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TNJ1380-智慧农场建设规则【征求意见稿】(范文推荐)

时间:2022-07-18 13:55:02 来源:网友投稿

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TNJ1380-智慧农场建设规则【征求意见稿】(范文推荐)

 

  ICS 65.060.99 CCS B 91

 T/NJ 1380—2022/T/CAAMM XXX—2022

 智慧农场建设规则 Rule of smart farm construction

 (征求意见稿)

 2022-XX-XX 发布 2022-XX-XX 实施 发布

  中 国 农 业 机 械 学 会

 中国农业机械工业协会

 T/NJ 1380—2022/T/CAAMM XXX—2022

 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。

 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

 本文件由中国农业机械学会和中国农业机械工业协会联合提出。

 本文件由全国农业机械标准化技术委员会(SAC/TC 201)归口。

 本文件起草单位:江苏大学、中国农业机械化科学研究院、江苏省现代农业装备科技示范中心。

 本文件主要起草人:吴春笃、蔡健荣、张波、杨官学、张晓东、王晓文、杜歆桐、杨学军、董祥、孔华祥。

 T/NJ 1380—2022/T/CAAMM XXX—2022

 1 智慧农场建设规则 1

 范围 本文件规定了智慧农场的术语和定义、一般规定、建设主体与内容、管控系统、平台和接口。

 本文件适用于智慧农场的规划建设。

 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 2099.1

 家用和类似用途插头插座

 第 1 部分:通用要求 GB 3100

 国际单位制及其应用 GB/T 4269.1

 农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械

 操作者操纵机构和其他显示装置用符号

 第 1 部分:通用符号 GB/T 4269.2

 农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械

 操作者操纵机构和其他显示装置用符号

 第 2 部分:农用拖拉机和机械用符号 GB 5226.1

 机械电气安全

 机械电气设备

 第 1 部分:通用技术条件 GB/T 9480

 农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械

 使用说明书编写规则 GB 10396

 农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械

 安全标志和危险图形

 总则 GB/T 13283

 工业过程测量和控制用检测仪表和显示仪表精确度等级 GB/T 16714

 连续式粮食干燥机 GB 19517

 国家电气设备安全技术规范 GB/T 21398

 农林机械

 电磁兼容性

 试验方法和验收规则 GB/T 29480

 接近电气设备的安全导则 GB/T 29890

 粮油储藏技术规范 GB/T 30600

 高标准农田建设通则 GB/T 35237

 地面气象观测规范

 自动观测 JB/T 10268

 批式循环谷物干燥机 JGJ 64

 饮食建筑设计规范 LS/T 3501.1

 粮油加工机械通用技术条件

 基本技术要求 NY/T 1973

 水溶肥料

 水不溶物含量和 pH 值的测定 3

 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。

 3.1 智慧农场

 smart farms 采用物联网、大数据、人工智能、机器人、4G/5G 等技术,通过对农场设施、装备等进行远程控制,

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 2 或通过智能装备与机器人的自主决策、自主作业完成所有生产管理任务,实现全天候、全过程、全空间的无人化生产作业模式进行粮食生产的农场。

 3.2 基础设施

 infrastructure 为智慧农场的生产装备、测控装备、管控平台等提供的基本作业资源和条件。包括高标准农田、机耕道路、电力设施、水利设施、生活设施、仓库、机库、粮库、网络和信息系统等。

 3.3 作业装备

 operation equipment 替代人工作业的机械装备,包括耕、种、管、收等作业环节采用的装备。

 3.4 测控装备

 measurement and control equipment 对作业装备的运行轨迹、姿态、工作状态、工作参数进行跟踪、测量、控制的装备。

 3.5 管控平台

 control platform 负责接收农场中环境、农情等多种传感器数据,结合专家系统做出决策,发送给作业装备去完成相应的任务的平台。

 4

 一般原则 4.1

 基本组成 智慧农场一般应由基础设施、作业装备、测控装备、管控平台、感知系统和仓储系统等组成。

 4.2

 总体要求 智慧农场应具有实用性、安全可靠性、可扩充性、先进性和经济性。

 4.3

 分层要求 智慧农场应满足下列要求:

 ——基础方面:应依据基本农田的类型、作业装备、地质情况建设合适的道路、水利设施、电力 设施、网络基站、仓储设施等; ——感知方面:应具有实时采集记录气象、土壤墒情、苗情长势等信息的功能,可具备采集水肥需 求、病虫草害、水质面源污染等信息的功能; ——决策方面:应可出具作物生长关键生育期的经验性农事管理处方图,给出与之匹配的农艺决策 建议; ——执行方面:应建有作业装备电子档案,实现作业装备的信息添加、维护、分类与管理;应基于 物联网和北斗导航等技术,实现作业装备精准定位和轨迹查询;应建有与作业装备关联的电子 围栏。可依据决策系统指导装备作业,实现作业装备的智能化调度。在技术条件成熟的情况下,

