大田种植doc-农业部、 大田种植 棉花精准生产物联网技术应用（新疆生产建设兵团第六师 105 团） 一、企业基本情况 企业名称：新疆生产建设兵团第六师 105 团。成立于 1959 年，位于新疆昌吉州呼图壁县枣园镇，企业法人代表为孙孝宝，企业规模：土地总面积 35.6 万亩，可耕地 15.7 万亩，年种植 12 万亩。总人口 1.45 万人，在册职工 3326 人，农业一线%，其中:第一产业增加值 3.05 亿元，增长 14%；第二产业增加值 1.08 亿元，增长 56.8%；第三产业增加值 1.3 亿元,增长 15.6%。三次产业结构由上年的 60：15：25 调整为 50：25：25。人均收入 21851 元，增加 35...

　　、 大田种植 棉花精准生产物联网技术应用（新疆生产建设兵团第六师 105 团） 一、企业基本情况 企业名称：新疆生产建设兵团第六师 105 团。成立于 1959 年，位于新疆昌吉州呼图壁县枣园镇，企业法人代表为孙孝宝，企业规模：土地总面积 35.6 万亩，可耕地 15.7 万亩，年种植 12 万亩。总人口 1.45 万人，在册职工 3326 人，农业一线%，其中:第一产业增加值 3.05 亿元，增长 14%；第二产业增加值 1.08 亿元，增长 56.8%；第三产业增加值 1.3 亿元,增长 15.6%。三次产业结构由上年的 60：15：25 调整为 50：25：25。人均收入 21851 元，增加 3521 元，比上年增长 19.2%。 基地面积达到 1 万亩，100%推广滴灌节水技术。2014 年棉花种植面积 7 万亩，小麦 1.5 万亩，玉米 1 万亩，加工番茄 0.6 万亩，辣椒 0.9 万亩，西甜瓜 0.5 万亩，其它作物 0.5 万亩。截至 2014年底，已累计投资 4830 万元，2015 年计划投资 4082 万元。 二、模式应用情况 （一）基本建设情况 新疆生产建设兵团棉花精准生产农业物联网应用示范工程 105 团基地面积为 10000 亩，主要的棉花种植品种为新陆早 62 号。 目前团场建设了自动化灌溉泵房 3 个，控制 10000 多亩农田的自动化灌溉，配备 GPS 导航设备的播种机 11 台，拥有车载终端 100 个，建设了占地 200 平米的监控中心 1 个，监控服务器 10台，棉田监控视频 3 套、农田水分和温度采集点 20 个，棉花植株页面温湿度、茎秆变化传感器 6套，灌溉管网压力水质监测点 6 个，机井能效监控点 6 个，大田水肥自动控制设备 6 套。 （二）物联网技术及产品使用情况 项目及设备名称 性能指标 来源 无线智能微型气象站 环境空气温度、相对湿度、太阳辐射强度、风速、风向、降雨量等参数智能获取，并具有 GSM 网络无线通讯能力和太阳能供电系统 国产 土壤湿度传感器 量程：0-100%（体积比）,测量精度：3%，分辨率：1% 国产 土壤温度传感器 量程：-20-80℃，测量精度：0.2℃ 国产 电导率传感器 量程 0-200mS/m，分辨率 1.0mS/m，精度达10 mS/m 国产 无线 国产 地下水位传感器 12v 供电、测量范围：0～5M；分辨率：0.1M；输出 4～20mA，防沙罩，线 米 国产 地下水质传感器 量程：0～40 mS/cm;精度：3%；4-20MA 信号输出；12VDC供电，线 米 国产 田间地下水质采集器 8 路 ADC 输入,输入信号电流与电压可以通过跳针选择,电流:4-20mA,电压: 0-5V;一路 485 接口,具备接收各种 485 信号能力;4.2V 电池供电,同时还可以为各种传感器提供 12V工作电压，低功耗工作模式,采集周期可以通过软件设置, 下电模式下电流为 4mA 以下,可太阳电池供电,保证设备全天候工作。