DB 1301T 331—2020 设施农业物联网数据采集指南.pdf

ICS 65.020.01 B 07 DB1301 石家庄市农业地方标准 DB 1301/T 3312020 设施农业物联网数据采集指南 2020 - 04 - 14 发布 2020 - 06 - 14 实施 石家庄市市场监督管理局发 布DB1301/T 3312020 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总则 . 2 5 需考虑的因素 . 2 附录 A（资料性附录） 采集技术指标 . 8 附录 B（规范性附录） 采集设备部署高度 . 9 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载DB1301/T 3312020 II 前 言 本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。 本标准由石家庄市农业农村局提出。 本标准主要起草单位：石家庄市农林科学研究院、北京农业信息技术研究中心。 本标准主要起草人：吴华瑞、李瑜玲、陈诚、杨英茹、王元胜、高欣娜、缪祎晟、黄媛、朱华吉、李海杰、彭程、武猛、郝晓兰。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载DB1301/T 3312020 1 设施农业物联网数据采集指南 1 范围 本标准提出了石家庄市设施农业物联网数据采集中涉及的必要环节，给出了数据采集的建议。 本标准适用于农作物种植设施农业物联网数据采集工作， 畜牧养殖物联网数据采集工作可参考本指南。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 51057 种植塑料大棚工程技术规范 JB/T 10286 日光温室技术条件 JB/T 102922001 温室工程 术语 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 日光温室 sunlight greenhouse 以日光为主要能量来源的温室，一般由透光前坡、外保温帘（被）、后坡、后墙、山墙和操作间组成。基本朝向坐北朝南，东西向延伸。围护结构具有保温和蓄热的双重功能。适合于冬季寒冷，但光照充足地区反季节种植蔬菜、花卉和瓜果。 JB/T 102922001，定义 2.3 3.2 塑料大棚 plastic greenhouse 完全用塑料薄膜作为覆盖材料的大型保护地栽培设施。一般塑料大棚的跨度大于或等于4.5 m，高度大于或等于2.5 m，都采用单栋拱形结构。塑料大棚在晴天日间能大幅度提高棚内温度，但夜间保温性较差。塑料大棚适合于春提早、秋延后栽培及冬季多层覆盖育苗。 JB/T 102922001，定义 2.4 3.3 设施农业物联网 internet of things for facility agriculture 通过各种传感器、控制设备实时感知、控制生产现场参变量的物联网，为农作物生产精准调控提供依据。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载DB1301/T 3312020 2 3.4 资料性数据 manually reported data 设施农业物联网数据采集时，人工在信息平台填报的数据。 4 总则 为规范设施农业物联网数据采集工作制定本指南。设施农业物联网数据采集工作宜符合设施规范、安装合理、采集指标灵活、记录内容准确可靠的基本原则。本指南适用于新建设施农业物联网系统的数据采集工作，已有系统可参照执行。 5 需考虑的因素 5.1 基础条件 5.1.1 设施条件 日光温室应符合JB/T 10286的规定要求，塑料大棚应符合GB/T 51057的规定要求。 5.1.2 传输方式 可采用有线连接或无线连接形式，有线连接宜采用有线局域网或485线连接方式，通信协议采用TCP/IP或者RS 485协议；无线连接宜采用Wi-Fi、蓝牙、2.45 G等方式，通信协议采用TCP/IP、Zigbee或者Rola协议。 5.2 设施 5.2.1 构成 5.2.1.1 采集设备 采集设备包括一个或多个传感器。根据实际需求，可以布署一个或多个传感器，实现一个或多个测量参数的实时采集。 5.2.1.2 附属设备 附属设备包括电源、设备箱等。 使用直流电源或电池供电，电源电压范围3.6 V30 V。电源具备IP68防水等级。 设备箱应具备IP5防水等级，箱体宽度小于500 mm的，箱体钢板厚度不低于1 mm。箱体宽度大于等于500 mm，小于800 mm的，箱体钢板厚度不低于1.2 mm。箱体宽度大于等于800 mm的，钢板厚度不低于1.5 mm。 5.2.1.3 软件 至少应具备服务端软件和后台管理平台，服务端软件为运行于Linux/Windows系统上的服务程序，具备与采集设备、数据库通信的能力。后台管理平台为运行于Linux/Windows系统上的网站程序，提供管理员对设备、数据的管理功能。 有条件情况下宜配套便于终端用户使用的手机APP软件，在移动互联网下提供数据查看、人工填报服务。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载DB1301/T 3312020 3 5.2.2 数据上传方式 设施农业物联网数据通过自动上报或手动上传方式传到平台。 其中使用采集设备采集的各类环境数据、控制信息、报警信息自动上报，人工采集的基地信息、设施类型、设施信息、种植信息、农事管理数据通过软件平台或服务APP人工填报。 5.2.3 采集技术指标 建议采集参数包括但不限于空气温度、空气湿度、土壤温度（20 cm/40 cm/60 cm/80 cm处分四点采集）、土壤含水量（20 cm/40 cm/60 cm/80 cm处分四点采集）、光照强度、总辐射、光合有效辐射、二氧化碳浓度、土壤电导率、土壤PH值。 采集技术指标宜满足附录A的要求。 