DB32 T 4059-2021 基于精准农业的作物生长环境信息采集规范.pdf

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1、 ICS 65.020 CCS B 07 DB32 江苏省 地方 标准 DB32/T 4059 2021 基于 精准 农业 的 作物 生长环境信息 采集规范 Specification of crop growth environment information collection based on precision agriculture 2021 -06- 03 发布 2021 - 07 - 03 实施 江苏省 市场监督管理局 发布 DB32/T 4059-2021 I 前 言 本 文件按照 GB/T 1.1 2020标准化工作导则 第 1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起 草

2、。 本文件由 江苏省 农作物标准化技术委员会 提出并 归 口。 本 文件 起草单位： 江苏食品药品职业技术学院 、 江苏电子信息职业学院 、 江苏金福农业科技有限公 司 。 本 文件 主要 起草人：李萌、孙铁波、王卫兵、刘春玥 、郑磊磊、时恩早 。 DB32/T 4059-2021 1 基于 精准农业 的 作物 生长环境信息采集规范 1 范围 本 文件 规定了 基于 精准农业 的 作物 生长环境信息 采集 的术语和定义、 信息 采集内容、 设备要求、 采 集 流程 、数据格式 、信息安全等要求 。 本 文件 适用于 基于 精准农业 的 大田 作物 的 生长环境信息采集。 2 规 范性引用文件

3、下列文件 中的内容通过文中的规范性引用 而 构成本文件 必不可少的 条款 。 其中， 注日期的引用文件， 仅 该 日期 对应 的版本适用于本文件 ； 不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB 3100 国际单位制及其应用 GB/T 20271 信息安全技术 信息系统通用安全技术要求 GB/T 31736 2015 特色农业 基础术语 3 术语和定义 GB/T 31736界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 精准农业 precision agriculture 以信 息技术为手段，实施定时 、定位、定量的操作技术和管理措施的现代农业生产体系。 来源： G

4、B/T 31736 2015， 3.3 3.2 作物 生长 环境信息 Crop growth environment information 作物生长过程中的 气象、土壤 、地理 等相关 信息 。 4 信息 采集内容 4.1 气象 信息 主要包括太阳辐射 度 、降水 量 、空气温度、空气湿度、风速、风向、二氧化碳 浓度 、光照 强度、光 照时 长和气压 等信息 。 4.2 土壤 信息 主要包括土壤温度、土壤湿度、电导率、 pH值 和土壤氮 、 磷 、 钾 含量等 信息 。 DB32/T 4059-2021 2 4.3 地理 信息 主要包括经纬度 、高程 等 信息 。 5 设备 要求 5.1 设

5、备 主要包括信息采集设备 、 信息存储 设备和信息传输设备 等 。 5.2 信息采集设备 5.2.1 信息采集设备 应能 实时提供数据信息并保证输出信息的流畅性， 满足气象 、 土壤 、 地理 等 信息 采集 稳定性与精准性 需要 。 5.2.2 气象信息采集设备 可选择适合的 气象信息 采集设备 ， 包括但不限于 太阳辐射 度 传感器、 降水量监测仪 、空气温度传感 器、空气湿度传感器、 风速传感器、风向传感器、二氧化碳浓度传感器、光照强度传感器、光照时长传 感器和气压传感器等。 5.2.3 土壤信息采集设备 可选择适合的 土壤信息 采集设备 ， 包括但不限于 土壤温度传感器、土壤湿度传感器

6、、土壤电导率传 感器、土壤 pH值 传感器和土壤氮、磷、钾 含量 传感器 等。 5.2.4 地理信息采集设备 可选择适合的 地理信息 采集设备 ，包括但不限于 经度测量仪 、 纬度测量仪和高程测量仪等。 5.2.5 设备参数 信息 采集设备参数应符合表 1要求。 表 1 采集设备参数 设备类型 测量范围 测量精度 太 阳 辐射 度 传感器 0 W/m2 2000 W/m2 5 % 降水量监测仪 0 mm 9999 mm 0. 1 mm 空气 温度 传感器 -30 60 0.1 空气湿度传感器 0 % 100 % 3 % 风速传感器 0 m/s 35 m/s 0.5 m/s 风 向 传感器 0

7、359 4 二氧化碳浓度 传感器 0 ppm 2000 ppm 1 ppm 光 照 强度 传感器 0 lx 200000 lx 20 lx 光照时长 传感器 10 min 气压 传感器 30000 Pa 120000 Pa 100 Pa 土壤温度 传感器 -40 60 0.1 土壤 湿 度 传感器 0 % 100 % 3 % DB32/T 4059-2021 3 表 1 采集设备参数（续） 设备类型 测量范围 测量精度 土壤 电导率 传感器 0 s/cm 10000 s/cm 10 s/cm 土壤 pH值 传感器 0 pH 14 pH 0.02 土壤含氮量 传感器 0 mg 3999 mg 0

8、.1 mg 土壤含磷量 传感器 0 mg 3999 mg 0.1 mg 土壤含钾量 传感器 0 mg 3999 mg 0.1 mg 经度 测量仪 1 纬度 测量仪 1 高程 测量仪 0.1 m 注 ： “ ”表示该项不适用。 5.3 信息存储设备 5.3.1 设备应能实时 存储 数据，计算机终端安装的配套软件应具有实时显示 当前及已存储 数据和超出 阈值自动报警的功能 。 5.3.2 存储方式 采用集中式存储方式。存 储容量 100 G。 5.3.3 存储期限 数据信息保存期限应 60 d。 5.4 信息 传输设备 5.4.1 信息传输网络 可 采用蓝牙 或 紫蜂 等无线通信技术或有线通信技术

