《DB32T 4059-2021基于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的作物生長環(huán)境信息采集規(guī)范》

ICS65.020

CCSB07

DB32

江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB32/T4059—2021

基于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的作物生長環(huán)境信息

采集規(guī)范

Specificationofcropgrowthenvironmentinformationcollectionbasedonprecision

agriculture

2021-06-03發(fā)布2021-07-03實(shí)施

江蘇省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB32/T4059-2021

I

DB32/T4059-2021

基于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的作物生長環(huán)境信息采集規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了基于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的作物生長環(huán)境信息采集的術(shù)語和定義、信息采集內(nèi)容、設(shè)備要求、采

集流程、數(shù)據(jù)格式、信息安全等要求。

本文件適用于基于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的大田作物的生長環(huán)境信息采集。

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，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。

GB3100國際單位制及其應(yīng)用

GB/T20271信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)通用安全技術(shù)要求

GB/T31736—2015特色農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)術(shù)語

3術(shù)語和定義

GB/T31736界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)precisionagriculture

以信息技術(shù)為手段，實(shí)施定時(shí)、定位、定量的操作技術(shù)和管理措施的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。

[來源：GB/T31736—2015，3.3]

3.2

作物生長環(huán)境信息Cropgrowthenvironmentinformation

作物生長過程中的氣象、土壤、地理等相關(guān)信息。

4信息采集內(nèi)容

4.1氣象信息

主要包括太陽輻射度、降水量、空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度、光

照時(shí)長和氣壓等信息。

4.2土壤信息

主要包括土壤溫度、土壤濕度、電導(dǎo)率、pH值和土壤氮、磷、鉀含量等信息。

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4.3地理信息

主要包括經(jīng)緯度、高程等信息。

5設(shè)備要求

5.1設(shè)備主要包括信息采集設(shè)備、信息存儲(chǔ)設(shè)備和信息傳輸設(shè)備等。

5.2信息采集設(shè)備

5.2.1信息采集設(shè)備應(yīng)能實(shí)時(shí)提供數(shù)據(jù)信息并保證輸出信息的流暢性，滿足氣象、土壤、地理等信息

采集穩(wěn)定性與精準(zhǔn)性需要。

5.2.2氣象信息采集設(shè)備

可選擇適合的氣象信息采集設(shè)備，包括但不限于太陽輻射度傳感器、降水量監(jiān)測儀、空氣溫度傳感

器、空氣濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、二氧化碳濃度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、光照時(shí)長傳

感器和氣壓傳感器等。

5.2.3土壤信息采集設(shè)備

可選擇適合的土壤信息采集設(shè)備，包括但不限于土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、土壤電導(dǎo)率傳

感器、土壤pH值傳感器和土壤氮、磷、鉀含量傳感器等。

5.2.4地理信息采集設(shè)備

可選擇適合的地理信息采集設(shè)備，包括但不限于經(jīng)度測量儀、緯度測量儀和高程測量儀等。

5.2.5設(shè)備參數(shù)

信息采集設(shè)備參數(shù)應(yīng)符合表1要求。

表1采集設(shè)備參數(shù)

設(shè)備類型測量范圍測量精度

太陽輻射度傳感器0W/m2～2000W/m2±5%

降水量監(jiān)測儀0mm～9999mm±0.1mm

空氣溫度傳感器-30℃～60℃±0.1℃

空氣濕度傳感器0%～100%±3%

風(fēng)速傳感器0m/s～35m/s±0.5m/s

風(fēng)向傳感器0o～359o±4o

二氧化碳濃度傳感器0ppm～2000ppm±1ppm

光照強(qiáng)度傳感器0lx～200000lx±20lx

光照時(shí)長傳感器—±10min

氣壓傳感器30000Pa～120000Pa±100Pa

土壤溫度傳感器-40℃～60℃±0.1℃

土壤濕度傳感器0%～100%±3%

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表1采集設(shè)備參數(shù)（續(xù)）

設(shè)備類型測量范圍測量精度

土壤電導(dǎo)率傳感器0μs/cm～10000μs/cm±10μs/cm

土壤pH值傳感器0pH～14pH±0.02

土壤含氮量傳感器0mg～3999mg±0.1mg

土壤含磷量傳感器0mg～3999mg±0.1mg

土壤含鉀量傳感器0mg～3999mg±0.1mg

經(jīng)度測量儀—±1″

緯度測量儀—±1″

高程測量儀—±0.1m

注：“—”表示該項(xiàng)不適用。

5.3信息存儲(chǔ)設(shè)備

5.3.1設(shè)備應(yīng)能實(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)終端安裝的配套軟件應(yīng)具有實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前及已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和超出

閾值自動(dòng)報(bào)警的功能。

5.3.2存儲(chǔ)方式

采用集中式存儲(chǔ)方式。存儲(chǔ)容量≥100G。

5.3.3存儲(chǔ)期限

數(shù)據(jù)信息保存期限應(yīng)≥60d。

5.4信息傳輸設(shè)備

5.4.1信息傳輸網(wǎng)絡(luò)

