DB1301 T331-2020 设施农业物联网数据采集指南.pdf

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1、ICS 65.020.01 B 07 DB1301 石 家 庄 市 农 业 地 方 标 准 DB 1301/T 331 2020 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 DB1301/T 331 2020 II 前 言 本标准按照 GB/T

2、 1.1 2009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。 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

3、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 10292 2001 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 10292 2001，定义 2.

4、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 10292 2001，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。 DB1301/T 331 2

5、020 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

6、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 V 30 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

7、 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。 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

8、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，

9、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

10、/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

11、型 6 2 单位为亩 DB1301/T 331 2020 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

12、 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： W0

13、02、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 va

14、rchar 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 331 2020 6

15、 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

16、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

17、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 对三向控制： 0停止 1开启 2关闭 物联网控制设施分为双向（有开关两个状态，用于补光灯等具备开关两个状态的设施）和三向（有 开启、关闭、停止三个状态，其中开启指设施正在开启状态，关闭指设施正在关闭状态，停止指设施不 运行状态。用于放风机等具备开启、关闭、停止状态的设施）。 DB1301/T 3312020 7

18、5.4.6 报警信息 报警信息为设施或平台警告历史记录，其数据构成见表 6: 表 6 报警信息 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 - - 警告时间 日期时间 - - - 控制方式 字符串 20 - 值溢出 /设备故障 /网络故障 /其他 警告详情 长文本 - - - 5.4.7 种植信息 需记录当前设施内作物类别、品种、定植时间。信息通过人工报送方式采集。采集数据字段格式见 表 7： 表 7 种植信息数据 数据项 字段类型 整数长度 小数长度 备注 采集时间 datetime - - - 设施代码 varchar 20 -

19、自定义格式 类别 varchar 20 - 作物，如黄瓜 品种 varchar 20 - 具体品种名 定植时间 date - - - 当前生育期 varchar 20 - 记录当前所处生育期 5.4.8 农事管理 需记录当前设施内温度调控设备、空气湿度调控设备等的使用情况。记录整地、灌溉、施肥、中耕 除草、病虫害防治等农事操作记录。信息通过人工报送方式采集。采集数据字段格式见表 8： 表 8 农事管理数据 数据项 字段类型 整数长度 小数长度 备注 采集时间 datetime - - - 设施代码 varchar 20 - 自定义格式 品种 varchar 20 - 当前作物名称 操作类别 v

20、archar 20 - 如整地、灌溉等 操作信息 text - - 操作细节文字记录 农投品名称 varchar 50 - 施肥、用药时记录产品名称 农投品厂商 varchar 50 - 施肥、用药时记录产品厂商 DB1301/T 331 2020 8 A A 附 录 A （资料性附录） 采集技术指标 采集设备应满足表 A.1的技术指标： 表 A.1 测量技术指标 采集项 测量范围 测量精度 分辨率 响应时间 空气温度 -15 70 0.5 0.05 2 s 空气湿度 0 %RH 100 %RH 3 %RH 0.1 %RH 2 s 土壤温度 -15 70 0.5 0.05 2 s 土壤含水量

21、0 %RH 100 %RH 2 %RH 0.5 %RH 2 s 光照强度 0 lux 200000 lux 10000 lux 100 lux 2 s 总辐射 0 W/ 2000 W/ 100 W/ 1 W/ 2 s 光合有效辐射 0 2000 mol/(s ) 100 mol/(s ) 1 mol/(s ) 2 s 二氧化碳浓度 0 mg/L 2000 mg/L 50 mg/L 1 mg/L 2 s 土壤电导率 0 s/cm 20000 s/cm 1000 s/cm 10 s/cm 2 s 土壤 pH值 0 14 0.01 0.01 2 s DB1301/T 3312020 9 B B 附

22、录 B （规范性附录） 采集设备部署高度 采集设备部署高度应满足表 B.1的指标要求： 表 B.1 采集设备部署高度指标 传感器 部署高度 空气温度采集设备 感应中心位于植株以上 20 cm，随株高进行调整。允许误差 10 cm。 空气湿度采 集设备 符合空气温度采集设备要求。 土壤温度采集设备 探头埋入土壤中，四路土壤温度设备探头分别埋入土深 20 cm/40 cm/60 cm/80 cm处。 20 cm探头允许误差 1 cm， 40 cm和 60 cm探头允许误差 3 cm， 80 cm探头允许误差 5 cm。 土壤含水量采集设备 探头埋入土壤中，四路土壤含水量设备探头分别埋入土深 20

23、cm/40 cm/60 cm/80 cm 处。 20 cm探头允许误差 1 cm， 40 cm和 60 cm探头允许误差 3 cm， 80 cm探头允许 误差 5 cm。部署位 置选取地势居中，两排作物之间的土壤。 光照强度采集设备 符合空气温度采集设备要求。 辐射采集设备 符合空气温度采集设备要求。 二氧化碳浓度采集设备 符合空气温度采集设备要求。 土壤电导率采集设备 符合土壤温度采集设备要求。 土壤 pH值采集设备 符合土壤温度采集设备要求。 _ 石家庄市农业地方标准 设施农业物联网数据采集指南 DB1301/T 3312020 河北省标准化研究院编辑、校对 石家庄市工农路 368 号（ 0311-67501107） 网 址 ： www.bzsb.info 2020null 年 4 月第一版 DB13 01 /T 33 1 20 20