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DB4201武 漢 市 地 方 標 準DB4201/T604—2019智慧農業 種養殖自動控制設備通用技術要求2019-12-15發布 2020-01-15實施武漢市市場監督管理局 發布DB4201/T604—2019前 言GB/T1.1-20091本標準由武漢市農業科學院歸口。本標準起草單位：武漢市農業科學院農業機械化研究所。本標準主要起草人：王琢、高星星、肖進、王銳、張俊峰、陳鴻、羅友誼、萬勇、張唐娟、張尉、羅欣、郭振寧。本標準首次發布。IDB4201/T604—2019智慧農業種養殖自動控制設備通用技術要求范圍下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是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。GB4343.1電磁兼容家用電器、電動工具和類似器具的要求第一部分:發射GB4343.2電磁兼容家用電器、電動工具和類似器具的要求第二部分:抗擾度GB/T4588.3印制板的設計和使用GB4793.1測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求第1部分：通用要求GB/T5465.2電氣設備用圖形符號第2部分：圖形符號GB7947人機界面標志標識的基本和安全規則導線顏色或字母數字標識GB/T16261印制板總規范GB18209.2機械電氣安全指示、標志和操作第2部分：標識要求GB/T20271信息安全技術信息系統通用安全技術要求GB/T36470信息安全技術工業控制系統現場測控設備通用安全功能要求GA/T1127安全防范視頻監控攝像機通用技術要求NY/T3213植保無人飛機質量評價技術規范下列術語和定義適用于本文件。3.1智慧農業利用信息技術對農業生產進行定時定量管理，根據農產品的生長情況合理分配資源，實現農業精細化、高效化、綠色化。3.2農業自動化系統利用計算機技術、自動控制技術、現代通訊技術、電力電子技術集成農業生產過程中的智能設施裝備，實現智能、自動控制的系統。3.31DB4201/T604—2019傳感檢測設備用于采集農業環境信息，并將物理信息、化學信息轉換為電信號的設備。3.4本地控制設備安裝在設施裝備現場，能對傳感檢測設備進行數據采集和對執行設備進行控制的具有人機交互的設備。3.5中央控制設備安裝在中央控制室，能對接入的本地控制設備進行集中管理的具有人機交互的設備。3.6移動控制設備能夠在移動狀態下進行監控的設備。3.7視頻監控設備能夠輸出視頻信號，用于監控設施裝備運行狀態的設備。3.8協議轉換設備能夠使通信網上采用不同高層協議的系統實現互相通訊的設備。3.9衛星定位設備能夠通過衛星進行準確定位的設備。3.10時間觸發自動控制系統設備在設置的時間范圍內可以自動運行的系統。3.11狀態觸發自動控制系統設備在設置的狀態參數下可以自動調節運行方式的系統?？s略語下列縮略語適用于本文件。BDS：北斗衛星導航系統（BeiDouNavigationSatelliteSystem）DTU：數據傳輸單元（DataTransferUnit）EC：電導率（ElectricalConductance）GPRS：通用分組無線服務（GeneralPacketRadioService）2DB4201/T604—2019GPS：全球定位系統（GlobalPositioningSystem）HMI：人機接口（HumanMachineInterface）LTE：長期演進（LongTermEvolution）NB-IoT：窄帶物聯網（NarrowBandInternetofThings）PoE：以太網供電（PowerOverEthernet）TTL：晶體管-晶體管邏輯電平（TransistorTransistorLogic）Wi-Fi：無線保真（Wireless-Fidelity）RS-232RS-422RS-485——數字傳感器應具有地址設定的功能；——內置電池供電的傳感器應具有電池剩余電量發布的功能。——應具有連接傳感檢測設備和執行設備的功能；——應具有時間觸發控制的功能；——應具有傳感檢測設備狀態觸發控制的功能；——應具有傳感檢測設備接入識別、故障識別的功能；——宜具有接入中央控制設備的功能；——宜具有接入互聯網的功能；——宜具有本地數據存儲的功能?！獞哂斜镜乜刂圃O備接入識別、工作狀態顯示、掉線告警的功能；——應具有傳感檢測設備接入識別、故障識別的功能；——應具有同步本地控制設備時間的功能；——應具有多通道同步控制和單通道獨立控制的功能；——應具有時間觸發控制的功能；——應具有傳感檢測設備狀態觸發控制的功能；——宜具有接入互聯網的功能?！