智慧農(nóng)場成套裝備技術(shù)規(guī)范（試行）

智慧農(nóng)場成套裝備技術(shù)規(guī)范（試行）1總則為規(guī)范智慧農(nóng)場成套裝備的設(shè)計、設(shè)備組成、選型、驗收等方面的技術(shù)要求，做到先進(jìn)、適用、安全可靠，特制定本文件。本文件規(guī)定了智慧農(nóng)場成套裝備建設(shè)的規(guī)模確定與設(shè)備配置、一般規(guī)定、成套裝備各組成部分技術(shù)參數(shù)和功能要求、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和驗收。本文件的適用于北京市行政區(qū)域內(nèi)的智慧農(nóng)場建設(shè)和驗收。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中標(biāo)注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T24689.1植物保護(hù)機(jī)械蟲情測報燈GB10395.19農(nóng)林機(jī)械安全第19部分:中心支軸式和平移式噴灌機(jī)JB/T6280圓形(中心支軸式)和平移式噴灌機(jī)T/CAMA70農(nóng)用衛(wèi)星平地機(jī)T/NJ1380智慧農(nóng)場建設(shè)規(guī)則T/NJ1481農(nóng)業(yè)機(jī)械用車載北斗工況終端通用規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語與定義適用本文件。3.1智慧農(nóng)場智慧農(nóng)場是一種以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),通過物聯(lián)化、互聯(lián)化、智能化的方式,綜合無線傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)代化、智能化管理的農(nóng)場，本方案的智慧農(nóng)場成套裝備主要包括農(nóng)機(jī)智能化成套裝備、物聯(lián)網(wǎng)成套裝備。3.2農(nóng)機(jī)智能化成套裝備包括智能農(nóng)機(jī)和農(nóng)機(jī)智能終端，主要有無人駕駛拖拉機(jī)、噴桿式噴霧機(jī)，以及無人駕駛、輔助駕駛、作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測、工況監(jiān)測等終端。3.3物聯(lián)網(wǎng)成套裝備用在大田里的物聯(lián)網(wǎng)及監(jiān)測設(shè)備，包括環(huán)境監(jiān)測終端、揚塵和土壤監(jiān)測終端、蟲情監(jiān)測終端、作物長勢監(jiān)測終端、灌溉首部、智能平移式噴灌機(jī)、智能指針式噴灌機(jī)等設(shè)備。4規(guī)模確定與設(shè)備配置4.1智慧農(nóng)場成套裝備主要用于種植小麥、玉米、水稻、露地菜或含以上作物的倒茬輪作農(nóng)場。4.2根據(jù)當(dāng)前北京市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際情況以及當(dāng)前業(yè)內(nèi)裝備技術(shù)水平，按照單套成套裝備服務(wù)耕地面積進(jìn)行分檔，兩類成套裝備各分為12檔，具體見表1～表4。表1農(nóng)機(jī)智能化成套裝備最低配置數(shù)量表（第1檔-9檔）序

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單位第1檔第2檔第3檔第4檔第5檔第6檔第7檔第8檔第9檔無人駕駛裝備無人駕駛終端輔助駕駛終端無人駕駛裝備無人駕駛終端輔助駕駛終端無人駕駛裝備無人駕駛終端輔助駕駛終端200畝≤S＜500畝500畝≤S＜1000畝1000畝≤S＜1500畝1無人駕駛拖拉機(jī)臺1——1——2——2無人駕駛噴桿式噴霧機(jī)臺1——1——2——3無人駕駛終端套—2——2——4—4輔助駕駛終端套——2——2——45衛(wèi)星平地機(jī)臺111222333表2農(nóng)機(jī)智能化成套裝備最低配置數(shù)量表（第10檔-12檔）序

