TGXAS-沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)規(guī)范編制說明

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)規(guī)范》（征求意見稿）編制說明一、項(xiàng)目來源根據(jù)《關(guān)于下達(dá)2021年第四十一批團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（桂標(biāo)協(xié)﹝2021﹞107號(hào)）文件精神，由廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技信息研究所提出，廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技信息研究所和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所共同起草的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)規(guī)范》(項(xiàng)目編號(hào)：2021-4102)已獲批立項(xiàng)。二、項(xiàng)目背景及目的意義工信部、網(wǎng)信辦等8部門聯(lián)合印發(fā)《物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動(dòng)計(jì)劃（2021—2023年）》（以下簡稱《行動(dòng)計(jì)劃》），系統(tǒng)謀劃未來三年物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并明確提出到2023年底，在國內(nèi)主要城市初步建成物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施。2016年農(nóng)業(yè)部會(huì)同國家發(fā)改委、商務(wù)部、網(wǎng)信辦等部門制定了《十三五全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展規(guī)劃》等一系列文件，研究構(gòu)建農(nóng)業(yè)信息化標(biāo)準(zhǔn)體系，為市場注入了強(qiáng)烈的信心。2016年12月農(nóng)業(yè)部發(fā)布《農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告2016》，大力推進(jìn)[互聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等現(xiàn)代信息技術(shù)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈改造升級(jí)。農(nóng)業(yè)部辦公廳發(fā)布《關(guān)于做好2017年數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目前期工作的通知》，以大規(guī)模的資金投入推動(dòng)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、遙感等現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用。2017年中央一號(hào)文件《加快培育農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展新動(dòng)能》，要求深入推進(jìn)綠色高產(chǎn)高效創(chuàng)建，節(jié)本降耗，實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)工程，推進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)示范和農(nóng)業(yè)裝備智能化。柑橘種植為大田農(nóng)業(yè)，一般具有種植范圍廣、監(jiān)測點(diǎn)多、布線復(fù)雜等特征，農(nóng)耕時(shí)很難兼顧到農(nóng)田的方方面面，但是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以讓大田農(nóng)業(yè)也能實(shí)現(xiàn)精耕細(xì)作的發(fā)展目標(biāo)。隨著不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，如土壤類型、灌溉水源、灌溉方式及種植作物等統(tǒng)籌劃分各類型區(qū)，然后，再在各類型區(qū)域里選取具有典型性的地塊，建設(shè)含有土壤水含量、地下水位量和降雨量等水文信息的具有自動(dòng)采集和傳輸功能的監(jiān)測點(diǎn)。通過灌溉預(yù)報(bào)和信息監(jiān)測時(shí)報(bào)兩個(gè)系統(tǒng)，獲取農(nóng)作物最佳灌溉時(shí)間、灌溉用水量等，定期向群眾發(fā)布相關(guān)信息，科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)民灌溉。當(dāng)前廣西在蔬菜（大棚）、食用菌、甘蔗（蔗糖基地、雙高基地）、熱帶水果（火龍果、芒果、菠蘿、鳳梨等）、香蕉、柑桔等作物有大量應(yīng)用水肥一體化灌溉設(shè)備以及配套環(huán)境監(jiān)測傳感器，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用廣泛。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在動(dòng)植物生長環(huán)境檢測方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在利用多種類型的傳感器技術(shù)獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境各類數(shù)據(jù)，具體包括設(shè)施農(nóng)業(yè)中的光照、通風(fēng)等參數(shù)，畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的氨氣、二氧化硫、粉塵等有害物質(zhì)濃度等參數(shù)，利用多種類型的傳感器收集信息，完成對資源和環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測、精確把握和科學(xué)調(diào)配，節(jié)約成本，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。