《無人農(nóng)場(chǎng)信息化技術(shù)要求》

ICS43.020

CCST04

KSZZ

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/KSZZ007—2023

無人農(nóng)場(chǎng)信息化系統(tǒng)技術(shù)要求

Unmannedfarmsinformationsystemtechnicalrequirements

（征求意見稿）

2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實(shí)施

昆山市智能制造創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布

T/KSZZ007—2023

無人農(nóng)場(chǎng)信息化系統(tǒng)技術(shù)要求

1范圍

本文件規(guī)定了無人農(nóng)場(chǎng)信息化系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)”）的總則、系統(tǒng)組成、農(nóng)情測(cè)報(bào)子系統(tǒng)要求、

農(nóng)場(chǎng)智能灌排子系統(tǒng)要求、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)要求、無人農(nóng)機(jī)設(shè)備要求、無人農(nóng)場(chǎng)云平臺(tái)子系統(tǒng)要求、運(yùn)

行條件和運(yùn)行維護(hù)。

本文件適用于無人農(nóng)場(chǎng)的信息化智能監(jiān)管系統(tǒng)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T4208-2017外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）

GB/T33694-2017自動(dòng)氣候站觀測(cè)規(guī)范

GB/T24689.1-2009植物保護(hù)機(jī)械蟲情測(cè)報(bào)燈

GB/T24689.2-2009植物保護(hù)機(jī)械頻振式殺蟲燈

NB/T34001-2011太陽能殺蟲燈通用技術(shù)條件

GB5084-2021農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

GB50288-2018灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范

SL364-2015土壤墑情監(jiān)測(cè)規(guī)范

NY/T3892-2021農(nóng)機(jī)作業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)數(shù)據(jù)交換技術(shù)規(guī)范

QX/T520-2019自動(dòng)氣象站

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件

3.1

無人農(nóng)場(chǎng)信息化系統(tǒng)Unmannedfarmsinformationsystem

采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、機(jī)器人等新一代信息技術(shù)，通過對(duì)農(nóng)場(chǎng)設(shè)施、裝備、機(jī)械等

遠(yuǎn)程控制或智能裝備與機(jī)器人的自主決策、自主作業(yè)，完成所有農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)、管理任務(wù)的一種全天候、全

過程、全空間的無人化生產(chǎn)作業(yè)模式。

4總則

4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮建設(shè)成本、使用壽命、設(shè)備選型等因素，選擇符合技術(shù)要求的設(shè)備。

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T/KSZZ007—2023

4.2系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)充分整合利用現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備，避免重復(fù)建設(shè)。

4.3系統(tǒng)安裝應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，采取有效防護(hù)措施。

4.4系統(tǒng)使用應(yīng)科學(xué)配置各項(xiàng)技術(shù)和性能指標(biāo)，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

5系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由農(nóng)情測(cè)報(bào)子系統(tǒng)、農(nóng)場(chǎng)智能灌排子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、無人農(nóng)機(jī)設(shè)備和無人農(nóng)場(chǎng)云平臺(tái)

子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)內(nèi)部及子系統(tǒng)之間應(yīng)建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

5.1農(nóng)情測(cè)報(bào)子系統(tǒng)

通過在農(nóng)場(chǎng)地頭安裝農(nóng)情監(jiān)測(cè)設(shè)備，如氣象監(jiān)測(cè)站、土壤墑情儀、蟲情測(cè)報(bào)燈等，相關(guān)數(shù)據(jù)接入無

人農(nóng)場(chǎng)云平臺(tái)子系統(tǒng)中，對(duì)作物日常生長(zhǎng)過程中水分、養(yǎng)分、病蟲害等生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

5.2農(nóng)場(chǎng)智能灌排子系統(tǒng)

根據(jù)不同作物不同周期的需水需肥特點(diǎn)，對(duì)農(nóng)情測(cè)報(bào)子系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的當(dāng)前土壤環(huán)境和養(yǎng)分含量狀況

等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過無人農(nóng)場(chǎng)云平臺(tái)子系統(tǒng)控制灌溉作業(yè)，精準(zhǔn)灌溉。

5.3視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

通過視頻監(jiān)測(cè)農(nóng)場(chǎng)設(shè)備工作是否正常，同時(shí)使用視頻設(shè)備收集農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)，采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)入數(shù)據(jù)

