Умное управление фермой | IoT и автоматизированные решения для фермерских хозяйств с Niubol

Умное управление фермой

Фон применения  

По мере перехода современного сельского хозяйства к цифровизации и автоматизации управление фермой включает множество процессов: полив, внесение удобрений, мониторинг климата, рост культур и обслуживание оборудования. Традиционные модели управления имеют следующие проблемы: 

- Менеджерам требуется ежедневно осматривать участки с культурами, что занимает много времени и труда. 

- Различные процессы управления не имеют единой поддержки данных, что затрудняет детальное управление. 

- Принятие решений сильно зависит от опыта, что приводит к низкой эффективности использования воды, удобрений и энергии. 

- Аномальные события трудно обнаружить и устранить своевременно.  

Например, на ферме площадью 500 акров при ручном управлении требуется 6–8 часов ежедневных осмотров, потери воды и удобрений составляют около 20%, колебания урожайности — 15%.

 Проблемы, с которыми сталкиваются

- Сложное управление множеством процессов, высокие трудозатраты: полив, внесение удобрений, контроль климата, мониторинг вредителей и другие процессы независимы, требуют ручной записи и оценки, что неэффективно и подвержено ошибкам. 

- Низкая эффективность использования воды, удобрений и энергии: без анализа данных и интеллектуальной регулировки полив, внесение удобрений и энергопотребление не оптимизируются, теряется 20–30% воды и удобрений, энергозатраты высокие. 

- Невозможность отслеживания состояния роста культур в реальном времени: данные о влажности почвы, показателях роста культур и климате не собираются в единой системе, что приводит к запоздалому обнаружению проблем и влияет на урожайность. 

- Медленная реакция на аномальные события: отказы клапанов, остановка насосов или недостаток освещения обнаруживаются только при ручных осмотрах, что приводит к значительным потерям. 

- Разрозненность данных, ненаучное принятие решений: данные из разных процессов разобщены и не имеют единой платформы анализа, что затрудняет научные решения и долгосрочные планы оптимизации.  

 Обзор решения умного управления фермой 

Цель: 

- Достижение автоматизации и цифровизации управления множеством процессов на ферме. 

- Повышение эффективности использования воды, удобрений и энергии. 

- Мониторинг состояния культур и окружающей среды в реальном времени. 

- Принятие решений на основе данных для повышения урожайности и снижения затрат.

Основные технологии и соответствие продукции Niubol

Основные компоненты умного управления фермой:  

- Датчики почвы (Niubol NBL-S-THR / NBL-S-TM / NBL-S-TMC) 

  - Функция: мониторинг влажности почвы, температуры, электропроводности (EC) и других ключевых показателей в реальном времени. 

  - Роль: оценка состояния влажности почвы для точного управления поливом и внесением удобрений. 

  - Технические особенности: высокая чувствительность, коррозионная стойкость, водонепроницаемый дизайн, длительная работа в почве. 

  - Применение: покрытие разных участков с культурами, данные напрямую передаются в облачную платформу Niubol для автоматизированного управления. 

- Метеостанция (Niubol Weather Station) 

  - Функция: мониторинг температуры и влажности воздуха, скорости и направления ветра, осадков, интенсивности света и других параметров окружающей среды. 

  - Роль: предоставление данных окружающей среды для роста культур, поддержка контроля полива и прогнозирования состояния растений. 

  - Технические особенности: беспроводная передача, питание от солнечных батарей, работа в любых погодных условиях. 

  - Применение: установка в центральной зоне фермы для обеспечения данных окружающей среды для всех культур. 

- Автоматические клапаны и насосы (Управление IoT-клапанами и насосами Niubol) 

  - Функция: автоматическая регулировка расхода воды для полива и подачи насосов в соответствии с настройками системы и данными датчиков. 

  - Роль: достижение точного полива, экономия водных ресурсов и повышение эффективности орошения. 

  - Технические особенности: поддержка удалённого управления и автоматического расписания, интеграция с облачной платформой Niubol. 

  - Применение: установка на магистральных и ветвевых трубопроводах полива для интеллектуального распределения воды по зонам.

- Сборщики данных (шлюз Niubol) 

  - Функция: сбор и обработка данных с разрозненных датчиков и передача в облачную платформу. 

  - Роль: соединение датчиков и облачной платформы, обеспечение централизованного управления данными. 

  - Технические особенности: поддержка различных интерфейсов датчиков, высокоскоростная беспроводная передача, стабильность и надёжность. 