廣西自然條件優(yōu)越，十分適宜柑橘的生長，是我國柑橘的主要產(chǎn)區(qū)之一。近年來，廣西柑橘產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，柑橘種植規(guī)模逐漸擴(kuò)大，柑橘的經(jīng)濟(jì)效益不斷提升，為廣西整體經(jīng)濟(jì)水平的提高帶來了很大助力。廣西柑橘種植面積持續(xù)增加，2014年廣西柑橘種植面積為29.33萬公頃，2018年廣西柑橘種植面積為46.66萬公頃，漲幅達(dá)59.09%，2020年廣西柑橘種植面積約為55.47萬公頃，2021年廣西柑橘種植面積約為61.34萬公頃增，長速度極快。2014年柑橘總產(chǎn)量為471.6萬噸，2018年廣西地區(qū)柑橘總產(chǎn)量為836.49萬噸，漲幅高達(dá)77.37%，2020年柑橘產(chǎn)量約為1124萬噸，2021年柑橘產(chǎn)量約為1607.44萬噸。隨著柑桔生產(chǎn)量的增大，在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中存在各種需要監(jiān)測的環(huán)境數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及各類作業(yè)技術(shù)參數(shù)，用于柑橘生產(chǎn)指導(dǎo)。然而，在監(jiān)測手段上，往往還是采用人工監(jiān)測的方式進(jìn)行，造成采集數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度與覆蓋面，難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系所要求的管理精度，不利于柑桔種植生產(chǎn)的品質(zhì)提升與市場競爭力的增強(qiáng)。通過制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)規(guī)范》，以標(biāo)準(zhǔn)為抓手，統(tǒng)一規(guī)范廣西沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)的采集方式、采集過程、采集內(nèi)容的要求。通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫濕度監(jiān)控和自動(dòng)化灌溉，有效控制施肥的時(shí)間、周期、用量，精確節(jié)水、降低施肥成本、增加柑桔產(chǎn)量、提高果實(shí)品質(zhì)，提高現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系的管理精度，提升柑桔種植生產(chǎn)品質(zhì)、增強(qiáng)市場競爭力，確保好廣西柑橘產(chǎn)業(yè)往規(guī)?；⒁?guī)范化方向發(fā)展，為廣西經(jīng)濟(jì)做貢獻(xiàn)。三、標(biāo)準(zhǔn)編制過程（一）成立標(biāo)準(zhǔn)編制工作組團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)規(guī)范》項(xiàng)目任務(wù)下達(dá)后，成立了標(biāo)準(zhǔn)編制工作組，制定了標(biāo)準(zhǔn)編寫方案，明確任務(wù)職責(zé)，確定工作技術(shù)路線，開展標(biāo)準(zhǔn)研制工作，具體標(biāo)準(zhǔn)編制工作由廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技信息研究所和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所相關(guān)人員配合。（二）收集整理文獻(xiàn)資料目前國內(nèi)關(guān)于沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)具體列出如下：LY∕T2930-2017林業(yè)數(shù)據(jù)采集規(guī)范DB37/T3553-2019茶樹物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)數(shù)據(jù)采集規(guī)范DB37/T2874-2016農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集規(guī)范DB34/T3799-2021大棚作物水肥管理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)規(guī)程DB1301/T331-2020設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集指南（三）研討確定標(biāo)準(zhǔn)主體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)編制工作組在對收集的資料進(jìn)行整理研究后，標(biāo)準(zhǔn)編制工作組召開了標(biāo)準(zhǔn)編制會(huì)議，對標(biāo)準(zhǔn)的整體框架進(jìn)行了研究，并對標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵性問題進(jìn)行了初步探討。經(jīng)過研究，標(biāo)準(zhǔn)的主體內(nèi)容包括術(shù)語和定義、智慧果園云大腦、環(huán)境感知采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)、果園標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫系統(tǒng)、算法模型庫系統(tǒng)、智能應(yīng)用服務(wù)管理系統(tǒng)。（四）形成文本草案、征求意見稿2021年11月，標(biāo)準(zhǔn)起草工作小組進(jìn)行了廣泛實(shí)地調(diào)研工作，查閱了大量的國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，對沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，并于桂林、梧州、南寧等地建立沃柑的種植示范園。