地理信息系統(tǒng)中與該地塊的土壤、作物品種以及本生長(zhǎng)階段完

5、成的耕作措施等有關(guān)參數(shù)調(diào)出，運(yùn)行快速診斷決策模型，給出澆灌、施肥、殺蟲(chóng)、除草配方，就地實(shí)行耕作措施，整個(gè)過(guò)程基本是自動(dòng)完成的。三、方案設(shè)計(jì)本方案是以北斗地基增加系統(tǒng)為核心，圍繞C0RS系統(tǒng)，建立農(nóng)場(chǎng)信息化監(jiān)控中心、農(nóng)場(chǎng)GIS信息采集終端、農(nóng)場(chǎng)變量信息采集終端、農(nóng)場(chǎng)農(nóng)機(jī)導(dǎo)航及自動(dòng)化系統(tǒng)、農(nóng)場(chǎng)農(nóng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等一系列農(nóng)場(chǎng)位置信息服務(wù)體系。3.1農(nóng)場(chǎng)CORS系統(tǒng)C0RS系統(tǒng)作為系統(tǒng)的核心，是農(nóng)場(chǎng)位置綜合服務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)供應(yīng)者，建設(shè)完成后，該系統(tǒng)要保持連續(xù)運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定性尤為重要：永久參考站系統(tǒng)是某一區(qū)域范圍內(nèi)建立若干個(gè)連續(xù)運(yùn)行參考站，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，構(gòu)成新代的網(wǎng)絡(luò)化GNSS綜合服務(wù)系統(tǒng)，不僅可以向各級(jí)測(cè)

6、繪用戶供應(yīng)高精度、連續(xù)的空間基準(zhǔn)，也可向?qū)Ш?、時(shí)間、災(zāi)難防治等部門供應(yīng)各種數(shù)據(jù)服務(wù)。CORS的建設(shè)，可為農(nóng)場(chǎng)的各個(gè)行業(yè)如工程建設(shè)、農(nóng)機(jī)導(dǎo)航、交通監(jiān)控甚至環(huán)境愛(ài)護(hù)、搶險(xiǎn)救災(zāi)等供應(yīng)快速牢靠的信息服務(wù)，滿足各行業(yè)的位置信息需求。CORS系統(tǒng)將是現(xiàn)代衛(wèi)星定位、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字通訊等技術(shù)進(jìn)行多方位，多領(lǐng)域應(yīng)用的綜合集成解決方案，系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)子系統(tǒng)：1、參考站網(wǎng)子系統(tǒng)2、數(shù)據(jù)處理與管理中心3、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)4、用戶服務(wù)子系統(tǒng)CORS的建設(shè)原則是：(1)在滿足系統(tǒng)技術(shù)要求的條件下，最合理的分布基準(zhǔn)站，實(shí)現(xiàn)最大范圍的掩蓋；(2)有利于系統(tǒng)總體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)及系統(tǒng)分階段建設(shè)：(3)接受目前最先進(jìn)、最完善

7、的GNSS基準(zhǔn)站網(wǎng)建站技術(shù)：(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)簡(jiǎn)潔、適用、操作簡(jiǎn)潔和低成本運(yùn)行；(5)利用目前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的通信技術(shù)，盡量接受公共通訊網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一頻點(diǎn)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一管理，以節(jié)省資源，提高效率(6)系統(tǒng)兼顧目前及今后的進(jìn)展3.2監(jiān)控及數(shù)據(jù)處理中心監(jiān)控及數(shù)據(jù)處理中心由大屏幕視頻系統(tǒng)、中心服務(wù)器、各系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理器及相關(guān)軟件組成。多屏視頻系統(tǒng)適用于多屏的拼接，是一套性能強(qiáng)大的高端圖像處理系統(tǒng)。它能夠在不同的屏幕上顯示各自不同的畫(huà)面，又可共同組合一幅大畫(huà)面，既可以在多個(gè)顯示終端上同時(shí)示多個(gè)動(dòng)態(tài)畫(huà)面，用于同時(shí)顯示不同的場(chǎng)景，也可以將多個(gè)顯示終端組合成為一個(gè)大的終端來(lái)顯示超大、超寬畫(huà)面。該系統(tǒng)主要用于大屏幕

