一.智慧农业数字孪生需求

• 生产数据采集滞后残缺、生产险情发现延误。

• 人工成本高、工作耗时长、生产效率低。

• 高度依赖于人工操作,环境检测判断不精准。

• 环境因素影响植物生长，收益低。

   
  

二.智慧农业解决方案

1.HZ3D简介

华智科技数字孪生可视化平台是一套基于国际 web3D 规范标准开发的B/S架构数字孪生可视化运维平台，主要包含 3D 图形引擎、数字孪生智能中枢、数字孪生数据集成总线。

采用HZ3D搭建“智慧农业大棚”，能够随时掌控并调节大棚内的环境指数，提供给大棚内植物精准培育环境，有效提高生长速度和生长质量，增加产值。也可以通过虚拟孪生系统远程操作现场设备。

2.智慧农业大棚

• 环境监测：空气湿度、空气温度、光照度、二氧化碳、土  壤湿度、土壤EC

• 监控系统：视频监控、字符叠加器、图片采集

• 智能云平台：自动上传、历史记录、数据分析、智能预警

• 智能联动：补光系统、遮光系统、通风系统、卷帘系统、灌溉系统

   

3.原理图

三、系统实现主要功能和效果

1.实现功能

• 土壤嫡情监测：土壤摘情精准监测,异常情况快速预警。土壤摘情监测系统可实现全天候不间断监测。现场远程监测设备自动采集土壤嫡情实时数据并利用GPRS无线网络实现数据远程传输;监控中心自动接收、自动存储各监测点的监测数据到数据库中。

• 智能虫情监测：远程掌握田间虫情,无公害诱捕杀虫。自动虫情监测系统主要利用现代光、电、数控技术无线传输技术、互联网技术构建出一套害虫生态监测及预警系统。该系统集害虫诱捕和拍照、环境信息采集数据传输、数据分析于一体,实现了害虫的诱集、分类统计、实时报传、远程检测、虫害预警和防治指导的自动化、智能化。具有性能稳定、操作简便、设置灵活等特点,广泛应用于:农业林业牧业、蔬菜、烟草、茶叶、药材、园林、果园、城镇绿化、检疫等领域。

• 智能孢子监测:利用现代高新技术,对病菌孢子连续动态监测。智能孢子监测系统集成电子数码显微、数字图像处理与人工智能识别、GMS全球数据传输等现代高新技术,集病菌孢子自动捕捉、自动识别、自动计数、自动存储等功能于一体,实现了病菌孢子的连续动态监测,可以显著提升农作物病害综合防控管理水平。

• 灾情、苗情监测：720度高清摄像,突发情况可自动转向紧急录像。通过对农田进行农业物联网传感器布局,对整个农种过程中的播种、施肥、采摘,包装等各个环节进行视频监控,树立标准化作业标准。同时通过远程环境监控能够方便管理人员对作物生长状况远程在线监控,以及质量监督检验检疫部门及上级主管部门对生产过程的有效监督和及时千预以及信息技术管理人员对现场数据信息和图像信息的获取、备份和分析处理,视频监控系统也为以后利用获取生物信息提供了必要的基础条件。

• 气象环境检测：农场气象实时监测,极端气象及时预报。监测要素包括空气温度、空气湿度、紫外线强度、太阳总辐射、风速、风向、风力、降雨,以及虫情监测捕捉。

  
  

• 农业环境监测,通过现场的气象设备,可以实时的对农业场景内的进行监测。提高了农业生产对自然环境风险的应对能力,使弱势的传统农业成为具有高效率的现代产业。

   

2.达到效果

• 视频监控与联动系统

   

• 水肥一体机联动系统

  

• 溯源系统：农业环境监测,通过现场的气象设备,可以实时的对农业场景内的进行监测。提高了农业生产对自然环境风险的应对能力,使弱势的传统农业成为具有高效率的现代产业。

3.智慧大屏示意图：