DB4101T49-2022农田智能监测系统技术要求.pdf

ICS 35.240.01 CCS N 95 4101 郑州市地方标准 DB4101/T 492022 农田智能监测系统技术要求 2022-12-30 发布 2023-03-30 实施 郑州市市场监督管理局 发 布 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.1 5 布局和选址.1 6 系统组成.2 7 数据采集子系统要求.2 8 监控终端子系统要求.4 9 云平台应用软件子系统要求.4 10 运行维护.5 参考文献.6 前言 本文件按照GB/T 1.12020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。本文件由郑州市农业农村工作委员会提出。本文件由郑州市土肥标准化技术委员会（ZZTC05）归口。本文件起草单位：河南中原光电测控技术有限公司、郑州市农业技术推广中心、荥阳市土壤肥料工作站、中牟县土壤肥料工作站、新密市蔬菜工作站。本文件主要起草人：李鹏、杨玉庆、李佳、宋爱平、郭长江、马蕾、张飞、沈忆、樊振兴、白永强、王若斐、吴瑞敏、宋敏、刘伟、蔡根凤、赵利敏、许承萍、周红星、高淑梅、王亚存、潘玲。农田智能监测系统技术要求 1 范围 本文件规定了农田智能监测系统(以下简称“系统”)的总则、布局和选址、系统组成、数据采集子系统要求、监控终端子系统要求、云平台应用软件子系统要求和运行维护。本文件适用于大田作物使用的农田智能监测系统。2 规范性引用文件 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/T 42082017 外壳防护等级（IP代码）GB/T 17626.22018 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.32016 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.42018 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.52019 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验 GB/T 18268.12010 测量、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求 第1部分：通用要求 GB/T 205242018 农林小气候观测仪 QX/T 5202019 自动气象站 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。农田智能监测系统 应用监测、通信、计算机和网络等技术，完成农田信息自动采集、传输、处理和应用的信息系统。注：农田信息包括土壤含水量、土壤温度、空气温度、空气湿度、风速、风向、降水量、CO2浓度、光合有效辐射、作物长势数据（图片）等。4 总则 系统设计应充分考虑建设成本、使用寿命、设备选型等因素，选择符合技术要求的设备。系统建设应充分整合利用现有设施设备，避免重复建设。系统安装应充分考虑当地环境和农业生产条件，采取有效防护措施。系统使用应科学配置各项技术和性能指标，确保长期稳定运行。5 布局和选址 监测点应远离村庄、道路、树木、坑塘沟渠，远离近期和中长期非农拟建项目用地。宜选择地势平坦、集中连片、便于管理的代表性农田。根据气候、地形地貌、土壤类型划分农田监测类型区，每个类型区监测点应不少于 3 个，每种作物监测点应不少于 3 个。每个监测点占地面积应不小于 4 m2，使用卫星定位仪确定准确地理位置。6 系统组成 系统由数据采集子系统、监控终端子系统、云平台应用软件子系统组成，各子系统内部及子系统之间应建设通信网络以实现数据交换：a)数据采集子系统包括数据采集器、传感器、通信设备和供电设备，可将农田信息通过通信网络实时上传，实现对作物长势、土壤温（湿）度、农田小气候等要素的监测；b)监控终端子系统包括通信设备、数据接收处理计算机、拼接屏显示系统、供电设备，可实现农田信息和实验室化学分析数据（pH 值、水溶性盐分、有机质、全氮、有效氮、有效磷、速效钾、缓效钾、有效硫、有效铁、锰、铜、锌、硼）的采集入库与统计分析、系统管理及相关预警、对策发布；c)云平台应用软件子系统主要包括浏览器（Web）应用软件、手机软件（APP），可查询和显示农田信息，并为各功能平台提供统一服务入口。7 数据采集子系统要求 主要功能 应具有包括但不限于以下功能：a)数据采集、数据处理、数据储存、数据质量控制、数据通信以及扩展传感器接口、通信接口、系统运行状态显示等；b)自报式、应答式或自报兼应答的工作模式；c)串行或并行等接口；d)定时发送含站号信息、采集时间、数据类别和发信序号等信息；e)人工置数；f)工作温度、充电状态和低电压报警；g)自动校时；h)超阈值加报。雨量数据应能够实时监测，超阈值后对土壤含水量进行密集监测和上报；i)数据收集、处理和转发的时间间隔可设置，应至少包括 10 min、1 h、6 h；j)优先选择公共通信网和已建专用通信网等现有通信信道组网，宜设置备用信道。