采用全密闭铝合金外壳，采集器分率为 1.22mV，内置 GPRS 模块,采集数据可通过 GPRS 传到服务器 国产 管网灌溉流量压力传感器 脉冲水表，精度 0.01 吨 国产 田间灌溉管网采集器 8 路 ADC 输入, 输入信号电流与电压可以通过跳针选择,电流: 4-20mA,电压: 0-5V;一路 485 接口,可以接收各种485信号;4.2V电池供电,同时还可以为各种传感器提供12V工作电压，低功耗工作模式,采集周期可以通过软件设置, 下电模式下电流为 4mA 以下,可太阳电池供电,保证设备全天候工作。 采用全密闭铝合金外壳， 采集器分率为1.22mV 内置 GPRS 模块,可通过 GPRS 传数据到服务器 国产 机井水位传感器 12v 供电、测量范围：0～120M；0.1M；输出 4～20mA，防沙罩，线 米 国产 机井流量压力传感器 压力范围 0-0.6Mpa，精度 0.01MPa、输出信号 4～20mA 国产 机井水质传感器 量程 0-200mS/m，分辨率 1.0mS/m，精度达10 mS/m 国产 机井采集器 灌溉水位、流量、电导率和 pH，太阳能供电，无线传输，符合标准 国产 叶面温度传感器 测量范围：0-50℃,精度：0.1℃,输出：4-20mA, 电源要求：10-30VDC 国产 叶面湿度传感器 无线 个；叶面湿度传感器 1 个；金属屏蔽盒 1 个 国产 茎秆变化传感器 适于茎杆直径：20-70mm，测量精度：0.02mm,输出信号：4-20MA。电源要求：10-30VDC 国产 棉花苗情信息采集终端 Android 操作系统、GPS 模块、图像采集模块、数据存储模块等 国产 土壤信息采集终端 TD-SCDMA 模块、GPS 模块、图像采集模块、环境信息采集模块、镜头模块、DSP 处理模块、电源模块等、土壤样品标签信息传输模块 国产 车载自动取样机及热敏感化打印机 热敏打印机参数（得实 DT230 带切刀） 打印方式：行式热敏打印 分辨率：203dpi 打印速度：260mm/s 打印头寿命：150KM 打印宽纸宽：79.50.5mm/57.50.5mm 打印厚度：0.056-0.1mm 最大外径：3mm 最小内径：13mm 标配接口：USB 接口、钱箱接口 选配：RS232 串口、并口、网口、WIFI、蓝牙 切刀寿命：200 万次 平均无故障时间：350000 小时 国产 田间作物养分光谱诊断采集终端 TD-SCDMA 模块、GPS 模块、图像采集模块、环境信息采集模块、镜头模块、DSP 处理模块等 国产 智能水肥一体机(含信息采集控制器) 三路电流控制信号输出（0-20mA）控制注入泵的加注量、三路交流接触控制器控制计量泵的开关、二路脉冲型直流电磁阀、二路 DO 输出，备用控制其它设备、8 路模拟 AD输入、采用 7 寸显示器作为人机交互界面、四键的触摸键作为输入设备（显示混合后溶液的电导率、温度、流量以及土壤含水量等信息）、内置 GPRS 通讯模块作为与上位机通信的接口。 国产 （三）物联网技术应用解决方案 项目进行棉花精准生产物联网设备购置、服务平台、应用系统开发、服务平台建设，建设核心区 1 万亩、示范区 10 万亩、辐射区 50 万亩，实施期为 2014 年 1 月-2015 年 12 月。主要包括以下 建设内容： 1.棉花精准灌溉自动化控制与智能化管理物联网系统 针对新疆生产建设兵团六师 105 团的实际情况，构建万亩基于物联网技术的棉花精准灌溉自动化控制与智能化管理系统，结合首部控制器、阀门控制器、田间气象站等相关设备实现示范区内墒情信息感知、墒情预报、灌溉决策、气象信息发布和信息服务等功能。