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文檔簡介
ICS65.060.01
CCSB90
農(nóng)機(jī)自動化作業(yè)丘陵果園
建設(shè)與運(yùn)行規(guī)范
Agriculturalmachineautomationoperationhillyorchard
—Constructionandoperationspecification
(公示稿)
2024-XX-XX實(shí)施
中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會發(fā)布
T/NJ1448—2024
農(nóng)機(jī)自動化作業(yè)丘陵果園建設(shè)與運(yùn)行規(guī)范
1范圍
本文件規(guī)定了農(nóng)機(jī)自動化作業(yè)丘陵果園建設(shè)與運(yùn)行的術(shù)語和定義、丘陵果園建設(shè)、管控平臺、監(jiān)測
系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸、作業(yè)裝備和運(yùn)行與管理。
本文件適用于農(nóng)機(jī)自動化作業(yè)丘陵果園的建設(shè)與運(yùn)行管理。
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。
GB/T4269.1農(nóng)林拖拉機(jī)和機(jī)械、草坪和園藝動力機(jī)械操作者操縱機(jī)構(gòu)和其他顯示裝置用符號
第1部分:通用符號
GB/T4269.2農(nóng)林拖拉機(jī)和機(jī)械、草坪和園藝動力機(jī)械操作者操縱機(jī)構(gòu)和其他顯示裝置用符號
第2部分:農(nóng)用拖拉機(jī)和機(jī)械用符號
GB/T5226.1—2019機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分:通用技術(shù)條件
GB/T9480農(nóng)林拖拉機(jī)和機(jī)械、草坪和園藝動力機(jī)械使用說明書編寫規(guī)則
GB10395.1農(nóng)林機(jī)械安全第1部分:總則
GB10395.6農(nóng)林機(jī)械安全第6部分:植物保護(hù)機(jī)械
GB10395.9農(nóng)林機(jī)械安全第9部分:播種機(jī)械
GB10396農(nóng)林拖拉機(jī)和機(jī)械、草坪和園藝動力機(jī)械安全標(biāo)志和危險(xiǎn)圖形總則
GB/T13283工業(yè)過程測量和控制用檢測儀表和顯示儀表精確度等級
GB/T19003—2008軟件工程
GB19517國家電氣設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范
GB/T21398農(nóng)林機(jī)械電磁兼容性試驗(yàn)方法和驗(yàn)收規(guī)則
GB/T23821機(jī)械安全防止上下肢觸及危險(xiǎn)區(qū)的安全距離
GB/T25110.1—2010工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成工業(yè)應(yīng)用中的分布式安裝第1部分:傳感器和執(zhí)
行器
GB/T30600高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)通則
GB/T38052.3智能家用電器系統(tǒng)互操作第3部分:服務(wù)平臺間接口規(guī)范
GB/T35237地面氣象觀測規(guī)范自動觀測
GB/T41479信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理安全要求
GB/T43071植保無人飛機(jī)
GB/T43440物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用指南
GB/T43770室內(nèi)LED顯示屏規(guī)范
GB/T43908—2024水肥一體化設(shè)備
GB50288—2018灌溉與排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
T/NJ1138拖拉機(jī)自動輔助駕駛系統(tǒng)通用技術(shù)條件
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T/NJ1448—2024
T/NJ1270—2022自走式農(nóng)業(yè)機(jī)械自動導(dǎo)航障礙物識別與避讓系統(tǒng)技術(shù)要求
T/NJ1480農(nóng)業(yè)機(jī)械用車載北斗工況終端通信協(xié)議技術(shù)規(guī)范
T/NJ1481農(nóng)業(yè)機(jī)械用車載北斗工況終端
T/CAAMM306農(nóng)業(yè)機(jī)械自主作業(yè)數(shù)字地圖構(gòu)建技術(shù)規(guī)范
3術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
農(nóng)機(jī)自動化作業(yè)丘陵果園agriculturalmachineautomationoperationhillyorchard