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單位第10檔第11檔第12檔無人駕駛裝備無人駕駛終端輔助駕駛終端S≥1500畝1無人駕駛拖拉機(jī)臺2——2無人駕駛噴桿式噴霧機(jī)臺2——3無人駕駛終端套—4—4輔助駕駛終端套——45衛(wèi)星平地機(jī)臺444表3物聯(lián)網(wǎng)成套裝備最低配置數(shù)量表（第1檔-9檔）序

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單位第1檔第4檔第7檔第4檔第5檔第6檔第7檔第8檔第9檔灌溉首部智能平移式噴灌機(jī)智能指針式噴灌機(jī)灌溉首部智能平移式噴灌機(jī)智能指針式噴灌機(jī)灌溉首部智能平移式噴灌機(jī)智能指針式噴灌機(jī)200畝≤S＜500畝500畝≤S＜1000畝1000畝≤S＜1500畝1環(huán)境監(jiān)測套1112224442揚塵和土壤監(jiān)測套1112224443蟲情監(jiān)測個1112224444作物長勢監(jiān)測個1112224445可視化駕駛艙個1111111116灌溉首部套1——2——3——7智能平移式噴灌機(jī)個—1——2——2—8智能指針式噴灌機(jī)個——1——2——2表4物聯(lián)網(wǎng)成套裝備最低配置數(shù)量表（第10檔-12檔）序

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單位第1檔第4檔第7檔灌溉首部智能平移式噴灌機(jī)智能指針式噴灌機(jī)S≥1500畝1環(huán)境監(jiān)測套5552揚塵和土壤監(jiān)測套5553蟲情監(jiān)測個5554作物長勢監(jiān)測個5555可視化駕駛艙個1116灌溉首部套3——7智能平移式噴灌機(jī)個—3—8智能指針式噴灌機(jī)個——3注：各組成部分?jǐn)?shù)量按各分檔覆蓋面積下限值進(jìn)行配置，用于分檔和補(bǔ)貼額測算。5一般規(guī)定安全性要求安全設(shè)計應(yīng)符合國家有關(guān)規(guī)定，具有身份識別機(jī)制、具有防入侵、防病毒、防數(shù)據(jù)損壞功能，并應(yīng)遵守如下規(guī)定：（1）用電設(shè)備應(yīng)采取電源保護(hù)措施；（2）設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通訊安全符合國家相關(guān)要求，數(shù)據(jù)傳輸要有安全防護(hù)和加密措施。調(diào)試和培訓(xùn)要求（1）所有終端、設(shè)備、軟件安裝完要經(jīng)過應(yīng)用調(diào)試和培訓(xùn)，購機(jī)者需委派專人負(fù)責(zé)共同調(diào)試和接受培訓(xùn)；（2）所有安裝在田間的傳感器有參數(shù)回應(yīng)并符合設(shè)計要求；（3）軟件系統(tǒng)功能簡便易用；（4）調(diào)試和培訓(xùn)需有購機(jī)者和企業(yè)雙方簽字的記錄表（雙方根據(jù)實際調(diào)試情況制定）。農(nóng)場應(yīng)配備滿足用電需求的高低壓線路，為大田農(nóng)作物信息采集和實時監(jiān)測傳感器或探頭、大田作業(yè)裝備、節(jié)水灌溉水泵等設(shè)備供電。農(nóng)場區(qū)域內(nèi)，室外應(yīng)具備良好的4G/5G移動信號網(wǎng)絡(luò)覆蓋，室內(nèi)應(yīng)具備良好的無線信號網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以滿足智能農(nóng)機(jī)高精度定位、作業(yè)需求。應(yīng)根據(jù)農(nóng)場的規(guī)模確定基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況，選擇與種植對象生長環(huán)境相適應(yīng)的農(nóng)田、道路、水利設(shè)施，為所有智能作業(yè)裝備、測控裝備、管控平臺提供工作環(huán)境和條件。