可采用藍(lán)牙或紫蜂等無線通信技術(shù)或有線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1信息傳輸網(wǎng)絡(luò)

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5.4.2傳感器節(jié)點(diǎn)

傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器、嵌入式控制系統(tǒng)和無線發(fā)射模塊組成，結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)

5.4.3速率

采集設(shè)備間通訊數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)≥20kbit/s。

5.4.4帶寬

無線傳輸網(wǎng)絡(luò)通信帶寬應(yīng)≥250kbps。

5.5電源

設(shè)備供電電壓應(yīng)為交流220V，具備AC/DC及DC/DC轉(zhuǎn)換功能。

5.6接口

5.6.1輸出接口應(yīng)采用RS-485以及USB接口。

5.6.2存儲(chǔ)接口應(yīng)具備USB接口或SD/MicroSD存儲(chǔ)卡等接口連接外部存儲(chǔ)介質(zhì)。

5.7設(shè)備應(yīng)能在溫度為-30℃～60℃的環(huán)境中正常工作。

6采集流程

6.1采集點(diǎn)布設(shè)

6.1.1氣象信息采集點(diǎn)根據(jù)作物種植范圍配置一組或多組（≥1組/10km2），采集點(diǎn)一般設(shè)置為種植

區(qū)中央。

6.1.2環(huán)境信息采集點(diǎn)為一個(gè)或多個(gè)。一個(gè)應(yīng)布設(shè)在種植區(qū)中央，多個(gè)采集點(diǎn)的布設(shè)方法要依據(jù)種植

類型和種植面積以及農(nóng)田空間變異特性來確定，應(yīng)避免布設(shè)在通風(fēng)口或熱源等處。其中空氣溫濕度傳感

器、二氧化碳濃度傳感器、土壤溫濕度傳感器、土壤電導(dǎo)率傳感器、土壤pH值傳感器、土壤氮、磷、

鉀信息傳感器等的布設(shè)應(yīng)≥1個(gè)/200m2；土壤溫濕度傳感器、土壤電導(dǎo)率傳感器、土壤pH值傳感器、

土壤氮、磷、鉀含量傳感器等的埋設(shè)深度應(yīng)根據(jù)農(nóng)作物的根系生長特點(diǎn)布設(shè)，保證信號(hào)采集質(zhì)量。

6.1.3地理信息采集點(diǎn)一般設(shè)置為種植區(qū)邊界及角點(diǎn)、氣象信息采集點(diǎn)和環(huán)境信息采集點(diǎn)。

6.2設(shè)備調(diào)試

6.2.1設(shè)備初始化狀態(tài)檢查

包括供電檢查、無線傳感器節(jié)點(diǎn)在線狀態(tài)檢查、無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)檢查、設(shè)備檢查等。

6.2.2采集頻率設(shè)置

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氣象信息采集頻率≥1次/h，土壤信息采集頻率≥1次/12h，地理信息采集頻率≥1次/d。同時(shí)可根據(jù)

不同作物的生長需要以及作物的關(guān)鍵生育期，設(shè)定不同設(shè)備的采集頻率。

6.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

6.3.1數(shù)據(jù)信息自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)頻次應(yīng)≥1次/min，由系統(tǒng)將每日最大值與最小值及其采集時(shí)

間自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫。

6.3.2采集設(shè)備采集信息產(chǎn)生的延時(shí)，應(yīng)≤200ms，由加密運(yùn)算所引起的延時(shí)應(yīng)≤400ms。

6.4日常管理

6.4.1設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行數(shù)值校準(zhǔn)，時(shí)間間隔應(yīng)≤30d。

6.4.2設(shè)備應(yīng)定期維護(hù)、清潔，每日巡查設(shè)備有無異常。

7數(shù)據(jù)格式

作物生長環(huán)境信息的數(shù)據(jù)格式應(yīng)符合表2要求，其中單位應(yīng)符合GB3100的規(guī)定。

表2作物生長環(huán)境信息數(shù)據(jù)格式

字段名中文名字段類型數(shù)據(jù)長度單位

ID流水號(hào)整型--

sDevice_Number采集設(shè)備號(hào)字符串--

sSubject_Number主體編號(hào)字符串--

dCollection_Time采集時(shí)間浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位min

fALI太陽輻射度浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位W/m2

fAPT降水量浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位mm

fTemperature空氣溫度浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位℃

fHumidity空氣濕度浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位%

fAWS風(fēng)速浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位m/s

fAWD風(fēng)向浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位°

fCO2二氧化碳濃度浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位ppm

fLight光照強(qiáng)度浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位lx

fLight-h光照時(shí)長浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位min

fpp氣壓浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位Pa

fSTC00土壤表層溫度浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位℃

fSTC4040cm土壤溫度浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位℃

fSWC00土壤表層濕度浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位%

fSWC4040cm土壤濕度浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位%

fEC土壤電導(dǎo)率浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位μs/cm

fpHpH值浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位-

fN土壤含氮量浮點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位mg

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