采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器人和第四代/第五代(4G/5G)移動通信等技術(shù),通過管控平
臺對作業(yè)裝備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,或通過智能裝備與機(jī)器人的自主決策、自主作業(yè)完成所有生產(chǎn)作業(yè)任務(wù),
實(shí)現(xiàn)全天候、全過程、全空間的無人化及人工輔助化生產(chǎn)作業(yè)模式進(jìn)行農(nóng)作物生產(chǎn)的果園。
3.2
丘陵果園基礎(chǔ)設(shè)施hillyorchardinfrastructure
為農(nóng)機(jī)自動化作業(yè)丘陵果園的運(yùn)行管控平臺、監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)機(jī)自動化作業(yè)裝備等提供基本作業(yè)資源
和條件。包括機(jī)耕道路、電力設(shè)施、給排水設(shè)施、生活設(shè)施、倉庫、機(jī)庫、網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)等。
3.3
管控平臺monitorandcontrolplatform
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,通過監(jiān)測系統(tǒng)獲取的生產(chǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)環(huán)境和數(shù)據(jù)對象,進(jìn)行數(shù)據(jù)接入、融合處理
形成控制、操作信號,改變被控制作業(yè)裝備狀態(tài)。
3.4
監(jiān)測系統(tǒng)monitoringsystem
通過網(wǎng)絡(luò)連接和傳感器等技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測自動化果園的環(huán)境氣象、作物信息、土壤墑情、作物生長
以及作業(yè)裝備位置和作業(yè)進(jìn)度等信息,以便遠(yuǎn)程控制和管理。
3.5
農(nóng)機(jī)自動化作業(yè)裝備agriculturalmachineryautomationequipment
替代人工作業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備,包括耕、種、管、收和貯存等作業(yè)環(huán)節(jié)所用的農(nóng)業(yè)機(jī)械與設(shè)備。
4丘陵果園建設(shè)
4.1果園宜機(jī)化建設(shè)
4.1.1丘陵果園應(yīng)依據(jù)其類型、作業(yè)裝備、地質(zhì)情況,種植作物進(jìn)行宜機(jī)化建設(shè)改造,滿足與農(nóng)機(jī)自
動化作業(yè)生產(chǎn)相適宜的道路、給排水系統(tǒng)、電力設(shè)施、運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)和倉儲設(shè)施等。
4.1.2改造后的果園應(yīng)滿足機(jī)械化作業(yè)需求,果園田塊宜符合GB/T30600的規(guī)定。田塊宜以條帶狀分
布為主,相鄰田塊之間、田塊與道路之間銜接順暢,無作業(yè)死角,果園耕作層內(nèi)應(yīng)無影響裝備作業(yè)的石
塊及其他障礙物,地塊短邊最短宜在30m以上,果園地塊長邊不小于短邊的3倍為宜;單塊果園縱向
坡降不應(yīng)大于15%,橫向坡降不應(yīng)大于5%。
4.1.3給排水設(shè)施應(yīng)根據(jù)果園規(guī)模、地形、田間道路、耕作方式,合理設(shè)置給、給排水系統(tǒng)與田塊、
道路相協(xié)調(diào),水源以周邊地表水為主,地下水為輔。排水溝布局合理,尺寸適宜。排水溝斷面尺寸大小
應(yīng)根據(jù)果園排水標(biāo)準(zhǔn)和排水量進(jìn)行確定并應(yīng)符合GB50288—2018中7.2.6的規(guī)定。
4.2丘陵果園基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
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4.2.1果園配套的電力設(shè)施應(yīng)滿足自動化果園用電需求線路,為果園農(nóng)作物信息采集和實(shí)時(shí)監(jiān)測傳感
器或探頭、果園作業(yè)裝備、給排水等設(shè)備供電,自動化果園電力設(shè)施至少應(yīng)包括:
a)380V/220V供電系統(tǒng),供電電源380V/220V,三級負(fù)荷;
b)發(fā)電機(jī)(備用);
c)太陽能配電系統(tǒng),供電電源5V/12V/24V,或逆變220V;
d)蓄電池配電系統(tǒng),供電電源5V/12V/24V,或逆變220V。
4.2.2果園配套的交通運(yùn)輸設(shè)施應(yīng)具備一條銜接干線公路,且通達(dá)果園中央或穿越果園的主路;支路
與果園主路連接,貫穿果園每個(gè)作業(yè)區(qū),機(jī)耕道應(yīng)貫通各作業(yè)區(qū)行間,道路應(yīng)優(yōu)先結(jié)合區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有道路