經(jīng)編制組反復(fù)討論，形成了標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)架，對主要內(nèi)容進(jìn)行了討論并對項(xiàng)目的工作進(jìn)行了部署和安排。在前期工作的基礎(chǔ)之上，通過理清邏輯脈絡(luò)，整合已有的參考資料中有關(guān)沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)要求，并結(jié)合廣西沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)實(shí)際要求的基礎(chǔ)上，按照簡化、統(tǒng)一等原則編制完成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)規(guī)范》（草案）。2021年12月～2022年10月，編制組再次深入桂林、梧州、南寧等沃柑種植區(qū)進(jìn)行分組調(diào)研，并向農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)科研單位、公司征求技術(shù)意見。針對沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)過程中存在的環(huán)境數(shù)據(jù)與施肥方法結(jié)合不緊密、缺乏更為智能化的科學(xué)施肥灌溉方案以及監(jiān)測數(shù)據(jù)更深層次的利用等問題，項(xiàng)目編制組在武鳴果園多次開展生產(chǎn)實(shí)踐，取得關(guān)鍵技術(shù)突破，在沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)領(lǐng)域取得階段性進(jìn)展，確立了廣西沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)程序。根據(jù)反饋意見及試驗(yàn)成果，標(biāo)準(zhǔn)編制工作組多次召開會(huì)議，對標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行反復(fù)修改和研究討論，形成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)規(guī)范》（征求意見稿）和（征求意見稿）編制說明。四、標(biāo)準(zhǔn)制定原則（一）實(shí)用性原則本文件是在充分收集相關(guān)資料和文獻(xiàn)，分析廣西沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)特點(diǎn)，在現(xiàn)有國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年實(shí)踐而總結(jié)起草的。符合當(dāng)前廣西沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)的要求，有利于行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性。（二）協(xié)調(diào)性原則本文件編寫過程中注意了與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)法律法規(guī)的協(xié)調(diào)問題，在內(nèi)容上與現(xiàn)行法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。（三）規(guī)范性原則本文件嚴(yán)格按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》的要求和規(guī)定編寫本標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，保證標(biāo)準(zhǔn)的編寫質(zhì)量。（四）前瞻性原則本文件根據(jù)當(dāng)前沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)過程中存在的環(huán)境數(shù)據(jù)與施肥方法結(jié)合不緊密、缺乏更為智能化的科學(xué)施肥灌溉方案以及監(jiān)測數(shù)據(jù)更深層次的利用等問題，同時(shí)考慮沃柑栽培技術(shù)的需求，在標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)了個(gè)別特色性、前瞻性和先進(jìn)性條款，作為對廣西沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)的指導(dǎo)。五、標(biāo)準(zhǔn)主要章節(jié)內(nèi)容及確定依據(jù)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《沃柑果園智慧平臺(tái)建設(shè)》主要內(nèi)容包括術(shù)語和定義、智慧果園云大腦、環(huán)境感知采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)、果園標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫系統(tǒng)、算法模型庫系統(tǒng)、智能應(yīng)用服務(wù)管理系統(tǒng)。（一）術(shù)語和定義主要依據(jù)《DB32/T3825-2020創(chuàng)新科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)智慧平臺(tái)建設(shè)規(guī)范》給出了“智慧平臺(tái)”的術(shù)語和定義，即基于完善的感知、傳輸、計(jì)算、儲(chǔ)存等信息基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建沃柑果園統(tǒng)一的支撐平臺(tái)，向果園管理單位、企業(yè)和個(gè)人需求提供各類應(yīng)用，最終通過門戶展現(xiàn)給用戶。