主要設(shè)備醒目位置固定永久性銘牌，銘牌內(nèi)容規(guī)范完整，包括生產(chǎn)企業(yè)、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)等信息。成套裝備設(shè)計、安裝和驗收除應(yīng)符合本文件的規(guī)定外，尚應(yīng)符合T/NJ1380以及其他國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。6成套裝備各組成部分技術(shù)參數(shù)和功能要求6.1無人駕駛拖拉機(jī)（1）120馬力及以上；驅(qū)動方式：四輪驅(qū)動；動力換檔或無級變速，最小使用比質(zhì)量（kg/kW）≥43；柴油發(fā)動機(jī)，符合國四排放標(biāo)準(zhǔn)；（2）具有電控動力輸出裝置（PTO）、電控四驅(qū)功能；（3）具有電控提升器、電控多路閥、電控轉(zhuǎn)向器；（4）具有無人駕駛功能，同時滿足本文件6.4的規(guī)定；（5）數(shù)據(jù)傳輸要求：采集時間、經(jīng)緯度、速度等作業(yè)數(shù)據(jù)。6.2無人駕駛噴桿式噴霧機(jī)（1）自走式；50馬力及以上，藥箱容積≥700L；噴桿長度（噴幅）≥10m；離地間隙≥0.8m；四輪驅(qū)動；四輪轉(zhuǎn)向；（2）動力換檔或無級變速（CVT）；（3）具有電控轉(zhuǎn)向器、電控剎車、電控兩輪與四輪轉(zhuǎn)向切換功能；（4）具有電/液控制噴桿高度、噴桿折疊、水泵流量和揚程功能；（5）具有無人駕駛功能（含噴霧量控制功能），同時滿足本文件中6.4的規(guī)定；（6）數(shù)據(jù)傳輸要求：可采集時間、經(jīng)緯度、速度、噴藥量等作業(yè)數(shù)據(jù)。6.3衛(wèi)星平地機(jī)（1）牽引式，動力為拖拉機(jī)；（2）幅寬≥2m；（3）數(shù)據(jù)傳輸要求：可采集時間、經(jīng)緯度、高程等平地數(shù)據(jù)；（4）其余要求符合T/CAMA70的規(guī)定。6.4無人駕駛終端（1）無人及輔助駕駛兩種模式可選；（2）支持通過農(nóng)田地圖影像、手持定位終端和機(jī)載農(nóng)機(jī)無人駕駛終端等多種方式獲取地塊邊界，支持地塊全覆蓋的作業(yè)路徑規(guī)劃;（3）提供U形、Ω形、魚尾形至少一種調(diào)頭方式；（4）支持一鍵掉頭及全自動調(diào)頭兩種功能；（5）支持平臺遠(yuǎn)程控制車輛作業(yè)，包括：開始、暫停、恢復(fù)及結(jié)束功能；（6）農(nóng)機(jī)無人駕駛模式下，支持農(nóng)具全自動控制，包括：抬升、下降及保持；（7）具備單北斗系統(tǒng)工作能力；（8）直線度精度：≤2.5cm；（9）銜接行間距精度：≤2.5cm；（10）上線距離：≤5m；具備作業(yè)行倒車上線功能；（11）作業(yè)速度范圍：0.3km/h～18km/h。（12）具有急停裝置（如緊急開關(guān)）和遠(yuǎn)程控制熄火裝置，并具有無線遙控急停功能；當(dāng)遠(yuǎn)程控制信號（平臺或遙控）、衛(wèi)星導(dǎo)航信號丟失超過2s時，應(yīng)控制農(nóng)機(jī)立即停車;（13）數(shù)據(jù)傳輸要求：采集時間、經(jīng)緯度、速度等作業(yè)數(shù)據(jù)；（14）支持基于RTK、RTD技術(shù)的高精度差分服務(wù)（15）含6.6、6.7功能。6.5輔助駕駛終端（1）具備單北斗系統(tǒng)工作能力；（2）直線度精度：≤2.5cm；（3）銜接行間距精度：≤2.5cm；（4）上線距離：≤5m；（5）作業(yè)速度范圍：0.3km/h～18km/h；（6）含6.6、6.7功能。6.6作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測終端（1）含車載北斗終端、作業(yè)傳感器、攝像頭等;（2）具備單北斗系統(tǒng)工作能力；定位精度≤2m;（3）作業(yè)面積統(tǒng)計準(zhǔn)確度≥97％。