進(jìn)行布設(shè),合理規(guī)劃道路布局,應(yīng)少占用地塊以及割裂地塊。道路宜采用素土路面、泥結(jié)石路面或砂石
路面,路基夯實(shí),壓實(shí)度不應(yīng)低于94%。建設(shè)后農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)道路通達(dá)率100%。設(shè)置路肩的路段,路肩
寬不應(yīng)小于50cm,依據(jù)地形、地勢,選擇合適的位點(diǎn)設(shè)置錯車點(diǎn)和末端轉(zhuǎn)向點(diǎn)。
4.2.3果園倉儲設(shè)施主要由農(nóng)業(yè)裝備機(jī)庫和物資庫組成,機(jī)庫按功能要求,分為作業(yè)裝備整機(jī)存放區(qū)、
機(jī)具存放區(qū)、零配件存放區(qū)、保養(yǎng)維護(hù)檢修區(qū)、油料庫區(qū)及管理服務(wù)區(qū),其中油料庫區(qū)在場區(qū)應(yīng)相對分
開單獨(dú)建設(shè)。保障作業(yè)裝備日常管理、清洗、維護(hù)、保養(yǎng)、存放和能源供應(yīng)。作業(yè)裝備整機(jī)的存放宜單
獨(dú)設(shè)庫,機(jī)具及配件宜分類存放,集中設(shè)庫。
4.2.4物資庫應(yīng)保證農(nóng)藥、肥料等果園主要物資合理分區(qū)、規(guī)范存放;同時(shí)應(yīng)具備防火、防水和防盜
功能,應(yīng)配備物資分區(qū),分架存放的堅(jiān)固貨架,每個(gè)庫房應(yīng)具備便于物資及時(shí)調(diào)取與存放的電子物資擺
放示意圖及電子物資清單。
4.2.5應(yīng)在適宜的位置設(shè)置便于農(nóng)機(jī)自動化植保作業(yè)需要的配藥站。配藥站由水站、配藥容器、攪拌、
過濾裝置和泵送系統(tǒng)等組成。
4.2.6果園通訊設(shè)施應(yīng)包括移動通信基站基礎(chǔ)設(shè)施和無線室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施部分:
a)移動通信基站基礎(chǔ)設(shè)施主要包括基站機(jī)房、電源系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、室外支撐物等;
b)無線室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施主要包括信號源設(shè)備機(jī)房、遠(yuǎn)端設(shè)備間、電源系統(tǒng)、接地系統(tǒng)及布
線橋架等。
4.2.7果園區(qū)域內(nèi),室外應(yīng)具備4G/5G移動信號網(wǎng)絡(luò)覆蓋,滿足自動化作業(yè)裝備高精度定位和作業(yè)需
求。
4.2.8網(wǎng)絡(luò)信息傳輸可采用有線傳輸和無線傳輸,網(wǎng)絡(luò)信息傳輸技術(shù)包括但不限于無線光橋、光纖和
4G/5G。
5管控平臺
5.1技術(shù)要求
5.1.1管控平臺由決策中心、控制中心、云平臺和用戶端組成,管控系統(tǒng)信息化配置應(yīng)包括網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)
關(guān)、服務(wù)器和監(jiān)測系統(tǒng)??刂浦行母鶕?jù)接收果園中環(huán)境、農(nóng)情等多種數(shù)據(jù),結(jié)合專家系統(tǒng)做出決策下發(fā)
給農(nóng)機(jī)作業(yè)裝備去完成相應(yīng)的任務(wù),實(shí)現(xiàn)作業(yè)裝備可控作業(yè)、生產(chǎn)信息可視化、智能化管理和信息化調(diào)
度并應(yīng)滿足下列要求:
——決策中心應(yīng)給出作物生長關(guān)鍵生育期的經(jīng)驗(yàn)性農(nóng)事管理處方圖,并具備給出與之匹配的農(nóng)藝決
策建議的功能;
——控制中心應(yīng)建有農(nóng)機(jī)作業(yè)裝備電子檔案,實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)作業(yè)裝備的信息添加、維護(hù)、分類與管理;
應(yīng)基于物聯(lián)網(wǎng)和北斗導(dǎo)航等技術(shù),實(shí)現(xiàn)作業(yè)裝備作業(yè)精準(zhǔn)定位和軌跡查詢,應(yīng)建有與農(nóng)機(jī)裝備
關(guān)聯(lián)的電子圍欄,依據(jù)決策系統(tǒng)指導(dǎo)農(nóng)機(jī)裝備作業(yè),實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)裝備的智能化調(diào)度。在技術(shù)條件
成熟的情況下,可增加農(nóng)機(jī)裝備作業(yè)效果自動評估的功能;
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——云平臺可基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù),提供低成本、可持續(xù)的果園大數(shù)據(jù)存儲和計(jì)算服務(wù),支持決策算