獞哂邢蛴脩敉扑拖⒌墓δ?；——應具有多通道同步控制和單通道獨立控制的功能；——應具有時間觸發控制的功能；——宜具有傳感檢測設備狀態觸發控制的功能；——可具有場景設定的功能，并且名字可以由用戶編輯。3DB4201/T604—2019——應具有接入互聯網的功能；——應具有RS-232、RS-485、RS-422、現場總線、無線射頻信號中的任意一種接口；——應具有設備管理的功能；——可具有PoE供電的功能。——國內生產的設備應支持BDS衛星導航系統；——國外生產的設備應支持BDS、GPS、GLONASS、Galileo衛星導航系統中的任意一種；——可設置基準站，采用差分定位方式。視頻監控設備需要符合GA/T1127的規定。無人植保飛機需要符合NY/T3213的規定。農業自動化設備和系統需要滿足以下設計要求：GB/T5465.2GB/T4588.3和GB/T16261——導線的顏色應符合GB7947的規定；——存在機械和電氣危險的區域應設置標志，標志應符合GB18209.2的規定；GB4343.1GB4343.2——應具有手動強制停止運行的功能；——設備發生故障時，系統應發出報警信號，并能夠復位和記錄異常事件；——自動控制設備配套軟件應可以進行升級；——宜具有記錄、導出傳感器歷史數據和用戶操作事件數據的功能，本地保存時間大于30天?！獞ㄊ彝饪諝鉁貪穸取⑹彝夤庹諒姸?、室外風速風向、降雨強度、室內空氣溫濕度、室內光照強度；——宜包括室內土壤溫濕度、EC、pH；——可包括室內CO2濃度。4DB4201/T604—2019——應包括遮陽保溫設備、濕簾風機降溫設備、通風設備、補光設備；——宜包括加熱設備、噴霧增濕設備、灌溉設備、施肥設備、施藥設備；——可包括CO2發生設備。測量范圍與精度應符合表1的要求，其中，溫室的風速、風向測量周期應小于或等于5s，其余參數測量周期小于或等于10min。表1溫室自動控制系統測量內容及要求測量內容測量范圍要求測量精度要求空氣溫度-10℃～50℃-10℃～60℃±0.5℃空氣濕度0%RH～100%RH±5%RH土壤溫度-10℃～60℃±0.5℃土壤濕度0%RH～100%RH±5%RH土壤EC0ms/cm～10ms/cm±3%土壤pH0pH～14pH±0.1pH光照強度10Lux～200000Lux±7%風速0m/s～32.6m/s±0.6m/s風向0°～360°±5°降雨強度0mm/min～4mm/min±5%CO2濃度0ppm～2000ppm±(40ppm+3%F.S.)溫室自動控制系統需要滿足以下控制要求：CO2——遮陽保溫設備、濕簾風機降溫設備、通風設備、補光設備應具有手動控制和時間觸發自動控制的功能；——空氣溫度、空氣濕度宜實現狀態觸發自動控制；——溫室的天窗、側窗、屋頂側墻遮陽保溫設備應能夠控制開合程度。表2 溫控對及行設備控制對象執行設備空氣溫度遮陽保溫設備、濕簾風機降溫設備、通風設備、加熱設備空氣濕度噴霧增濕設備、濕簾風機降溫設備、通風設備光照強度遮陽保溫設備、補光設備CO2濃度CO2發生設備、通風設備土壤環境灌溉設備、施肥設備5DB4201/T604—2019——應包括苗床內空氣溫度；——宜包括床內空氣濕度、穴盤基質濕度。——應包括加熱設備、電動保溫膜；——宜包括灌溉設備、噴霧增濕設備。測量范圍與精度應符合表3的要求，床內空氣溫度測量周期應小于或等于1s，床內空氣濕度、床內光照強度應小于或等于1min。表3 智苗自控統測內及測量內容測量范圍要求測量精度要求空氣溫度-10℃～60℃±0.5℃空氣濕度0%RH～100%RH±5%RH基質濕度0%RH～100%RH±5%RH智能苗床自動控制系統需要滿足以下控制要求：——加熱設備應具有狀態觸發自動控制的功能，溫度控制的上限應大于或等于30℃，控制精度應小于或等于1℃；——電動保溫膜應具有手動控制和時間觸發自動控制的功能，可以設置收攏保溫膜的時刻及收攏狀態的持續時間；——用戶可以控制保溫膜的開合程度。CO2EC——噴霧增濕設備；——補光設備；——CO2發生設備；——營養液加熱冷凝設備；——供液電磁閥；——營養液增氧設備。6DB4201/T604—2019測量范圍與精度應符合表4的要求，測量周期應小于或等于1s。表4 植工自控統測內及測量內容測量范圍要求測量精度要求空氣溫度內部：10℃～40℃外部：-10℃～50℃±0.5℃空氣濕度0%RH～100%RH±5%RH光照強度10Lux～200000Lux±7%CO2濃度0ppm～2000ppm±(40ppm+3%F.S.)