该系统包括智能感知层，无线传输层和平台应用层。软件部分包括通信后台、管理后台和信息展示前台，基于 B/S 结构开发，可以实现农田墒情信息感知、墒情预报、灌溉决策、灌溉监测、农田生产管理等功能。基于农业物联网技术，系统实时监测农田土壤墒情信息，展示土壤墒情动态变化特征；结合可测定的气象信息，根据土壤墒情预报模型，实现对棉花耕作层土壤水分的增长和消退规律的预报；基于土壤墒情预报和作物蒸腾信息，进行灌溉自动决策；同时，系统可基于农田生产管理信息，提供作物耗水量统计分析，为农业节水、水资源优化配置、合理灌溉提供科学指导与服务。 2.棉花苗情、病虫害实时监测与专家远程诊断服务物联网系统 构建基于农业物联网技术、地理信息技术和遥感技术于一体的棉花苗情实时监测与专家远程诊断服务系统。系统包括棉花苗情监测采集物联网终端系统和棉花苗情专家远程诊断服务系统。棉花苗情实时监测采集物联网终端系统集成 GPS、无线通讯技术和支持用户自定义数据采集模板技术，提供棉花各个生长阶段的调查表单模板，能够方便快捷记录作物各生长阶段的苗情信息，并能够通过 GPRS 无线远程传输至后台管理系统。棉花苗情专家远程诊断服务系统实现苗情的移动巡查追踪、实时视频监控、农业专用遥感数据监测，构建完整物联网监测体系，有效提高农情信息采集管理的效率、完整性、精确性和科学性。 构建基于农业物联网信息采集、信息无线传输、专家诊断反馈为一体的棉花病虫害监测预警与专家远程诊断服务系统，制定适合采集感知终端与棉花病虫害监测预警管理系统传输的物联通讯协议。系统包括棉花病虫害信息采集感知终端系统和棉花病虫害管理与快速诊断系统。棉花病虫害信息采集物联网终端系统采集病虫害位置信息、图片信息和文字描述信息，并通过无线传输上传至管理系统。棉花病虫害管理与快速诊断物联网系统实时显示病虫害信息，并通过专家在线远程诊断反馈，及时把病虫害诊断结果下发到物联网终端；实现棉花病虫害信息获取、传输、识别、诊断、防治等一体的快速采集与智能诊断，结合遥感卫星数据，实时确定病虫害种类、发生程度和空间分布，为棉花病虫害预警、防治决策和灾害损失评估提供科学依据，达到 “及时、准确、定位、防治”的目标。 3.棉花精准施肥决策管理与智能施肥装置物联网系统 构建基于物联网技术的棉花滴灌施肥决策与自动调控系统，包括土壤采集终端系统和土壤信息管理与施肥推荐系统。土壤采集终端系统支持基于标准数据规范的土样信息和施肥调查信息采集。通过 GPRS 无线传输模块实现现场土壤信息采集传输，为土壤信息综合管理和测土配方施肥推荐系统提供实时、标准化的数据源；土壤信息管理与施肥推荐系统对信息进行智能分析处理，通过设置 目标产量法相应的参数，按照地块养分含量信息，基于目标产量法计算出地块所需养分数值，并根据化肥所含有效含量计算出所需的施肥量，提供一个完整的地块处方。同时，依据滴灌施肥特点及作物需肥规律，制定出棉花生育期滴灌水肥一体化方案，控制棉田滴灌控制模块，实现棉田变量控制施肥。开展物联网技术在棉花精准施肥过程中的实际应用，有利于提高化肥利用率，提高水肥联合精准管理水平，实现棉区水肥的高效合理利用，提高农业综合生产能力。 4.棉花精准作业农机智能装备与指挥调度物联网系统 结合新疆生产建设兵团棉花生产中农机装备情况，构建基于 GNSS 和物联网技术的棉花农机精准作业智能装备与指挥调度系统。主要包括棉田精细整地系统、棉花覆膜播种自动导航系统、棉花精量喷药系统和机采棉智能监控系统，实现物联网技术在棉田精细整地、棉花覆膜播种自动导航、精量喷药中及棉花机械采收过程中的应用，提高棉田机械作业效率和智能化水平，实现棉区肥、水、药的高效合理利用。