 可增加作业效果自动评估的功能。

 5

 建设主体与内容 5.1

 基础设施 5.1.1

  基础设施组成

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 3 智慧农场基础设施系统主要由农田、道路、水利设施、电力设施和网络基站组成。应根据农场的规模确定基础设施建设情况,选择与种植对象生长环境相适应的高标准农田资源,为所有智能作业装备、测控装备、管控平台提供工作环境和条件。

 5.1.2

 基本功能要求 5.1.2.1

 田块划分 基于环境、交通、水源、电力便利性要求,田块应是符合 GB/T 30600 规定的高标准农田。田块宜以条带状分布为主,相邻田块之间、田块与道路之间衔接顺畅,无作业死角,地面和耕层内应无影响装备作业的石块及其他障碍物。

 5.1.2.2

 道路布置 智慧农场应修筑一条衔接干线公路,且通达农场中央或穿越农场的主路;支路与农场主路衔接,贯穿农场每个作业区,确保作业装备和运输机械能够顺利通达;机耕道,应贯通各作业区行间,并与支路相衔接,以便作业装备无障碍通达或换行。

 5.1.2.3

 水利设施 根据灌溉规模、地形、田间道路、耕作方式,合理布置输配水渠道及渠系建筑物;排水沟布置应与田间渠、道路相协调,可选用灌排兼用或灌排分离的形式。

 5.1.2.4

 电力设施 配备主要满足大田农场用电需求高低压线路,为大田农作物信息采集和实时监测传感器或探头、大田作业装备、节水灌溉水泵等设备供电。

 5.1.2.5

 网络基站 建设承担移动信号的接受和发送处理的网络基站。在农场区域内,由多个子基站和收发台互相组成蜂窝网络,可通过控制收发台之间的信号相互传送和接收,完成移动通信信号的传送。

 5.1.3

 软硬件设施 5.1.3.1

 道路宜机化设施 路基高度应高出路基两侧地面积水高度 0.5 m;路基应分层压实,压实度应达到 90%以上。设置必要的下田坡道、错车点和末端掉头位置。

 5.1.3.2

 农田宜机化设施 地块短边最短宜在 30 m 以上,水田地块长边宜为短边的 3 倍~5 倍,旱田地块长边宜为短边的 3倍~40 倍;单块旱地纵向坡降应不大于 10%,横向坡降应不大于 3%,单块水田田面高差应控制在 3 cm范围内。

 5.1.3.3

 电力设施 智慧农场电力设施应包括:

 ——380 V/220 V 供电系统,供电电源 380 V/220 V,三级负荷; ——柴油发电机(备用); ——太阳能配电系统,供电电源 5 V/12 V/24 V,或逆变 220 V;

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 4 ——蓄电池配电系统,供电电源 5 V/12V /24 V,或逆变 220 V。

 5.1.3.4

 水利灌溉设施 水源以周边地表水为主,地下水为辅。排水沟布局合理,尺寸适宜。排水沟断面大小尺寸应根据农田排水标准和排水量进行确定。

 5.1.3.5

 信息化设施 网络信息传输采用有线传输和无线传输。网络信息传输技术包括但不限于无线光桥、光纤、4G/5G。

 5.1.3.6

 基站设施 基站设施应包括移动通信基站基础设施和无线室内覆盖系统基础设施两部分。移动通信基站基础设施主要包括基站机房、电源系统、防雷接地系统、室外支撑物等;无线室内覆盖系统基础设施主要包括信源设备机房、远端设备间、电源系统、接地系统及布线桥架等。

 5.2

 仓储系统 5.2.1

 仓储系统组成 智慧农场仓储系统作为中间环节,能起到缓冲和平衡供需矛盾的作用。主要由粮库、机库和物资库组成。

 5.2.2

 基本功能要求 5.2.2.1

 粮库 粮库应具备防御自然界各种气候条件的影响的功能,为粮食的安全、稳定储存提供最基本的条件。同时还应具有一般建筑物的坚固、耐用、稳定﹑抗震、防水等功能。储粮仓房还应具有便于机械通风和熏蒸杀虫的功效。粮库应设置粮情测控设备,管理人员应能随时了解粮库内的情况,及时通风降温。可采用无线传输设备进行数据采集。

 5.2.2.2

 机库 机库按功能要求,分为装卸及冲洗区、作业装备整机存放区、农具存放区、零配件存放区、保养维护检修区、油料库区及管理服务区,其中油料库区在场区应相对分开,单独建设。保障无人作业装备日常通行、清洗、维护、保养、存放和能源供应。