8、的拼接顯示，依照配置的不同，最多可以同時(shí)支持 8 屏幕的拼接，支持投影儀、液晶電視等顯示設(shè)備。同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)置軟件可播放DVD和各種視頻文件?？蓪⑷我鈶?yīng)用程序、視頻畫(huà)面，由占用一個(gè)屏幕擴(kuò)展至占用兩個(gè)或三個(gè)屏幕，視頻疊加等。該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于航天、公安、軍隊(duì)、交通、樓宇監(jiān)控、以及電力、水利、礦山、油田、科研院校、國(guó)防等諸多領(lǐng)域。3.3農(nóng)機(jī)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)農(nóng)機(jī)車輛監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是接受3G/4G等通信技術(shù)、北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)、GIS技術(shù)、公用電話網(wǎng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，建立一個(gè)以農(nóng)場(chǎng)總控中心，兼容各分場(chǎng)分中心的綜合北斗衛(wèi)星定位監(jiān)控指揮系統(tǒng)。具體如下：(1)建設(shè)農(nóng)場(chǎng)監(jiān)控中心綜合化北斗監(jiān)控平臺(tái)?？扇萑r(nóng)場(chǎng)拖

9、拉機(jī)、收割機(jī)、噴藥機(jī)、出租車、各類特種車輛以及社會(huì)各種車輛，供應(yīng)定位、調(diào)度、安防及多項(xiàng)信息服務(wù)；(2)強(qiáng)大的精確定位、實(shí)時(shí)監(jiān)控功能?？焖僬{(diào)配不同區(qū)域的車輛資源，提高整體協(xié)作效率，便于統(tǒng)計(jì)分析農(nóng)機(jī)的油耗、作業(yè)面積、行使歷程等數(shù)據(jù)；(3)快速的修理機(jī)制，便于農(nóng)場(chǎng)統(tǒng)一管理農(nóng)機(jī)，將修理人員選擇最合適的路徑出工到現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)農(nóng)機(jī)進(jìn)行修理。(4)建立高速、高質(zhì)量的以空間地理信息為背景的北斗車輛監(jiān)控系統(tǒng)，在外部與指揮中心、指揮中心，分場(chǎng)之間以及各部門進(jìn)行信息實(shí)時(shí)交換；(5)供應(yīng)多種監(jiān)控方式，可加載農(nóng)場(chǎng)的自有具體電子地圖或遙感圖，加載相應(yīng)屬性點(diǎn)，如水利設(shè)施、加油站信息等。(6)高監(jiān)控容量。系統(tǒng)設(shè)計(jì)監(jiān)控中心平臺(tái)容量

10、應(yīng)達(dá)到可容納1萬(wàn)輛以上入網(wǎng)車輛。3.4農(nóng)機(jī)導(dǎo)航及自動(dòng)化駕駛系統(tǒng)隨著農(nóng)場(chǎng)大馬力拖拉機(jī)的普及，農(nóng)機(jī)導(dǎo)航和自動(dòng)駕駛功能在大馬力農(nóng)機(jī)作業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。鴻運(yùn)偉業(yè)在農(nóng)機(jī)自動(dòng)化領(lǐng)域一方面引進(jìn)國(guó)外進(jìn)口的先進(jìn)設(shè)備，一方面樂(lè)觀研發(fā)降低產(chǎn)品成本，組合出一套適合中國(guó)農(nóng)場(chǎng)的農(nóng)機(jī)導(dǎo)航和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一套獨(dú)具特色的、適合中國(guó)國(guó)情的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)解決方案，是由嵌入式軟件技術(shù)、北斗高精度差分定位及慣性導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合，依托北斗地基增加系統(tǒng)（CORS），或便攜式基站系統(tǒng)（RTK），形成一套可以在農(nóng)業(yè)作業(yè)中，指導(dǎo)農(nóng)機(jī)手進(jìn)行人工作業(yè)可達(dá)到厘米級(jí)精確的先進(jìn)系統(tǒng)。系統(tǒng)主要組成部分：（1）高精度GNSS天線支持北斗等多星系統(tǒng)定位的高精