庫(kù)中。通過分析歷史數(shù)據(jù)形成對(duì)比，優(yōu)化種養(yǎng)方案。

5.4無人農(nóng)機(jī)設(shè)備

從耕、種、管、收四個(gè)環(huán)節(jié)分別采用無人駕駛拖拉機(jī)（含旋耕和播種）、無人駕駛插秧機(jī)、植保無

人機(jī)、巡檢無人機(jī)、光譜無人機(jī)、無人駕駛收割機(jī)等設(shè)備，按照設(shè)計(jì)好的程序，自己從機(jī)庫(kù)開到田間作

業(yè)再回到機(jī)庫(kù)，輕松將農(nóng)活完成，全程實(shí)現(xiàn)無人化。

5.5無人農(nóng)場(chǎng)云平臺(tái)子系統(tǒng)

通過對(duì)農(nóng)情測(cè)報(bào)子系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及狀態(tài)進(jìn)行顯示及查看，遠(yuǎn)程控制和管理設(shè)備，實(shí)現(xiàn)農(nóng)場(chǎng)監(jiān)

測(cè)管理、農(nóng)機(jī)管理、農(nóng)事管理、灌溉管理、視頻監(jiān)控等功能集成。根據(jù)采集的農(nóng)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)效益分

析，提供分析報(bào)告。分階段、分模塊進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)展現(xiàn)，并給出優(yōu)化建議，指導(dǎo)農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)活動(dòng)。同時(shí)，

為各功能平臺(tái)提供統(tǒng)一服務(wù)入口。

6農(nóng)情測(cè)報(bào)子系統(tǒng)要求

6.1主要功能

應(yīng)具有包括但不限于以下功能：

a)對(duì)傳感器采集到的作物的需水需肥參數(shù)、農(nóng)情蟲情參數(shù)實(shí)時(shí)采集并集合到系統(tǒng)上，并有效存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)為生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)對(duì)作物種植影響的定量、定性分析提供依據(jù)，為智能灌排系

統(tǒng)及農(nóng)業(yè)植保系統(tǒng)提供決策支持;

b)當(dāng)出現(xiàn)被監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)異常時(shí)可自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，可設(shè)定各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的報(bào)警閾值。

6.1主要技術(shù)指標(biāo)

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6.2.1水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)要求

按照GB5084-2021要求進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合表6.1要求。

表6.1水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)參數(shù)

名稱測(cè)量范圍精度分辨率

溶解氧傳感器0~20mg/L±0.6mg/L0.01mg/L

濁度傳感器0~200NTU＜3%F·S0.1NTU

電導(dǎo)率0~5000μS/cm±1.5%F·S1μS/cm

pH傳感器0~14pH±0.1pH0.01pH

溫度0~50℃±0.5℃0.1℃

ORP傳感器-1500mV~+1500mV±6mV1mV

氨氮傳感器0~100mg/L±10%0.1mg/L

藍(lán)綠藻傳感器0~100μg/L0.3μg0.01μg

6.2.2水位計(jì)技術(shù)要求

a)防水防潮設(shè)計(jì)，元件防護(hù)等級(jí)IP67;

b)測(cè)量范圍精度：0-50cm，±2mm；分辨率：1mm。

6.2.3土壤墑情監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)要求

滿足SL364-2015的技術(shù)要求。

6.2.4氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)要求

滿足GB/T33694-2017技術(shù)要求。監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)包括但不限于：風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、雨

量、土壤溫濕度等常規(guī)氣象要素，具有自動(dòng)記錄、超限報(bào)警和數(shù)據(jù)通訊等功能。

6.2.5蟲情測(cè)報(bào)儀技術(shù)要求

滿足GB/T24689.1-2009的技術(shù)要求。

6.2.6植保殺蟲燈

滿足GB/T24689.2-2009、NB/T34001-2011的技術(shù)要求。

7農(nóng)場(chǎng)智能灌排子系統(tǒng)

7.1主要功能

應(yīng)具有包括但不限于以下功能：

a)獲取當(dāng)前土壤環(huán)境和養(yǎng)分含量狀況進(jìn)行需求分析，對(duì)農(nóng)場(chǎng)作水進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理，