  - Применение: размещение в ключевых зонах фермы для обеспечения полноты и актуальности данных. 

- Облачная платформа и аналитические алгоритмы (Облачная IoT-платформа Niubol) 

  - Функция: хранение, анализ и визуализация всех данных датчиков, генерация рекомендаций по умному управлению. 

  - Роль: автоматический расчёт потребности в поливе, количества удобрений и предоставление ранних предупреждений об аномалиях, поддержка принятия решений. 

  - Технические особенности: высокопроизводительная обработка данных, поддержка управления несколькими полями и культурами, сравнительный анализ исторических данных. 

  - Применение: менеджеры могут просматривать данные через веб или приложение, генерировать отчёты и создавать планы оптимизации. 

- Мобильное приложение (Niubol Farm App) 

  - Функция: просмотр данных о росте культур, влажности почвы, метеоинформации в реальном времени и удалённое управление системой полива. 

  - Роль: позволяет менеджерам ферм мониторить операции и быстро реагировать на аномальные события. 

  - Технические особенности: визуализация данных, push-уведомления, удалённое управление, анализ исторических данных. 

  - Применение: менеджеры могут управлять несколькими фермами через мобильные телефоны, планшеты или ПК.

 Этапы внедрения умного управления фермой 

1. Размещение и установка оборудования: 

   - Датчики почвы устанавливаются каждые 20–50 метров для покрытия разных типов почв. 

   - Метеостанция размещается в центральной части фермы для мониторинга окружающей среды. 

   - Клапаны и насосы устанавливаются на магистральных трубопроводах для управления распределением воды. 

   - Шлюз Niubol подключает все датчики и устройства управления. 

2. Сбор данных и установка порогов: 

   - Влажность почвы собирается каждые 5 минут. 

   - Метеоданные собираются каждые 10 минут. 

   - Устанавливаются пороги для засухи, переувлажнения, недостатка света, высокой скорости ветра и т.д. с автоматическими тревогами. 

   - Облачная платформа генерирует автоматические планы полива, внесения удобрений и вентиляции. 

3. Пробный запуск и отладка: 

   - Первые две недели наблюдают за работой каждого процесса и корректируют расход клапанов, насосов и правила управления. 

   - Калибровка датчиков и метеостанций для обеспечения точности данных. 

   - Система генерирует начальный отчёт и оптимизирует настройки порогов. 

4. Ежедневное управление: 

   - Система автоматически управляет поливом, внесением удобрений, вентиляторами и оборудованием затенения. 

   - Менеджеры просматривают состояние культур и окружающей среды через приложение. 

   - Облачная платформа генерирует ежедневные отчёты и предоставляет рекомендации по оптимизации. 

5. Обработка аномальных событий: 

   - Отказ клапана/насоса → система автоматически приостанавливает полив в затронутой зоне и отправляет уведомление в приложение. 

   - Аномалии роста культур → система запускает тревогу по проблемам с вредителями или водой. 

   - Метеорологические аномалии → система корректирует планы вентиляции, затенения и полива. 

6. Оптимизация и непрерывное улучшение: 

   - Еженедельный анализ эффективности использования воды и удобрений, данных роста культур и метеоусловий. 

   - Корректировка стратегии автоматического управления на основе исторических тенденций. 

   - Система может быть расширена для управления несколькими культурами и фермами.

 Преимущества системы умного управления фермой 

- Комплексная автоматизация управления: интегрированный контроль множества процессов, снижение трудозатрат на 40%. 

- Точное использование воды, удобрений и энергии: повышение эффективности воды и удобрений на 20–30%, снижение энергозатрат на 15%. 

- Мониторинг состояния культур в реальном времени: сбор данных о почве, метеоусловиях и росте культур. 

- Интеллектуальные предупреждения и обработка событий: автоматическое обнаружение проблем и предоставление решений. 

- Принятие решений на основе данных: долгосрочный анализ оптимизирует стратегии управления, повышая урожайность на 10–15%. 

- Масштабируемость для нескольких ферм и культур: унифицированная платформа управления несколькими полями и культурами. 

- Измеримый возврат инвестиций: экономия на воде, удобрениях, энергии и трудозатратах, окупаемость 12–18 месяцев.

 Кейс клиента 

Интегрированная умная ферма в Хэнани 

- Площадь: 500 акров 

- Развёрнутые продукты: NBL-S-THR, метеостанция Niubol, IoT-клапаны/насосы, шлюз, облако 

- До внедрения: ручное управление, низкая эффективность множества процессов, потери воды и удобрений 20%, колебания урожайности 15%.