近期，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、北京市設(shè)施蔬菜創(chuàng)新團隊崗位專家安冬開展了基于電力線載波傳輸與智能開關(guān)技術(shù)結(jié)合的設(shè)施蔬菜環(huán)境實時測控技術(shù)研究，首次將這種新型農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境測控技術(shù)在北京房山綜合實驗站實驗成功，解決了設(shè)施蔬菜環(huán)境測控中的相關(guān)突出問題。
科學(xué)的設(shè)施環(huán)境測控對提高蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)以及能源利用率具有重要的意義。
“然而，現(xiàn)有設(shè)施蔬菜環(huán)境測控中存在兩個突出的技術(shù)問題：一是溫度、濕度、光照等環(huán)境因子感知與傳輸需布設(shè)專用傳輸線路，傳輸費用較高；二是卷簾、風機等環(huán)控設(shè)備運行狀態(tài)無法實時、自動監(jiān)測，設(shè)備故障停機會造成經(jīng)濟損失或存在線路漏電等安全隱患。”安冬告訴記者。
該項研究主要由溫室環(huán)境數(shù)據(jù)采集與傳輸、環(huán)控設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及控制和遠程測控平臺三部分組成。
“對于溫室環(huán)境數(shù)據(jù)采集與傳輸，主要利用溫室中現(xiàn)有的電線采用電力線載波傳輸技術(shù)實時、準確地將采集到的光照、溫濕度等環(huán)境信息傳輸給遠程測控平臺；對于環(huán)控設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及控制，主要是利用溫室中現(xiàn)有的電線采用智能開關(guān)技術(shù)實時、準確采集卷簾機等設(shè)備的電壓、電流、功率傳輸給遠程測控平臺；而遠程測控平臺主要是用于實時顯示、分析環(huán)境數(shù)據(jù)和設(shè)備運行數(shù)據(jù)并根據(jù)智能模型下達設(shè)備運行指令、預(yù)警設(shè)備故障。”安冬進一步分析說。
為什么電力線載波傳輸技術(shù)和智能開關(guān)技術(shù)適宜應(yīng)用于設(shè)施蔬菜環(huán)境測控中？“電力線載波傳輸技術(shù)具有免布線、無通訊成本、即插即用、傳輸穩(wěn)定等特點，非常適合在多個溫室、超大跨度區(qū)域進行數(shù)據(jù)采集與設(shè)備控制。智能開關(guān)技術(shù)可以彌補現(xiàn)有農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)無法監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)的漏洞，可以采集卷簾機等設(shè)備的電壓電流功率信息，從而實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)實時監(jiān)控，避免設(shè)備故障停機造成經(jīng)濟損失和安全隱患。”安冬說。
如今，這兩項技術(shù)已在工業(yè)中智能電表自動抄表及大型電力設(shè)備監(jiān)控中得到有效應(yīng)用，農(nóng)業(yè)中應(yīng)用有不同于工業(yè)的特殊技術(shù)要求，針對設(shè)施溫室的具體需求，該團隊將該技術(shù)進行了軟硬件升級改進，首次將上述技術(shù)在農(nóng)業(yè)設(shè)施環(huán)境測控上實驗成功。
目前，該技術(shù)已在北京房山綜合實驗站兩棟日光溫室內(nèi)開展實驗示范?！白?022年11月10日至2023年3月29日該系統(tǒng)已采集101天有效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集以10分鐘為單位，每種環(huán)境因子在每個節(jié)點上已有14544條數(shù)據(jù)。對比基于4G的傳輸模式，數(shù)據(jù)一致性為99.99%。實驗結(jié)果表明該技術(shù)可準確、穩(wěn)定采集環(huán)境數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并為園區(qū)排查電線漏電的安全隱患1次?！卑捕f。