智慧果園云大腦一般要求為了構(gòu)建智慧果園云大腦，以實(shí)現(xiàn)果園的智能監(jiān)測與智慧管理，需要集成采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、人工智能技術(shù)與智能化裝備技術(shù)實(shí)現(xiàn)。通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)完成各種信息、數(shù)據(jù)與知識(shí)單元的處理、存儲(chǔ)和分析，通過人工智能技術(shù)完成環(huán)境數(shù)據(jù)的智能識(shí)別、學(xué)習(xí)、推理和決策，最終完成智能裝備作業(yè)指令的下達(dá)。智慧果園云大腦的構(gòu)成是在參考《智慧果業(yè)通行框架和操作指南2021》的基礎(chǔ)上根據(jù)沃柑果園智能管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而形成了，如圖1。其構(gòu)成包括環(huán)境感知采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接口管理系統(tǒng)、果園標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫系統(tǒng)、算法模型庫系統(tǒng)、智能協(xié)同作業(yè)管理系統(tǒng)、智慧果園決策云平臺(tái)。圖1智慧果園云大腦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖功能要求依據(jù)《智慧果業(yè)通行框架和操作指南2021》的要求和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)規(guī)定智慧果園云大腦的功能，如圖2。此外，為了保障系統(tǒng)的正常高效運(yùn)行，增加了傳輸層，通過互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星北斗等網(wǎng)絡(luò)為智慧大腦提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。圖2環(huán)境感知采集系統(tǒng)為了更加高效地獲取果園環(huán)境信息，環(huán)境感知采集系統(tǒng)需要具備監(jiān)測傳感器設(shè)備、通訊系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)等部分。依據(jù)《智慧果業(yè)通行框架和操作指南2021》的要求，針對影響果園生產(chǎn)的土壤、氣候、果樹情況、農(nóng)事操作、果園情況等關(guān)鍵因素，形成5類數(shù)據(jù)集，共85項(xiàng)指標(biāo)。本文件主要檢測的指標(biāo)包括土壤檢測指標(biāo)、灌溉水質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)、地表環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)等。如圖3。此外，為了確保環(huán)境感知采集系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還需要對環(huán)境感知傳感器的安裝進(jìn)行規(guī)定，如環(huán)境感知傳感器安裝時(shí)，非災(zāi)害監(jiān)測類型傳感器裝置應(yīng)避免安裝于容易發(fā)生坍塌、雷電、水淹等自然災(zāi)害的地區(qū)，應(yīng)盡量選擇地表與天氣環(huán)境穩(wěn)定的區(qū)域，避免傳感器出現(xiàn)損毀。圖3數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要參照DB34/T3799-2021《大棚作物水肥管理物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)規(guī)程》擬定，規(guī)定采用有線連接或無線連接形式，有線連接宜采用有線局域網(wǎng)或485線連接方式，通信協(xié)議采用TCP/IP或者RS485協(xié)議；無線連接宜采用Wi-Fi、藍(lán)牙、2.45G等方式，通信協(xié)議采用TCP/IP、Zigbee或者Rola協(xié)議。數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口管理系統(tǒng)能夠通過集成多系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口為環(huán)境感知采集系統(tǒng)、果園標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫系統(tǒng)、算法模型庫系統(tǒng)、智能協(xié)同作業(yè)管理系統(tǒng)、智慧果園決策云平臺(tái)以及外部系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)交換服務(wù)。為了確保該系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)作用，其功能需要滿足如下條件：對數(shù)據(jù)輸入接口與數(shù)據(jù)輸出接口的管理功能；接口的調(diào)用次數(shù)或數(shù)據(jù)流量的限制功能；接口的各項(xiàng)狀態(tài)查詢功能；備接口突發(fā)情況的告警功能。由于智慧果園產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于不同應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部，包括灌溉系統(tǒng)、遙感監(jiān)測系統(tǒng)、施肥系統(tǒng)、病蟲害防治系統(tǒng)、智能作業(yè)系統(tǒng)等，習(xí)慣把采集數(shù)據(jù)的各類應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)稱為“數(shù)據(jù)提供者”。一方面，數(shù)據(jù)提供者可通過數(shù)據(jù)集成接口向智慧果園云大腦傳送需要存儲(chǔ)、分析或處理的數(shù)據(jù)，包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)格式。