活动简介
IAE.智慧农业“种子工程”案例征集活动由北京新型智慧农业研究院联合行业十多家企事业单位共同发起，旨在挖掘一批具有技术先进性，示范效果突出、产业带动性强、可规模化应用的智慧农业典型项目与案例，树立智慧农业技术应用的品牌标杆，打造智慧农业行业发展的风向标，推动行业健康可持续发展。为更好的助力烟台智慧农业的发展与落地，根据烟台农业主导产业的发展特点及需求，应2021第二十一届烟台国际果蔬·食品博览会主办方的邀请，IAE.2021智慧农业“种子工程”（山东站）典型案例征集活动启动，目前活动正在火热进行中。入围案例将在10月29日在烟台举办的IAE.2021中国（烟台）智慧农业应用与创新发展论坛进行发布与展示。
案例名称
生态无人农场平移式智慧灌溉项目和无人自动驾驶平台
所属企业介绍
山东科大微机应用研究所有限公司成立于1996年，属国家级高新技术企业和双软企业。集团拥有10000平方米现代化机械加工车间和6000平方米的科研办公大楼，是国内农机安全监理设备行业的龙头企业，是《中华人民共和国农业行业标准NY/T1830-2019》的主要起草单位，并18次参与国家标准和行业标准的起草和修订。集团为保证产品质量，提高服务水平先后通过了中国质量认证中心的《质量管理体系(ISO9001)》、《信息安全体系(ISO27001)》、《环境管理体系(ISO14001)》、《职业健康安全体系(ISO18001)》和《信息技术服务管理体系(ISO20000)》五大体系的认证，同时凭借雄厚的研发实力现已拥有软件著作权证书82个、专利证书113项。
所属领域
智慧灌溉
案例内容
1.生态无人农场平移式智慧灌溉项目
平移式智慧灌溉是结合北斗技术、5G技术、物联网技术、大数据技术、云计算技术等，最终实现无人灌溉（平行移动式水车通过两侧的车轮同步移动实现矩形地块的灌溉）。
2.生态无人农场自动驾驶平台
适用于生态无人农场无人驾驶平台，以NB/4G/5G等无线通讯方式，实现地面无人驾驶移动终端、云端存储平台、远程控制软件（移动终端App、应用软件、Web）的无缝连接，完成农场内无人驾驶移动平台的全球可视化控制。
1生态无人农场平移式智慧灌溉：
⑴.动作设备电动阀门
电动阀门用于对水车上每个喷头的独立控制，电动阀门为常开设计防止系统出现故障导致无法灌溉，常开设计在系统故障维护时依然可以以传统模式进行人工灌溉。
⑵.电动阀门控制节点
一套智能灌溉系统根据阀门数量的多少需要配备多个控制节点。每个控制节点控制就近的二十个阀门。控制节点通过485通信电缆与主控制箱通信接收主控制箱指令。
⑶.水源水泵5G控制器
水源水泵控制器用于水车供水主水泵的开关控制，支持手动远程控制与配合智能控制系统实现完全自动化的水位控制。实时调整水量与水车出水量同步。
⑷.水车主水泵上水变频器
由于水车上的喷头会根据当前土壤地块干旱程度实时开闭，所以水车出水量处于实时变化中。水泵变频器通过改变水泵交流电机的电流频率控制水泵转速以达到控制流量的效果
⑸.引水水泵
在主水泵刚开启时需要先由引水泵进行引水加注，在全自动化模式下该过程可由程序自动完成。传统模式下可手动控制因水泵开关。
⑹.太阳能土壤气象站
太阳能土壤气象站用于土壤温湿度检测，根据地块大小在地块中配备一定数量的气象站矩阵。气象站矩阵得到的每个地块的温湿度数据用于智能控制系统对相应地块喷头的开关决策。气象站采用太阳能供电安装灵活，通信采用Lora组网，采用自研Lora组网协议每个气象站即为气象站也是网络节点，距离较远的气象站可通过中继通信将数据传回主控制箱。智能路由控制自动选择最优转发路径保证传输网络的稳定性。
⑺.主控制箱
主控制箱是整个系统的决策终端，主控制箱通过5G信号与云服务器相连接，实时上传各个传感器数据与控制结构状态，云服务器进行整个智能控制的逻辑决策。
⑻.云服务器
云服务器在云端部署，实时记录土壤温湿度历史数据生成图表方便直观观察。全自动智能模式下服务器自动控制水车各部分水泵开关以及喷头开关等动作。云服务器还为pc端演示系统提供数据支持以及安卓移动端app的服务支持。Pc端和移动端都能轻松实现系统状态数据的查看以及各个动作机构的手动控制。
2、生态无人农场自动驾驶平台：
无人驾驶定制无线传输模块(无人驾驶移动平台自身数据的无线转接、无人驾驶平台视频数据的无线传输)、云端数据存储管理平台(实现云端数据转接、实现云端数据管理)、应用平台(移动终端APP(用户管理、设备管理、设备显示、设备状态显示、实时图像图像显示、位置信息显示、用户控制输入、无人驾驶平台传感器数据显示、规划路径作业和远程控制作业、异常报警)、移动终端PAD(技术内容同上，支持多机切屏显示作业状态、作业视频及作业管理)、WEB平台(技术内容同上，支持多机切屏显示作业状态、作业视频及作业管理))。
⑴．基于MQTT通讯协议使终端数据以无线传输模式上传到平台，进行数据转换及数据管理；
⑵．基于微服务架构及前后端分离模式技术路线支撑生态无人农场无人驾驶平台。
⑶．基于大数据技术及相算法完成规划作业路线及远程控制作业。
⑷．使用高精度地图并结合GIS技术，可真实准确展示作业作业状态、作业管理及作业视频；
推荐理由
本项目已成功在荣成市智慧农业建设项目、陕西延安得到推广应用，经济效益与社会效益显著：
1、经济效益
⑴人工方面：通过对物联网、大数据的应用，实现了生产的自动化统计和精准调度，每亩比常规果园节省劳动日10个，亩节省人力成本1200元。已应用的2万亩果园，年可增效0.24亿元。
⑵省水节肥：通过精准灌溉、配方施肥、绿色防控，每亩节水50%、节药60%、节肥70%，亩节省水、药、肥至少300元，已应用的2万亩果园，年增效600万元。
⑶增产提质：通过对物联网、大数据技术的综合应用，特别是智慧防霜冻系统的启用，不仅果实品质显著提升，单产比常规管理果园至少高10%。已应用的2万亩果园，按每亩增产500公斤计，年可增效0.6亿元。
⑷品牌溢价：按销售价格每公斤至少高于常规产品1元计，2万亩果园总产1亿公斤，年可增收1亿元。
以上合计，年可增收1.9亿元。
2、社会效益
一是体现在生态保护方面，农业的可持续发展得以实现。由于本系统的应用，化学投入品的使用急剧下降，不仅果品农药残留大幅降低，而且整个生产基地的生态环境大幅改善。土壤PH值由5.5回升到7.5左右，土壤有机质含量由0.5%提升到1.5%以上，土壤退化得到遏制。
二是体现在带动增收方面，智慧农业成为产业振兴新模式。根据山东省政府办公厅印发的《山东省推动苹果产业高质量发展行动计划》，预计到2025年全省苹果种植面积稳定在400万亩测算，如果按照10%应用本公司系统，40万亩每年节本增效可达38亿元。