主要技术指标 7.2.1 常规要素 空气温度、空气湿度、土壤温度、风向、风速、降水量、土壤含水量、光合有效辐射的测量范围、分辨力和最大允许误差应符合GB/T 205242018中4.4的要求。7.2.2 二氧化碳 应符合以下要求：a)测量范围：0 ppm5000 ppm；b)分辨力：1 ppm；c)最大允许误差：（20 ppm+3 FS）(25)。7.2.3 图像传感器 应符合以下要求：a)不少于 500 W 有效像素；b)20 倍光学变焦，最低照度：1)彩色：不低于 0.01 Lux/F1.2；2)黑白：0.001 Lux/F1.2（红外补偿下 0 Lux/F1.2）。c)防护等级：IP66；d)云台水平旋转角度为 0350，垂直旋转角度为90。供电 可采用交流电源供电、太阳能供电两种方式：a)交流电源供电：交流电压为 220 V20、频率为 50 Hz10；断电情况下，设备持续工作时间应不少于 24 h；b)太阳能供电：在不具备交流供电的情况下采用；供电断电情况下，持续工作时间应不少于 7 d。气候条件 应符合以下要求：a)最低温度、最高温度、最小相对湿度、最大相对湿度、降水强度应符合 QX/T 5202019 中表2 严酷等级为 1 的要求；b)大气压力应符合 QX/T 5202019 中表 3 严酷等级为 1 的要求；c)抗风能力应符合 QX/T 5202019 中表 4 严酷等级为 1 的要求。外壳防护等级 应不低于 GB/T 42082017 中规定的 IP65 等级。电磁兼容性 7.6.1 浪涌(冲击)抗扰度 应符合以下要求：a)直流电源接口：GB/T 17626.52019 中等级 2 的要求；b)交流电源接口：GB/T 17626.52019 中等级 3 的要求；c)数据端口：GB/T 17626.52019 中等级 2 的要求；d)性能判据：GB/T 18268.12010 中 6.4.2 的要求。7.6.2 电快速瞬变脉冲群抗扰度 应符合以下要求：a)直流电源接口：GB/T 17626.42018 中等级 1 的要求；b)交流电源接口：GB/T 17626.42018 中等级 2 的要求；c)数据端口：GB/T GB/T 17626.42018 中等级 1 的要求；d)性能判据：GB/T 18268.12010 中 6.4.2 的要求。7.6.3 射频电磁场辐射抗扰度 应符合以下要求：a)GB/T 17626.32016 中等级 2 的要求；b)GB/T 18268.12010 中 6.4.2 的要求。7.6.4 静电放电抗扰度 应符合以下要求：a)接触放电：GB/T 17626.22018 中等级 2 的要求；b)空气放电：GB/T 17626.22018 中等级 3 的要求；c)性能判据：GB/T 18268.12010 中 6.4.2 的要求。可靠性 平均失效间隔工作时间（MTBF）应不小于 8000 h。8 监控终端子系统要求 应具有包括但不限于以下功能：a)实时接收监测数据并存入原始数据库。数据异常时进行报警提示；b)解析接收到的报文，进行合理性检查，不合理的数据进行报警提示并记录；c)数据共享；d)以交互方式查看农田信息、系统运行状态、监测点以及系统的运行配置参数；对各种数据进行统计分析；显示和打印监测点分布图、农田信息历史图和各种趋势图等；e)管理数据库进行初始化、数据备份和恢复；f)远程、本地修改参数；g)身份鉴别、数据加密存储、用户角色与权限管理、系统日志；h)预留开放性接口。9 云平台应用软件子系统要求 应具有包括但不限于以下功能：a)数据接收、通信连接维护、远程交互、远程升级；b)定时与采集终端进行时钟同步；c)定时进行数据完整性检查，自动补传缺失数据；d)解析处理监测点数据；e)实时监控土壤含水量、土壤温度、空气温度、空气湿度、风向、风速、降水量、CO2含量、光合有效辐射、作物长势数据（图片形式）以及设备状态数据，以历史图、趋势图等图形化形式显示；f)管理监测点信息、用户信息、农作物信息、评价指标体系、统计报表、日志；g)人工补录、数据修正和审核；h)统计分析农田小气候、土壤含水量、作物长势；i)查询监测点信息、预警信息、指标体系、监测数据以及统计数据；j)发布统计数据、预警信息及对策建议。10 运行维护 系统运行和管理维护应安排熟练的专业技术人员负责，按相关规章制度执行。值班人员应监视系统的工作状况，对相关设施设备进行定期检查。保持监控终端机房的环境整洁。监测点建立围栏并设立保护标志，围栏内外种植作物、管理方式保持一致。监测点安装避雷装置。参考文献 1 GB/T 28181 公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求 2 GB/T 33703 自动气象站观测规范 3 NY/T 1782 农田土壤墒情监测技术规范 4 NY/T 2911 测土配方施肥技术规程 5 QX/T 567 自动土壤水分观测仪 6 土壤水分观测仪规范（试行）中国气象局综合观测司 7 农业小气候自动观测站功能规格需求书 中国气象局综合观测司