5.3 安装与维护 5.3.1 附属设备安装 电源和传输装置应部署于设备箱内， 设备箱安装于温室/大棚内， 或温室/大棚附近便于检查和维修的室内地点。设备箱需具备适合部署环境的防水、散热机制。使用DTU传输方案时，天线应延伸到设备箱外部，保证通信信号良好。 根据实际需要，安装时配置电源线、网线、设施支架等辅料。 5.3.2 采集设备部署位置 日光温室中，可部署单套或两套采集设备。单套采集设备部署于温室东西长度的中间点，南北跨度自南向北作物种植区2/3位置。两套采集设备部署于温室东西长度的1/3和2/3处，南北跨度自南向北作物种植区2/3位置。 塑料大棚中，可部署单套或两套采集设备，单套采集设备部署于大棚内的中心点。两套采集设备部署于大棚南北长度的1/3和2/3处，东西跨度的中间点。 不同采集设备部署高度应符合附录B的要求。 5.3.3 维护 采集设备每年需要进行年检，检查内容包括采集设备部署位置、供电和网络连通、测量精度。检查结果记入年检记录文档。由专人负责校准工作，对于测量精度不符合技术指标的采集设备进行校准。 5.4 记录内容 5.4.1 基地信息 基地信息数据记录了物联网设施所在基地的详细信息，数据构成见表1： 表1 基地信息数据 数据项 字段类型 整数长度 小数长度 备注 基地创建时间 日期时间 - - - 基地代码 字符串 20 - 唯一值 基地名称 字符串 20 - - 基地简介 长文本 - - - 种植面积 浮点型 6 2 单位为亩 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载DB1301/T 3312020 4 表 1 基地信息数据（续） 数据项 字段类型 整数长度 小数长度 备注 行政区划代码 字符串 6 6位，精确到县级 基地图片 字符串 255 - 基地图片url链接 图1 基地代码格式 如图1所示基地代码格式为10位字符，前六位所在地行政区划代码，精确到县级。后四位为流水号。基地代码在本数据表中是唯一的。 示例：藁城区某基地代码：1301090001 5.4.2 设施类型 农业物联网平台设施的类型，数据构成见表2： 表2 设施类型数据 数据项 字段类型 整数长度 小数长度 备注 设施类型代码 字符串 4 - 唯一值 测量单位 字符串 20 - - 最小测量值 浮点型 8 2 - 最大测量值 浮点型 8 2 - 测量精度 浮点型 8 2 - 测量分辨率 浮点型 8 2 - 响应时间 整数型 - - - 设施图片 字符串 255 - 基地图片url链接 图2 设施类型代码格式 如图2所示设施类型代码为4位字符，首位为字母，表示设施种类代码。如下所示： W：温室/大棚 V：摄像设备 Q：气象站 C：控制设备 S：传感器 DB1301/T 3312020 5 24位字符为数字，根据不同型号设施自行编流水号。设施类型代码在本表中是唯一值。 示例：温室设施类型代码：W001、大棚设施类型代码：W002、某品牌气象站类型代码 Q001，另一类型气象站类型代码 Q005。 5.4.3 设施信息 农业物联网平台设施的信息，数据构成见表3 表3 设施信息数据 数据项 字段类型 整数长度 小数长度 备注 设施代码 字符串 20 - 唯一值 设施类型代码 字符串 20 - - 设施名称 字符串 20 - - 上级代码 字符串 20 - 温室/大棚的上级为基地，其他设施的上级为温室/大棚 长度 int 11 0 单位 mm 跨度 int 11 0 单位 mm 高度 int 11 0 单位 mm 覆盖材料 varchar 20 - - 墙体材料 varchar 20 - - 经度 varchar 20 - - 纬度 varchar 20 - - 图3 设施代码格式 如图3所示，当设施为温室/大棚类型，设施代码格式为14位字符，前10位为所在基地代码，11位为W，表示温室/大棚，12位14位为温室/大棚流水号， 当设施为棚内设施时，设施代码格式为18位字符，前14位为棚内设施所在温室/大棚流水号，15位为字母，为设施类型的首位，16位18位为流水号。设施代码在本表中为唯一值。 示例：藁城区某基地第二温室代码：1301090001W002、该温室某摄像头代码：1301090001W002V002。 DB1301/T 3312020 6 5.4.4 采集数据 采集数据为设备自动采集的数据，根据采集设备不同，包括的内容不同，具体对应关系符合附录A要求。采集数据必须包括采集时间和设备代码数据，其他数据字段为可选。采集数据至少每30 min采集一次，数据内容包括数值和采集时间。采集时间信息精确到秒级，随数值上报。采集数据构成见表4: 表4 采集数据 数据项 字段类型 整数长度 小数长度 备注 设施代码 字符串 20 - - 采集时间 日期时间 - - 精确到s 空气温度 浮点型 3 2 单位为 空气湿度 浮点型 3 1 单位为%RH 20 cm土壤温度 浮点型 3 2 单位为 40 cm土壤温度 浮点型 3 2 单位为 60 cm土壤温度 浮点型 3 2 单位为 80 cm土壤温度 浮点型 3 2 单位为 20 cm土壤含水量 浮点型 3 1 单位为%RH 40 cm土壤含水量 浮点型 3 1 单位为%RH 60 cm土壤含水量 浮点型 3 1 单位为%RH 80 cm土壤含水量 浮点型 3 1 单位为%RH 光照强度 浮点型 6 0 单位为lux 总辐射 浮点型 4 0 单位为W/ 光合作用有效辐射 浮点型 4 0 单位为 mol/(s) 二氧化碳浓度 浮点型 3 0 单位为mg/L 土壤电导率 浮点型 5 0 单位为 s/cm pH值 浮点型 1 2 单位为pH 5.4.5 控制信息 控制信息为物联网设施控制历史记录，其数据构成见表5： 表5 控制历史数据 数据项 字段类型 整数长度 小数长度 备注 设施代码 字符串 20 - - 设施类型代码 字符串 20 - - 控制时间 日期时间 - - - 控制方式 整数型 - - 对双向控制：0关闭 1打开 对三