6.7工況監(jiān)測終端符合農(nóng)業(yè)機(jī)械用車載北斗工況終端通用規(guī)范（T/NJ1481）的要求。6.8環(huán)境監(jiān)測終端（1）采集參數(shù)：空氣溫度、空氣濕度、大氣壓力；（2）供電方式：支持太陽能和市電供電；（3）通訊方式：支持4G網(wǎng)絡(luò)通訊，支持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)上傳；（4）測量量程：空氣溫度-40℃～50℃，空氣濕度0%RH～99%RH，大氣壓45～110kPa；（5）測量精度：空氣溫度±0.2℃（25℃±15℃），空氣濕度±3%RH(60%RH,25℃)，大氣壓±0.15kPa（25℃）；（6）平均功耗：≤0.8W；（7）工作溫度：－30℃～70℃；（8）防護(hù)等級：IP64。6.9揚塵和土壤監(jiān)測終端（1）采集參數(shù)：土壤溫度、濕度，土壤PH，田間風(fēng)速、風(fēng)向，降水量，農(nóng)田PM2.5、PM10和TSP；（2）供電方式：支持太陽能和市電供電；（3）通訊方式：物聯(lián)網(wǎng)4G上傳，MQTT協(xié)議傳輸，485通訊（modbus）協(xié)議通訊，支持所有采集參數(shù)上傳，存儲和終端實時顯示；（4）測量量程：風(fēng)速量程：0-70m/s，分辨率0.1m/s；風(fēng)向測量范圍：8個指示方向；降水量范圍：0mm～4mm/min（允許通過最大雨強(qiáng)8mm/min）；土壤濕度量程：0-100%；土壤溫度量程：-40～80℃；土壤PH量程：3-9PH；農(nóng)田揚塵測量范圍：PM2.5：0-999μg/m3、PM10：0-1999μg/m3、TSP：0-19999μg/m3。（5）測量精度：風(fēng)速測量精度±（0.2+0.03V）m/s，動態(tài)響應(yīng)時間≤1s；風(fēng)向動態(tài)響應(yīng)速度：≤0.5s；降水量測量精度：測量誤差：≤±3%，分辨率：0.2mm/0.5mm；土壤濕度精度：0-50%內(nèi)±2%，50-100%內(nèi)±3%；土壤溫度精度：±0.5℃（25℃）；土壤PH精度：分辨率0.1；農(nóng)田揚塵測量精度：PM2.5、PM10：±15%和±10μg/m3，TSP：±20%和±30μg/m3。（6）穩(wěn)定時間：通電后30s；（7）工作溫度：-30℃～75℃；（8）工作濕度：0～100%；（9）防護(hù)等級：埋入土壤的部件IP68；（10）土壤養(yǎng)分、結(jié)構(gòu)分析：按100畝一個采樣點，采集間距相對均勻即可，采集時記錄每個采集點的經(jīng)緯度、pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀等。6.10蟲情監(jiān)測終端（1）執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：符合GB/T24689.1-2009的規(guī)定；（2）誘集光源：主波長365nm功率20W黑光燈管；（3）供電：太陽能或市電供電；（4）功率：運行≤250W；（5）漏電保護(hù)：有漏電保護(hù)裝置；（6）遠(yuǎn)紅外蟲體處理倉溫度控制：工作15min后達(dá)到85±5℃。（7）遠(yuǎn)紅外蟲體處理致死率不小于98%，蟲體完整率不小于95%。（8）集蟲器:具有防昆蟲堆積功能；（9）光控裝置：晚上自動開燈，白天自動關(guān)燈（待機(jī)），在夜間工作狀態(tài)下，不受瞬間強(qiáng)光照射改變工作狀態(tài)；（10）雨控裝置：按外界雨量變化自動控制整燈工作；（11）排水裝置：能有效將雨、蟲分離；（12）通信方式：4G上傳、網(wǎng)口上傳；遠(yuǎn)程圖像上傳：圖像分辨率≥800萬像，支持4G網(wǎng)絡(luò)通訊的圖像上傳；（13）害蟲數(shù)據(jù)管理分析：配套害蟲管理分析系統(tǒng)，具有害蟲圖像管理、害蟲手動標(biāo)注或自動識別和統(tǒng)計的功能。