另一方面，智慧果園云大腦可以通過數(shù)據(jù)集成接口向數(shù)據(jù)提供者傳遞數(shù)據(jù)請求。主要依據(jù)《智慧果業(yè)通行框架和操作指南2021》確定對系統(tǒng)接口類型的要求。如圖4。圖4果園標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫系統(tǒng)主要依據(jù)《智慧果業(yè)通行框架和操作指南2021》對果園標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫系統(tǒng)提出要求。如圖5。圖5算法模型庫系統(tǒng)算法模型庫系統(tǒng)是本文件的重點(diǎn)內(nèi)容主要依據(jù)《智慧果業(yè)通行框架和操作指南2021》對果園標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫系統(tǒng)提出要求。如圖6、7。圖6圖7智能應(yīng)用服務(wù)管理系統(tǒng)智能應(yīng)用服務(wù)管理系統(tǒng)由智能裝備決策指令模塊、智能裝備自動(dòng)導(dǎo)航模塊、果園作業(yè)目標(biāo)識(shí)別模塊、智能裝備協(xié)同作業(yè)模塊組成。智能裝備決策指令模塊融合人工智能、邊緣計(jì)算與決策支持系統(tǒng)在邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行智能決策，提高采摘機(jī)器人等智能裝備對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析處理能力。果園智能裝備利用自帶傳感設(shè)備感知果園環(huán)境動(dòng)態(tài)變化，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)、知識(shí)庫、方法庫以及推理模型開展綜合分析判斷，實(shí)現(xiàn)果園作業(yè)智能裝備對的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析處理功能，為智能裝備下達(dá)轉(zhuǎn)向控制、機(jī)械臂操作、抓取路徑、目標(biāo)抓取、施藥控制等決策指令。智能裝備自動(dòng)導(dǎo)航模塊主要是利用衛(wèi)星導(dǎo)航、激光雷達(dá)、慣性測量單元、機(jī)器視覺、超聲波傳感器、紅外測距傳感器等感知設(shè)備，感知果園環(huán)境建立三維地圖模型，精確指導(dǎo)智能裝備在果園行走，實(shí)現(xiàn)智能裝備中的路徑規(guī)劃、自主掉頭、主動(dòng)避障、多機(jī)協(xié)同導(dǎo)航等功能，使得智能裝備具備自動(dòng)采摘、自動(dòng)噴藥、自動(dòng)除草、自動(dòng)巡田、自動(dòng)疏花疏果、跟隨搬運(yùn)等智能化作業(yè)功能。果園作業(yè)目標(biāo)識(shí)別模塊綜合運(yùn)用機(jī)器視覺、光譜分析、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，構(gòu)建機(jī)器學(xué)習(xí)模型抽取作業(yè)目標(biāo)的顏色、紋理、形狀、光譜等抽象特征。實(shí)現(xiàn)在逆光、背景昏暗或具有遮擋物干擾等自然環(huán)境下準(zhǔn)確識(shí)別與定位果實(shí)、花、雜草、病蟲害等作業(yè)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)果園內(nèi)果實(shí)采摘、疏花疏果、產(chǎn)量預(yù)測、除草、病蟲害診斷等智能作業(yè)，是果園智能裝備工作的前提。智能裝備協(xié)同作業(yè)模塊充分利用不同智能裝備在感知、操作、移動(dòng)等方面優(yōu)勢，系統(tǒng)高效完成自動(dòng)采摘、自動(dòng)除草、修枝剪枝等復(fù)雜任務(wù)，并通過更換采摘機(jī)械臂、噴藥裝備、除草刀等智能組件實(shí)現(xiàn)無人移動(dòng)平臺(tái)的多功能復(fù)用，提高果園智能作業(yè)系統(tǒng)的魯棒性、擴(kuò)展性和靈活性。為了實(shí)現(xiàn)智能裝備作業(yè)指令下達(dá)、導(dǎo)航信息交換、作業(yè)目標(biāo)信息識(shí)別、多種類裝備協(xié)同作業(yè)等服務(wù)，需要通過互聯(lián)網(wǎng)無線通訊設(shè)備與各類智能裝備進(jìn)行通訊。其中，智能設(shè)備的常見類型和功能如下：（1）果實(shí)采摘機(jī)器人：主要功能是根據(jù)智慧果園云大腦調(diào)度在果園中作業(yè)實(shí)現(xiàn)果實(shí)的識(shí)別、定位與抓取。（2）水肥一體化裝備：主要功能是根據(jù)智慧果園云大腦的控制指令進(jìn)行果園的高效灌溉和施肥。（3）果園智能巡查機(jī)器人：主要功能是根據(jù)智慧果園云大腦的調(diào)度，自動(dòng)在果園巡查并采集果園長勢、病蟲害發(fā)生情況、雜草分布情況、開花量、掛果量等信息，并將采集信息反饋到智慧果園云大腦。（4）果園除草機(jī)器人：主要功能是根據(jù)智慧果園云大腦的調(diào)度開展田間除草作業(yè)，自動(dòng)識(shí)別并清除雜草，同時(shí)上傳作業(yè)數(shù)據(jù)到智慧果園云大腦。（5）果樹噴藥機(jī)器人：主要功能是根據(jù)智慧果園云大腦的調(diào)度開展噴藥植保作業(yè)，在果園中自動(dòng)導(dǎo)航行走并噴灑農(nóng)藥，同時(shí)上傳作業(yè)數(shù)據(jù)到智慧果園云大腦。（6）疏花疏果剪枝機(jī)器人：主要功能是根據(jù)智慧果園云大腦調(diào)度開展疏花疏果剪枝作業(yè)，在果園中自動(dòng)行走，掃描建立果樹三維數(shù)字模型，生成最優(yōu)疏花疏果剪枝方案并執(zhí)行，同時(shí)上傳作業(yè)數(shù)據(jù)到智慧果園云大腦。（7）果實(shí)分選包裝機(jī)器人：主要功能是自動(dòng)獲取果實(shí)外觀以及內(nèi)在品質(zhì)信息，計(jì)算得出水果等級(jí)信息，其分級(jí)包裝機(jī)構(gòu)根據(jù)等級(jí)信息將水果分選包裝。（8）跟隨搬運(yùn)機(jī)器人：主要功能是根據(jù)智慧果園云大腦調(diào)度在果園中進(jìn)行