營養液溫度10℃～40℃±0.5℃營養液EC0ms/cm～10ms/cm±3%營養液pH0pH～14pH±0.1pH營養液溶解氧含量0mg/L～20mg/L±3%植物工廠自動控制系統需要滿足以下控制要求：CO2CO2——補光設備宜具有控制光照配方的功能；——營養液管理系統宜具有控制營養液配方的功能，宜具有營養液回收循環利用的功能。表5 植工控對其執設備控制對象執行設備空氣溫度空調、風機空氣濕度空調、風機、噴霧增濕設備控制對象執行設備光照補光設備CO2濃度CO2發生設備、風機營養液溫度與組分加熱冷凝設備、供液電磁閥、增氧設備——應包括光照強度、風速、風向、降雨強度、空氣溫濕度、土壤溫濕度；——宜包括土壤鹽分、土壤EC、土壤pH?！獞ㄈ照諘r數、月降雨量、年降雨量、月平均溫度、風速風向信息。7DB4201/T604—2019——應包括灌溉設備、施肥設備；——可包括施藥設備。102min，10min表6 露種自控統測內及測量內容測量范圍要求測量精度要求光照強度10Lux～200000Lux±7%風速0m/s～32.6m/s±0.6m/s風向0°～360°±5°降雨強度0mm/min～4mm/min±5%空氣溫度-10℃～50℃±0.5℃空氣濕度0%RH～100%RH±5%RH土壤溫度-10℃～50℃±0.5℃土壤濕度0%RH～100%RH±5%RH土壤鹽分0mg/L～8000mg/L±7%土壤EC0ms/cm～10ms/cm±3%土壤pH0pH～14pH±0.1pH露地種植自動控制系統需要滿足以下控制要求：——露地種植自動控制系統灌溉、施肥設備應具有用戶手動控制、時間觸發自動控制的功能，可具有狀態觸發自動控制的功能；——應能夠對各個區域的灌溉設備、施肥設備進行獨立控制；——應能夠獲取當地氣象信息，灌溉設備、施肥設備的自動控制策略應考慮氣象信息。EC、pH測量范圍與精度應符合表7的要求。表7 水一化動系統量容要求測試內容測量范圍要求測量精度要求EC0ms/cm～10ms/cm±3%pH0pH～14pH±0.1pH流量0m/s～1.5m/s±0.1m/s8DB4201/T604—2019水肥一體化自動控制系統需要滿足以下控制要求：——水肥一體化自動控制系統應具有用戶手動控制、時間觸發自動控制的功能，宜具有狀態觸發自動控制的功能；——在時間觸發自動控制模式下，用戶設置灌溉時間、灌溉水量、施肥種類和施肥量等參數，系統按照設定的參數自動灌溉；——在狀態觸發自動控制模式下，系統可以根據土壤墑情、光照強度與輻射自動灌溉；——用戶應能夠設置每次灌溉的水肥配比、灌溉時長、灌溉通道；——應包括溶解氧含量、pH、溫度；——可包括總氨氮、鹽度、濁度、水位。——應包括投餌設備、增氧設備；——宜包括循環水設備。測量范圍與精度應符合表8的要求，其中，溶解氧含量的測量周期應小于或等于3min，其余參數測量周期小于或等于10min。表8 水養自控統測內及測量內容測量范圍要求測量精度要求溶解氧含量0mg/L～20mg/L±3%pH0pH～14pH±0.1pH溫度-10℃～50℃±0.5℃NH30mg/L～0.5mg/L±10%鹽度0ppt～10ppt±3%濁度0.1NTU～1000NTU±3NTU水產養殖自動控制系統需要滿足以下控制要求：——投餌設備應具有用戶手動控制、時間觸發自動控制；——增氧設備應具有用戶手動控制、時間觸發自動控制，宜具有狀態觸發自動控制的功能。9DB4201/T604—2019CO2測量范圍與精度應符合表9的要求，各參數測量周期小于或等于10min。表9畜禽養殖自動控制系統測量內容及精度測量內容測量范圍要求測量精度要求氨氣濃度0ppm～100ppm±5%CO2濃度0ppm～2000ppm±(40ppm+3%F.S.)空氣溫度-10℃～60℃±0.5℃空氣濕度0%RH～100%RH±5%RH光照強度10Lux～200000Lux±7%畜禽養殖自動控制系統需要滿足以下控制要求：——通風、降溫設備應具有用戶手動控制、時間觸發自動控制、狀態觸發自動控制的功能；——補光設備應具有用戶手動控制、時間觸發自動控制。DTU接入互——傳感檢測設備和執行設備接入本地控制設備，也可以直接接入中央控制設備；——集散控制系統中，本地控制設備通過RS-485、RS-422、以太網、現場總線、ZigBee、LoRa通信接入中央控制設備，中央控制設備通過以太網、Wi-Fi接入路由器；——具有RS-232、RS-485、RS-422、現場總線、無線射頻信號接口的本地控制設備通過協議轉換設備接入路由器；——具有以太網、Wi-Fi接口的本地控制設備直接接入路由器。10DB4201/T604—2019智慧農業云平臺智慧農業云平臺Internet數據庫集中管理中心移動控制設備遠程控制設備以太網、Wi-Fi以太網、Wi-Fi路由器以太網、