法實(shí)施運(yùn)行與多臺作業(yè)裝備協(xié)同作業(yè);
——用戶端基于全球廣域網(wǎng)(Web)服務(wù)器部署,可供用戶進(jìn)行定時(shí)任務(wù)響應(yīng)管理與事件條件觸發(fā)
響應(yīng)管理,同時(shí)可共享數(shù)據(jù)庫的決策應(yīng)用程序接口(API)數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)協(xié)同工作;
——管控系統(tǒng)信息化配置功能要求如下:
a)顯示系統(tǒng):應(yīng)配置大屏顯示系統(tǒng),用于信息監(jiān)控及人機(jī)交互,根據(jù)果園規(guī)模,可選配不同
的大屏顯示系統(tǒng);
b)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng):果園有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)不低于千兆;
c)服務(wù)器:應(yīng)配置Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器用于承載信息平臺軟件,應(yīng)配置消息隊(duì)列遙測傳輸(MQTT)
服務(wù)器用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
5.1.2管控平臺應(yīng)包括信息傳輸、監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)機(jī)裝備管控等系統(tǒng),平臺的設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T19003—
2008中7.3的規(guī)定。
5.1.3自主作業(yè)數(shù)字地圖構(gòu)建應(yīng)符合T/CAAMM306的規(guī)定,管控平臺應(yīng)根據(jù)機(jī)載終端和數(shù)字地圖提
供的農(nóng)機(jī)裝備、果園和農(nóng)時(shí)信息,為農(nóng)機(jī)裝備分配生產(chǎn)任務(wù)。
5.1.4管控平臺應(yīng)具備農(nóng)機(jī)協(xié)同作業(yè)的管理功能,及時(shí)處理農(nóng)機(jī)裝備作業(yè)時(shí)出現(xiàn)的沖突,并應(yīng)重新給
出最優(yōu)的任務(wù)分配方案。
5.1.5管控平臺顯示屏應(yīng)符合GB/T43770的規(guī)定。
5.1.6管控平臺應(yīng)具有作業(yè)進(jìn)度實(shí)時(shí)分析功能,能夠顯示地塊總面積、已完成作業(yè)面積和剩余作業(yè)面
積等關(guān)鍵參數(shù)。
5.1.7管控平臺應(yīng)具有作業(yè)質(zhì)量評估功能,能夠根據(jù)作業(yè)數(shù)據(jù)計(jì)算出作業(yè)重疊率、作業(yè)遺漏率和能源
消耗率,對于具體的農(nóng)機(jī),例如旋耕機(jī),挖溝施肥機(jī)還應(yīng)涉及耕深一致性等作業(yè)技術(shù)指標(biāo)。
5.1.8管控平臺與農(nóng)機(jī)裝備用車載北斗工況終端和數(shù)據(jù)之間的通信應(yīng)符合T/NJ1480的要求。
5.1.9管控平臺應(yīng)與各子系統(tǒng)建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),并預(yù)留外部數(shù)據(jù)接口。
5.1.10管控平臺應(yīng)具備數(shù)據(jù)集成、存儲、分析、提示、報(bào)警和展示的功能。
5.1.11數(shù)據(jù)的存儲與傳輸應(yīng)滿足集成平臺對數(shù)據(jù)上傳的接口要求。
5.1.12數(shù)據(jù)接口應(yīng)包括數(shù)據(jù)內(nèi)容及接口、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)格式、傳輸方式和傳輸頻率。
5.1.13管控平臺與各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口宜采用開放的通用協(xié)議。
5.1.14視頻數(shù)據(jù)傳輸宜采用通用協(xié)議,其他硬件采集的數(shù)據(jù)傳輸宜采用通用物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議。
5.1.15管控平臺數(shù)據(jù)集成應(yīng)采用增量模式。
5.1.16管控平臺宜采用云架構(gòu),非云架構(gòu)下的系統(tǒng)宜向云架構(gòu)升級過渡。
5.1.17基于物聯(lián)網(wǎng)和北斗導(dǎo)航等技術(shù),實(shí)現(xiàn)作業(yè)裝備精準(zhǔn)定位和軌跡查詢,應(yīng)建有與作業(yè)裝備關(guān)聯(lián)的
電子圍欄,可依據(jù)決策系統(tǒng)指揮農(nóng)機(jī)裝備執(zhí)行作業(yè),實(shí)現(xiàn)作業(yè)裝備的智能化調(diào)度。
5.2管控平臺安全要求
5.2.1管控平臺的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理應(yīng)安全可靠,安全技術(shù)要求應(yīng)符合GB/T41479的規(guī)定。