9、进行数据信息传输 ，网络结构如图 1。 机 房 I n t e r n e t / C A N 网 关 节 点 1 节 点 2 节 点 N 无 线 传 输 有 线 传 输 图 1 信息传输网络 DB32/T 4059-2021 4 5.4.2 传感器节点 传感器节点由传感器、嵌入式控制系统和无线发射模块组成，结构如图 2。 传 感 器 嵌 入 式 控 制 系 统 无 线 发 射 模 块 图 2 传感器节点结构 5.4.3 速率 采集设备间通讯数据传输速率应 20 kbit/s。 5.4.4 带宽 无线传输网络通信带宽 应 250 kbps。 5.5 电源 设备供电电压 应 为 交流 220V，

10、具备 AC/DC及 DC/DC转换 功能。 5.6 接口 5.6.1 输出接口应采用 RS-485 以及 USB 接口 。 5.6.2 存储接口应具备 USB 接口或 SD/Micro SD 存 储卡等接口连接外部存储介质。 5.7 设备应能在温度 为 -30 60 的 环境中正常工作。 6 采集 流程 6.1 采集点布设 6.1.1 气象信息采集 点 根据 作物种植范围配置一 组 或多 组 （ 1 组 /10 km2） ，采集点一般设置为种植 区中央。 6.1.2 环境 信息 采集点为一个或多个 。 一 个应 布设 在 种植区 中央，多个采集点的布设方法要依据 种植 类型和 种植 面积 以及

11、农田空间变 异特性 来确定 ， 应避免布设在通风口或热源等处 。 其中 空气温湿度传感 器、二氧化碳浓度传感器 、土壤温湿度传感器、土壤电导率传感器、土壤 pH 值传感器 、 土壤氮、磷、 钾信息传感器 等 的 布设应 1 个 /200 m2； 土壤温湿度传感器、土壤电导率传感器、土壤 pH 值传感器、 土壤氮、磷、钾 含量 传感器等 的埋设深度应根据农作物的根系生长特点布设，保证信号采集质量。 6.1.3 地理信息采集点 一般设置为种植区边界及角点 、 气象信息采集点 和环境 信息 采集点 。 6.2 设备 调试 6.2.1 设备初始化状态检查 包括供电检查、无线传感器节点在线状态检查、无线

12、传感网络数据传输状态检 查 、设备检查 等 。 6.2.2 采集频率设置 DB32/T 4059-2021 5 气象信息采集频 率 1次 /h，土壤信息采集频率 1次 /12h，地理信息采集频率 1次 /d。 同时可 根据 不同 作物 的 生 长 需要 以及作物的关键生育期 ，设定不同 设备 的采集频率。 6.3 数据 存储 6.3.1 数据 信息 自动存入数据库的存储频次应 1 次 /min， 由系统将每日最大值与最小值及其采集时 间自动存入数据库。 6.3.2 采集设备采集信息产生的延时，应 200 ms，由加密运算所引起的延时应 400 ms。 6.4 日常管理 6.4.1 设备应定期进

13、行数值校准，时间间隔应 30 d。 6.4.2 设备应定期 维护、 清洁，每日巡查设备有无异常。 7 数据格式 作物生长环境 信息的数据格 式应符合表 2要求，其中单位应符合 GB 3100的规定 。 表 2 作物 生长环境 信息数据格式 字段名 中文名 字段类型 数据 长 度 单位 ID 流水号 整型 - - sDevice_Number 采集设备号 字符串 - - sSubject_Number 主体编号 字符串 - - dCollection_Time 采集时间 浮点数 小数点后 2位 min fALI 太 阳 辐射 度 浮点数 小数点后 2位 W/m2 fAPT 降水量 浮点数 小数点

14、后 2位 mm fTemperature 空气 温度 浮点数 小数点后 2位 fHumidity 空气 湿度 浮点数 小数点后 2位 % fAWS 风速 浮点数 小数点后 2位 m/s fAWD 风向 浮点数 小数点后 2位 fCO2 二氧化碳浓度 浮点数 小数点后 2位 ppm fLight 光 照 强度 浮点数 小数点后 2位 lx fLight-h 光照时长 浮点数 小数点后 2位 min fpp 气压 浮点数 小数点后 2位 Pa fSTC00 土壤表层温度 浮点数 小数点后 2位 fSTC40 40cm土壤温度 浮点数 小数点后 2位 fSWC00 土壤表层湿度 浮点数 小数点后 2

15、位 % fSWC40 40cm土壤湿度 浮点数 小数点后 2位 % fEC 土壤 电导率 浮点数 小数点后 2位 s /cm fpH pH值 浮点数 小数点后 2位 - fN 土壤含氮量 浮点数 小数点后 2位 mg DB32/T 4059-2021 6 表 2 作物 生长环境 信息数据格式 （续） 字段名 中文名 字段类型 数 据 长 度 单位 fP 土壤含磷量 浮点数 小数点后 2位 mg fK 土壤含钾量 浮点数 小数点后 2位 mg fltd 经度 浮点数 小数点后 8位 flat 纬度 浮点数 小数点后 8位 feva 高程 浮点数 小数点后 8位 m 注 ：“ ”表示该项不适用。 8 信息安全 信息 系统 安全 技术要求 宜 符合 GB/T 20271中的相关要求。