智慧水稻种植管理虚拟仿真系统

智慧水稻种植管理虚拟仿真系统

谭筱玉1

( 江苏农林职业技术学院)

摘要：在当前职业本科教育发展的大潮中，本文主要通过虚拟仿真实验，针对智慧水稻种植管理中农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点，利用农业物联网技术，以及“3S”技术等对农场的农业生产、地块状况、农田水利、林业、农机作业等实时监控，借助大数据管理水稻的长势，实现信息化科学化种地，以此提升品牌化，旨在培养相关领域新型人才。

关键词：智慧水稻种植管理；虚拟仿真；新型人才

本虚拟仿真实验项目面向农业类应用型本科和高职学习者，采用自主式、交互式、情景式、线上线下混合的教学方法，实现学生自主学习和探究性学习帮助学习者利用所学的农业信息技术相关知识，有效体验和解决实际生产问题。本虚拟仿真实验通过3S技术对农场的农业生产、地块状况、农田水利、林业、农机作业等实时监控，借助大数据管理水稻的长势，实现信息化科学化种地，以此提升品牌化。全程采用高精度土壤温湿度传感器和智能气象站，远程在线采集土壤墒情、酸碱度、养分、气象信息等，实现墒情（旱情）自动预报、灌溉用水量智能决策、远程、自动控制灌溉设备等功能，最终达到精耕细作、准确施肥、合理灌溉的目的，将有效提升了现代农业技术和作物生产技术专业学生进行生产实训的广度、深度和可操作性，在提高教学效果的同时还增强了专业学生解决实际问题的能力。

1、实验目的

以水稻种植管理为基础，综合农业信息技术、作物学等专业知识，按照“能实不虚，虚实结合”的基本原则，突破田间实习的时空限制，保障教学正常开展，并促进教学效果提升。

（1）通过实验学习农业物联网的系统架构。

（2）通过实验学习农业物联网传感器的选择。

（3）通过实验学习农业物联网系统的温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、CO2传感器电路的设计。

（4）通过实验学习农业物联网传感器网络拓扑结构的设计。

（5）应用农业遥感监测、高光谱遥感、机器视觉、地理信息系统、“3S”集成等解决农业问题。

（6）通过实验学习掌握智慧水稻的种植管理技术。

2、课程体系的构建

（1）水稻种植区设施管理数字化

1　利用地理信息系统丈量土地

2　规划收成

（2）耕种排产科学化

根据经验安排生产或根据需求安排生产。

（3）科学种植及土壤合理使用

根据土壤监测记录，针对土壤的不良质地和结构，采用相应的物理、生物或化学措施，改善土壤性状，提高土壤肥力，增加作物产量。

（4）无人驾驶高速插秧机的操作

通过安装自动控制硬件、连接卫星定位的无人驾驶插秧机。输入参数，进行操作。

（5）农事管理自动化管理

根据水稻各个生长环节特点，合理安排管理：施肥、除草、排灌等。

（6）稻田生态环境实时监测（传感器、环境监测站）

（7）病虫害预测预报

1　病虫害识别

2　GPS定位

（8）水稻成熟度预测

高光谱检测

（9）分析历史数据和图集

1　制作加强水稻栽培管理和问题识别的综合图 表；

2　传感器数据自动上传到云端以供未来分析和查 询；

3　提供私有云和公共云服务。

（10）远程专家咨询

1　与其他农场分享温室经验和数据，以获得建议；

2　遇到复杂问题的情况下，请求专家提供客观准确的诊断。

（11）智能生产记录

1　记录作物生长的细节，包含地点、人员、土壤质量、生长情况、收获时间、肥料/农药使用等；

2　自动记录生产过程，以准确控制食品质量、农药残留等。

（12）智慧水稻种植管理综合实训。

参考文献：

[1]刘礼兵，水稻旱育稀植高产栽培技术[J].农技服务，2010 (11)

[2]刘长，高崇升，金剑等，黑龙江水稻高产栽培技术与模式研究[J].中国稻米，2011 (5)