高标准农田信息化监测系统解决方案

一、方案背景
《中共中央国务院关于做好2023年全面推进乡村振兴重点工作的意见》指出，加强高标准农田建设。完成高标准农田新建和改造提升年度任务，重点补上土壤改良、农田灌排设施等短板，统筹推进高效节水灌溉，健全长效管护机制。制定逐步把永久基本农田全部建成高标准农田的实施方案。目前，我国农田有效灌溉面积占全国耕地面积的54%，生产了全国总量75%以上的粮食和90%以上的经济作物。其中，大中型灌区7000多处，有效灌溉面积5.05亿亩，为稳定粮食产能提供了重要支撑。可见，粮食稳产保收，灌区建设尤为重要，事关国计民生。建设高标准农田可加快实现农业现代化发展，助力城镇化发展；实现耕地高效利用、科学管理及保障农民增收等目的。
二、系统组成
高标准农田信息化监测系统是实时收集气温、湿度、风力、空气二氧化碳含量、土壤水分、病虫害等相关数据信息，监视农作物生长情况，并根据用户设定，自动进行灌溉、调温等处理。具体可包含：实时监测、远程控制、查询、警告等四大功能。主要针对农田监测用户的一种实用型自动监测系统，集“气，水，土三大战役”的监测参数，构建“陆海统筹、天地一体”的生态环境监测平台。整套系统由感知层、平台层和应用层三部分组成。
感知层：由传感器、气象站、微型空气监测站、灌溉监测系统、土壤监测站、病虫害监测、视频监控等前端监测设备组成，并通过无线网络把各个监测设备的监测数据传送到中心平台。

平台层：接收到来自感知层的实时数据进行分析，利用大数据分析进行数据处理和归集整理。
应用层：可以GIS方式直观、形象的实时显示各监测点位和整个区域的空气质量状况，以及污染物浓度水平、田间虫情，精准灌溉系统、土壤含水量、水肥一体化、灾情苗情监测。并提供异常报警、区域气象环境变化趋势等多种服务。

三、系统功能
1、监测站点分布
系统配有GIS地图，可显示当前所有监测站点的分布地理位置，方便管理者确定监测站位置，如发生报警超标事件，可第一时间定位站点位置。
2、实时在线监控
生态环境在线监测系统可通过传感器设备，例如在线实时气温、湿度、风力、空气二氧化碳含量、温湿度、光照度等数值、土壤环境、空气质量、土壤水分等参数的变化情况。
3、监测预警
通过系统平台，用户可设置所监测参数的安全值域，一旦前端传感器监测到某处虫情监测/土壤水分/作物需肥/灌区水量参数超过安全值域，系统将发送报警信息通知用户，以便快速处理，将影响减至最低。

4、数据分析查询
农田在线监测系统，7*24小时实时监控，自动采集，无需人工看顾。系统自动生成数据图表，用户可直观了解农田生态环境变化情况。采集数据可保存，随时查看历史数据，并可用于分析，打印存档。

5、视频监控
系统可对监控区域进行24小时全天候远程实时监控，对监测站附近的环境变化以及灌溉系统、水肥一体化情况通过视频观测了解实际情况。
四、系统特点

◆全面监测农田各方面环境要素, 气象、水环境、土壤环境、病虫害监测、水肥一体化、空气环境质量等。

◆设置农田预警发布系统，辅助农田区应急管理。

◆云服务平台，B/S 架构软件平台，可随时查看、下载和在线分析数据。

◆利用国际先进技术，保证传感器的精度，稳定性，和环境耐受力。

◆遥测终端数采高度集成传统的数据采集器，数据传输单元，电池等，IP67 防水，野外耐受能力极强。

◆数据有RTU ，网关和服务器三级缓存，断点数据主动续传，保证数据的完整不丢失。

◆支持数据传输协议加密，保证数据传输安全，不被恶意截获和解析。

◆平台功能强大，运行稳定，界面友好，画面精致。

五、系统意义
高标准农田信息化监测系统关系到农业生产方式转型升级和农田生态环境改善提升。通过监测系统设置，将不断提高水土资源利用效率，缓解农业发展的水土资源约束；不断改善农业生态环境，提升农田生态功能，为乡村生态宜居提供绿色屏障。同时，也将持续推动农业生产方式、经营方式、资源利用方式的转型升级，加快质量兴农、绿色兴农、品牌强农，助力全面推进乡村振兴。通过构建无人化农业生态系统，打造综合配套的高标准农田，提高农业生产机械化、自动化水平，让无人化生产、管理成为现代农业标配，从而大幅度提升农业生产效率，助力农业产业升级，促进农业丰产农民增收，推动乡村经济振兴。