 5.2.2.3

 物资库 物资库需保证种子、农药、肥料等智慧农场主要物资合理分区、规范存放;同时需具备防火、防盗等功能。

 5.2.3

  软硬件设施 5.2.3.1

 机库 室外场地设置临时停放场(含清洗区)及道路,停放场及道路宜采用混凝土路面。有条件可设棚,其面积可根据作业装备需要量的最大阶段来确定,且停放的作业装备每台周围应留有大于 1 m 的通道,便于出入。主路以 6 m 宽、支路以 3 m 宽为宜。库棚的檐口高度不小于 3.3 m,且与停放的作业装备最高点距离不小于 0.4 m。作业装备整机的存放宜单独设库,一机一库,停放的作业装备每台周围宜留有大于 0.5 m 的通道,便于出入,农具及配件宜分类存放,集中设库。

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 5 5.2.3.2

 粮库 仓型采用平房仓时,占地综合指标宜为 1.07 m 2 /t~1.47 m 2 /t;散装平房仓仓储区占地指标宜为 0.15 m 2 /t~0.65 m 2 /t;立筒仓仓储区占地指标宜为 0.15 m 2 /t~0.30 m 2 /t;浅圆仓仓储区占地指标宜为 0.20 m 2 /t~0.40 m 2 /t。根据用地情况,粮食平房仓堆高基本上为 4.5 m~8 m,其中散装仓装粮高度宜在 6 m~8 m,堆粮线高度为 7 m;包装平房仓堆包高度宜在 4.5 m~6 m。粮食储存参照 GB/T 29890,干燥机应符合GB/T 16714 或 JB/T 10268 的规定,配套设备应符合 LS/T 3501.1 的规定。

 5.2.3.3

 物资库 配备物资分区、分架存放的坚固货架;每个库房应有便于物资及时调取与存放的电子物资摆放示意图及电子物资清单。

 5.3

 感知系统 5.3.1

 感知系统组成 智慧农场信息感知系统应包括气象信息、环境信息、作物信息和视频监测等方面。信息感知系统的功能是对与农业生产相关的农场综合信息进行在线监测,为耕种管收智能作业装备提供农情参数和科学依据。

 5.3.1.1

 环境气象感知子系统 环境气象感知系统实现对大田农业综合环境气象信息的自动采集、监控和智能化管理。为农作物种植区域的环境气象提供实时的数据信息,以及全面的气象预报、灾害预警服务。环境气象感知系统可以为农作物种植管理、农艺方案制定、农机作业计划、农作物生长调控、病虫情防治、灌溉管理等关键环节,提供所需要的环境气象信息。

 5.3.1.2

 作物信息感知子系统 作物信息感知系统应可对大田作物的营养、水分、长势、病虫害等信息进行获取,并将作物信息数据进行在线分析和处理。为无人农场的农机作业计划、农作物生长调控、病虫情防治、灌溉管理等关键环节,提供科学依据。

 5.3.1.3

 土壤墒情感知系统 土壤墒情感知系统(简称“墒情系统”)应可实现对大田农业综合土壤信息的全天候不间断自动感知、远程监控和智能化管理。墒情系统是传统农业“四情”的重要组成部分,可以为农作物种植管理、水肥灌溉管理等农业环节,提供所需要的土壤状态实时信息和最佳供水管控建议,从而实现土壤墒情服务的可视化、精准化、智能化解决方案。

 5.3.1.4

 视频监控子系统 视频监控子系统应能实现对现场农机作业场景和作业状态的实时监控,应能够动态跟踪活动目标,并将现场画面实时传输至智能终端。

 5.3.2

 基本功能要求 智能化无人农场可整合空、天、地一体化的多尺度遥感和多传感探测解决方案,客观、准确、及时、大范围地提供气象环境和作物生长的各种信息,为农田生产管理决策提供依据。

 5.3.3

 技术要求/性能要求

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 6 5.3.3.1

 环境气象感知系统检测内容与精度要求 环境气象感知系统检测内容应包括:空气温度、空气湿度、光照、风向、风速、气压和雨雪等的监测传感器、信号调理放大装置以及信号传输装置。

 环境气象感知系统监测设备的各传感器应放置于田间开阔处,具体安装和监测方法参照 GB/T 35237。各传感器设备的技术参数如表 1 所示:

 表 1

 环境气象信息监测单元的各传感器设备参数 传感器类型 测量范围 测量精度 空气温度传感器/℃ -30~50 ±0.5 空气湿度传感器/% 10~100 ±5 光照传感器 光谱范围/nm 300~700 ±5% ±7% 测量范围/klx 0~200 <10 10~200 风向传感器/(°)

 0~360 或 16 个方位 ±5 或±1/2 方位 风速传感器/(m/s)

 0~28.5 ±0.5 大气压力传感器/hPa 10~1100 ±5 雨雪传感器/ 有无 — 5.3.3.2

 作物信息感知系统检测内容与精度要求 5.3.3.2.1

 作物营养信息检测内容与精度要求 作物营养信息检测内容应包括采用非接触检测的方法快速获取作物个体和群体的氮磷钾营养和水分胁迫信息的快速检测和测量。

 对于一般生产性智慧农场建设,在进行作物营养和水分的测量时,由于磷钾的无损探测方法尚不成熟,建议采用光...

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