11、度GNSS天線（2）農(nóng)機(jī)手持導(dǎo)航顯示器接受高亮防眩光工業(yè)級(jí)顯示器，在陽(yáng)光猛烈的野外環(huán)境可以清楚的辨認(rèn)，防水防塵的設(shè)計(jì)也較一般消費(fèi)類平板電腦等耐用。在依據(jù)設(shè)計(jì)好的路線、拖拉機(jī)尺寸行使時(shí)，顯示屏可以很好的指導(dǎo)司機(jī)該如何行進(jìn)和轉(zhuǎn)彎，把握當(dāng)前行進(jìn)軌跡與上一軌跡的間距，從而削減了區(qū)域重復(fù)作業(yè)區(qū)域，降低了原料成本，提高了播種、施肥、收割等農(nóng)業(yè)作業(yè)的效率。（3）高精度差分基準(zhǔn)站其中北斗差分基準(zhǔn)站可接受由農(nóng)場(chǎng)C0RS系統(tǒng)廣播的差分?jǐn)?shù)據(jù)擔(dān)當(dāng)，另外農(nóng)機(jī)到農(nóng)場(chǎng)以外的范圍作業(yè)時(shí)候，還可接受便攜式基站，通過(guò)基準(zhǔn)站播放廣播差分信號(hào)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（RTK)系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線電接收電臺(tái)接收差分?jǐn)?shù)據(jù)，并在流淌站中進(jìn)行處理，從而獲得

12、更高的定位結(jié)果。集成北斗主機(jī)接收機(jī)、天線、電臺(tái)、微型把握計(jì)算機(jī)于一體，自動(dòng)廣播產(chǎn)品的特有差分格式，能實(shí)現(xiàn)流淌站的快速初始化，主要便利之處是使用一臺(tái)基準(zhǔn)站可以同時(shí)向多個(gè)流淌發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)，從而節(jié)省成本，可以為系統(tǒng)供應(yīng)厘米級(jí)的定位精度。便攜式基站系統(tǒng)特點(diǎn)：l依靠自主研發(fā)，留意成本把握，相對(duì)進(jìn)口自動(dòng)化駕駛設(shè)備，成本只有10%；l實(shí)施成本低，運(yùn)營(yíng)維護(hù)格外簡(jiǎn)潔，利于普及推廣；l安裝簡(jiǎn)潔快捷，對(duì)農(nóng)機(jī)基本沒(méi)有改動(dòng)；l技術(shù)先進(jìn)，接受北斗等GNSS多星系統(tǒng)厘米級(jí)定位及慣性導(dǎo)航技術(shù)；l超大尺寸、高亮防眩光顯示屏，在陽(yáng)光下清楚可見(jiàn)；l車載電源供電，可保證設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作；l軟件指示清楚明白、操作簡(jiǎn)潔易懂；l軟件將農(nóng)機(jī)已耕作的線路做變色的處理，避開(kāi)重復(fù)耕作；l耕作過(guò)程可暫停操作，便于臨時(shí)加裝種子、化肥、農(nóng)藥等操作；3.5農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)系統(tǒng)高產(chǎn)高效：植保飛行平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的升力平臺(tái)接受同軸式設(shè)計(jì)，工作效率要比單旋翼高出15 20%；在相同拉力和旋翼直徑下，同軸雙旋翼的誘導(dǎo)阻力比單旋翼低20%30%，在減小體積的狀況下，供應(yīng)更大的載荷生態(tài)平安：無(wú)人直升機(jī)自動(dòng)飛控導(dǎo)航噴灑最大限度地削減了工作人員接觸農(nóng)藥的時(shí)間，基本解除了農(nóng)夫背負(fù)噴霧器在炎炎烈日下作業(yè)農(nóng)藥中毒的威逼，保障了農(nóng)夫的生命平安。大面積的統(tǒng)防統(tǒng)治，也利于資源有效利用和環(huán)境愛(ài)護(hù)。優(yōu)質(zhì)效果：螺旋翼無(wú)人機(jī)，作業(yè)高度低，單位面積農(nóng)作物藥液掩蓋密度