棉花精准作业农机监控系统实现采棉机作业计量与工况监控，位置信息采集、作业面积计量与核算、作业任务管理、作业进度报送、作业和工况数据无线传输；调度系统主要实现调度运筹、故障预警、终端管理、指令收发、信息交互、信息发布等主要功能。棉花农机精准作业监控与指挥调度系统用于辅助农场管理人员进行农机作业调度，提高农机作业服务的效率，降低服务成本。 （四）经济效益 通过棉花精准生产物联网技术应用示范，可以大幅度降低墒情监测人工成本，提高劳动效率，墒情监测总体成本可以下降 30%以上，提高农业灌溉精度，提高水资源利用效率，避免水资源和能源浪费，降低灌溉成本；采用节水灌溉技术每亩节约用水量按 40-60m 3 ，按照核心区 1 万亩计算，节水 40 万 m 3 ，可节水资源 2 万元（40 万 m 3 ×0.05 元/ m 3 ＝2 万元）,对提高示范区农业生产效益产生显著影响。棉花膜下滴灌的人均管理定额从当前的 50 亩增加到 300 亩，平均单产提高 28kg/亩，单位面积棉花膜下滴灌生产综合效益增加 260 元/亩。 采用测土配方精准施肥，配合化肥变量深施应用技术，肥料利用率提高 10%以上，平均每亩节肥 10%以上。按棉花每亩施肥 40kg 计算，化肥平均按 3 元/kg 计算，则 1 万亩核心区、10 万亩示范区和 50 万亩辐射区棉花种植节肥效益分别达到 12 万元（40kg/亩×10%×3 元/kg×1 万亩=12 万元）、120 万元和 600 万元（40kg/亩×10%×3 元/kg×50 万亩=600 万元）。 棉花防病虫害作业，每亩需农药 16 元，采用精量喷药技术，平均节省农药 40%以上。因此，每年 1 万亩核心区、10 万亩示范区和 50 万亩辐射区由于采用精量喷药节省的费用分别为 6.4 万元（16 元×40%×1 万亩=6.4 万元）、64 万元和 320 万元。 在棉花覆膜播种作业过程中应用示范拖拉机自动导航技术装备，能够大幅提高拖拉机功效和利用率，使每台拖拉机能增加作业量 30~50%。同时，采用自动导航技术，大幅度降低作业垄间重叠、遗漏，平均每亩直接效益在 32 元左右。因此，1 万亩核心区、10 万亩示范区和 50 万亩辐射区农机作业导航年效益为 16 万元（32 元×50%×1 万亩=16 万元）、160 万元和 800 万元。 通过定位监控、工况监测和农机信息化管理，可以有效提高采棉机作业效率，平均每台采棉机作业效率增加 20%。按照采棉机作业平均每亩作业费 60 元计算，平均每台主机年作业服务收入 3万元计算，示范区 20 台采棉机作业收益增加 12 万元（3 万元×20%×20 台=12 万元）。 按照以上计算，通过棉花精准生产物联网技术应用示范，1 万亩核心区、10 万亩示范区和 50万亩辐射示范区棉花生产节支增收分别能够达到 292.4 万元、2924 万元和 14620 万元。 （五）实施亮点 通过棉花精准生产物联网技术应用示范，进行种植业生产信息服务，为新疆生产建设兵团棉花生产技术推广提供帮助，促进棉花生产的提质、增产、增效，促进新疆生产建设兵团现代化大农业建设。 1.促进作物生产的提质、增产、增效 棉花精准生产物联网技术应用示范，利用信息技术推广种植业生产技术，对棉花生产全程进行信息服务，将高新农业生产技术实时应用于农业生产，提高了作物产量。 2.对规模农业的发展起到带动示范作用 新疆兵团是中国最重要的商品棉生产基地和优质棉花产区，2014 年新疆兵团棉花种植面积达880 万亩左右，棉花年产量约占全国的 1/6，出口量占全国的 1/3，在全国棉花种植具有强大的示范带头作用。棉花精准生产物联网技术应用示范，不仅有利于新建生产建设兵团的发展，而且对地方具有显著的辐射带动作用，对实现规模农业生产的现代化起到推动作...