6.11作物長勢監(jiān)測終端（1）供電方式：太陽能供電；（2）通信方式：支持4G網(wǎng)絡(luò)通訊；（3）視頻參數(shù)：1920×1080@30fps，960p@60fps、720p@60fps；（4）最低照度：0.005Lux/F1.6(彩色),0.001Lux/F1.6(黑白),0LuxwithIR，高效紅外陣列，照射距離不小于100m；（5）變焦：23倍光學(xué)變倍，16倍數(shù)字變倍；（6）碼流：三碼流技術(shù)，每路碼流可獨立配置分辨率及幀率；（7）圖像壓縮：H.265高效壓縮算法；（8）動態(tài)范圍：寬動態(tài)范圍不小于120dB，適合逆光環(huán)境監(jiān)控；（9）降噪：3D數(shù)字降噪、強(qiáng)光抑制、電子防抖、SmartIR；（10）旋轉(zhuǎn)定位：360°水平旋轉(zhuǎn)，垂直方向-15°～-90°（自動翻轉(zhuǎn)），不少于300個預(yù)置位；（11）存儲容量：不小于256G；（12）防護(hù)等級：防雷、防浪涌、防突波，IP66;（13）作物生長情況監(jiān)測和分析：在苗期、成熟期分別采用無人機(jī)進(jìn)行生長情況圖像采集，每次數(shù)據(jù)采集要求采集真彩色影像和多普勒影像，真彩色影像包含藍(lán)綠紅3個波段、多普勒影像包含藍(lán)綠紅、紅邊、近紅外5個波段。進(jìn)行歸一化植被指數(shù)（NDVI）、歸一化差異紅色邊緣指數(shù)（NDRE）、歸納土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)（GESAVI）、葉面葉綠素指數(shù)（LCI）和歸一化差值植被指數(shù)（GNDVI）分析。需最終上傳無人機(jī)小麥密集度空間分布、歸一化植被指數(shù)分布、長勢指數(shù)空間分布3張圖，以及以上5類指數(shù)的數(shù)值。6.12可視化駕駛艙（1）包含軟件和硬件等；（2）軟件系統(tǒng)功能包括農(nóng)場生產(chǎn)資料管理、土地管理、農(nóng)情（環(huán)境、土壤、長勢等）監(jiān)測管理、農(nóng)機(jī)作業(yè)管理、手機(jī)APP等；（3）硬件主要為可視化駕駛艙（大屏端），單板分辨率不低于128×64，亮度≥600cd/㎡，亮度均勻性≥0.95，換幀頻率≥60幀/秒，刷新頻率≥3840Hz；單元板拼接間隙＜1mm，灰度等級（bit）12～14可調(diào)，盲點率＜0.0001，工作溫度范圍：-20℃～40℃，工作濕度范圍：10%～65%RH，含大屏控制、主控、接收卡、輔助及配套材料。6.13灌溉首部（1）包含智能施肥機(jī)、恒壓供水系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、灌溉控制器等；（2）智能施肥機(jī)具有多個吸肥通道，吸肥通道數(shù)量≥3個，單個吸肥通道最大吸肥量≥400L/h，至少包含1組EC和pH檢測傳感器，肥液桶數(shù)量≥3個，單個肥液桶容積≥500L，帶攪拌功能，具有觸摸屏人機(jī)交互界面，同時也具備報警功能與數(shù)據(jù)儲存功能；（3）恒壓供水系統(tǒng)至少包含2臺灌溉水泵(一備一用)，1套變頻控制系統(tǒng)?？筛鶕?jù)管道壓力設(shè)定值進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，維持管道壓力恒定，同時具有急停功能和遠(yuǎn)程控制功能；（4）過濾系統(tǒng)應(yīng)至少包含離心過濾器、砂石過濾器和疊片過濾器中的一種，過流量為80～120m3/h，過濾精度≥120目；（5）灌溉控制器可控灌溉分區(qū)數(shù)量≥20個，至少包含一組流量監(jiān)測組件，至少支持433M通訊、4G通訊、以太網(wǎng)通訊、485通訊其中一種通訊方式，防護(hù)等級為IP67。6.14智能平移式噴灌機(jī)（1）供電方式為電纜或發(fā)電機(jī)；（2）跨體糾偏方式，普通桿、改進(jìn)型、浮調(diào)型均可；（3）單跨長度30m～80m可選；（4）供水方式為拖管或水渠；（5）施肥系統(tǒng)肥液桶容積≥10