根據(jù)不同作物不同周期的需水需肥特點(diǎn)，實(shí)施灌溉智能控制;

b)通過系統(tǒng)向現(xiàn)地控制單元及時(shí)發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)水泵、一體化智能閘門的啟閉，同時(shí)負(fù)反饋系統(tǒng)

開始運(yùn)作，將運(yùn)行過程中的灌水流量、工作壓力、田間墑情、氣象信息等參數(shù)反饋回控制系統(tǒng)，

加以參數(shù)判斷進(jìn)行控制修正；

c)系統(tǒng)一直處于運(yùn)作狀態(tài)，對(duì)整個(gè)過程中的參數(shù)進(jìn)行記錄存儲(chǔ)，已備查詢及數(shù)據(jù)分析之用。

7.2主要技術(shù)要求

滿足GB50288-2018的技術(shù)要求。

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8無人農(nóng)機(jī)設(shè)備要求

無人農(nóng)機(jī)設(shè)備主要包括但不限于無人駕駛插秧機(jī)、無人駕駛收割機(jī)、無人駕駛拖拉機(jī)（含旋耕和播

種）、植保無人機(jī)、光譜無人機(jī)、巡檢無人機(jī)，等。

9視頻監(jiān)控子系統(tǒng)要求

在無人農(nóng)場(chǎng)主入口道路沿線以及出水口處安裝視頻監(jiān)控，不僅可監(jiān)控灌溉，也可查看田間植物長(zhǎng)勢(shì)

情況。

10無人農(nóng)場(chǎng)云平臺(tái)子系統(tǒng)要求

應(yīng)具有包括但不限于以下功能：

a)數(shù)據(jù)接收、通信連接維護(hù)、遠(yuǎn)程交互、遠(yuǎn)程升級(jí)；

b)定時(shí)與采集終端進(jìn)行時(shí)鐘同步；

c)定時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性檢查，自動(dòng)補(bǔ)傳缺失數(shù)據(jù)；

d)統(tǒng)計(jì)分析無人農(nóng)場(chǎng)氣候、土壤含水量、作物長(zhǎng)勢(shì)以及設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)，以歷史圖、趨勢(shì)圖等圖

形化形式顯示；

e)遠(yuǎn)程控制和管理設(shè)備，實(shí)現(xiàn)農(nóng)場(chǎng)管理、農(nóng)機(jī)管理、農(nóng)事管理、灌溉管理、視頻監(jiān)控等功能集成；

f)無人農(nóng)機(jī)作業(yè)的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理符合NY/T3892-2021的要求；

g)視頻監(jiān)控管理：通過視頻監(jiān)測(cè)農(nóng)場(chǎng)設(shè)備工作是否正常，同時(shí)使用視頻設(shè)備收集田間農(nóng)作物的長(zhǎng)

勢(shì)，采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。通過分析歷史數(shù)據(jù)形成對(duì)比，優(yōu)化種養(yǎng)方案；

h)查詢農(nóng)作物信息、預(yù)警信息、指標(biāo)體系、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；

i)發(fā)布統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、預(yù)警信息及對(duì)策建議；

j)人工補(bǔ)錄、數(shù)據(jù)修正和審核。

11運(yùn)行條件

11.1供電

可采用以下三種方式：

a)交流電源供電：交流電壓為220V±20%、頻率為50Hz±10%；斷電情況下，設(shè)備持續(xù)工作時(shí)間應(yīng)

不少于24小時(shí)；

b)太陽能供電：在不具備交流供電的情況下采用；供電斷電情況下，持續(xù)工作時(shí)間應(yīng)不少于7

天;

c)蓄電池供電。

11.2通信

a)通過無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)傳輸，包括但不限于：ZigBee技術(shù)、Lora技術(shù)、4G網(wǎng)絡(luò)等。

b)信息傳輸采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，支持雙向數(shù)據(jù)傳輸。

11.3環(huán)境條件

滿足QX/T520-2019中5.10的要求。

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11.4外殼防護(hù)等級(jí)

應(yīng)不低于GB/T4208-2017中規(guī)定的IP65等級(jí)。

11.5電磁兼容性

滿足QX/T520-2019中5.11的要求。

11.6可靠性

平均失效間隔工作時(shí)間（MTBF）應(yīng)不小于8000h。

12運(yùn)行維護(hù)

12.1應(yīng)制定系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理等相關(guān)制度，安排熟練的專業(yè)技術(shù)人