5.2.2管控平臺的人機(jī)交互界面應(yīng)設(shè)計(jì)合理、方便操作,保證操作人員在操作時(shí)不出現(xiàn)誤刪數(shù)據(jù)的風(fēng)
險(xiǎn)。
5.2.3管控平臺做出的任務(wù)分配策略應(yīng)合理,降低農(nóng)機(jī)之間相遇的概率,防止農(nóng)機(jī)相互碰撞。
5.2.4作業(yè)裝備應(yīng)能向遠(yuǎn)程操作員提供改變系統(tǒng)狀態(tài)的手段,如遙控裝置、信息中心遠(yuǎn)程控制、緊急
轉(zhuǎn)向、緊急制動和手動切換模式等。
5.2.5作業(yè)裝備的作業(yè)速度大于預(yù)設(shè)值時(shí),自動化作業(yè)裝備控制系統(tǒng)應(yīng)在確保安全的情況下,退出智
能駕駛模式。
5.2.6當(dāng)遙控裝置、信息中心與自動化作業(yè)裝備控制系統(tǒng)的通信中斷時(shí),自動化作業(yè)裝備控制系統(tǒng)應(yīng)
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在確保安全的情況下,退出自動化駕駛模式并處于關(guān)閉狀態(tài)。
5.2.7管控平臺系統(tǒng)管理應(yīng)采取信息安全保護(hù)措施,運(yùn)行管控平臺與各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)進(jìn)行加密。
統(tǒng)對用戶的使用權(quán)限和基本信息進(jìn)行管理,用戶應(yīng)輸入賬號和密碼后才能進(jìn)入管理系統(tǒng)。
5.2.8管控平臺對用戶實(shí)行嚴(yán)格的權(quán)限控制,將用戶的權(quán)限分為三類:服務(wù)訪問權(quán)限、服務(wù)管理權(quán)限
及模塊操作權(quán)限。執(zhí)行的管理操作包括服務(wù)啟動、停止、暫停、重啟、編輯、刪除等操作。
5.2.9管控平臺的數(shù)據(jù)存儲與傳輸應(yīng)配備相應(yīng)的信息安全設(shè)施設(shè)備。對數(shù)據(jù)中心進(jìn)行異地容災(zāi)備份,
應(yīng)設(shè)置專網(wǎng),與外網(wǎng)間應(yīng)配置類似具有記錄、報(bào)警等防火墻功能的信息安全設(shè)備。
5.2.9管控平臺使用的電器元器件、電器導(dǎo)線、電器連線、控制裝置的電氣安全應(yīng)符合GB/T5226.1的
規(guī)定。
5.2.10管控平臺電磁兼容性應(yīng)符合GB/T21398的規(guī)定。
6監(jiān)測系統(tǒng)
6.1監(jiān)測系統(tǒng)組成
監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)包括氣象信息、環(huán)境信息、作物信息和視頻監(jiān)測等方面。監(jiān)測系統(tǒng)的功能是對與農(nóng)業(yè)生
產(chǎn)相關(guān)的果園綜合信息進(jìn)行在線監(jiān)測,為從種到收全程自動化農(nóng)機(jī)作業(yè)裝備提供農(nóng)情參數(shù)和科學(xué)依據(jù)。
6.2監(jiān)測系統(tǒng)要求
6.2.1監(jiān)測系統(tǒng)性能要求如下:
a)監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)具有分布式數(shù)據(jù)傳輸要求的雙向/單向接收與發(fā)送功能;
b)傳感器及其它有線或/和無線部件或設(shè)備數(shù)據(jù)及狀態(tài)宜采集輸出最大允許誤碼率為標(biāo)量(BER)
不大于10E-6、視頻(BER)不大于10E-8;系統(tǒng)數(shù)據(jù)及狀態(tài)傳輸最大允許誤碼率為標(biāo)量(BER)
不大于10E-4、視頻(BER)不大于10E-6;
d)傳感器及其它有線或/和無線部件或設(shè)備數(shù)據(jù)及狀態(tài)采集輸出最大允許丟包率不應(yīng)大于0.3‰;
系統(tǒng)數(shù)據(jù)及狀態(tài)傳輸最大允許丟包率不應(yīng)大于0.5‰;
f)系統(tǒng)數(shù)據(jù)及狀態(tài)傳輸卡頓最大允許時(shí)間不應(yīng)大于2s。
6.2.2視頻監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場農(nóng)機(jī)作業(yè)裝備作業(yè)場景和作業(yè)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,應(yīng)能夠動態(tài)跟
蹤活動目標(biāo),并將現(xiàn)場畫面實(shí)時(shí)傳輸至運(yùn)行管控平臺,性能應(yīng)滿足下列要求:
a)安裝位置和數(shù)量應(yīng)滿足果園用戶的具體應(yīng)用要求;
b)分辨率:不小于130萬像素;
c)視頻成像光譜范圍400nm~700nm;
d)視頻接口:視頻圖形陣列(VGA)接口、高清多媒體接口(HDMI)、以太網(wǎng)接口、無線網(wǎng)(WiFi)
接口;
e)視頻有線、無線傳輸速率:不小于144.4Mbps;
f)采集系統(tǒng)視頻攝像頭設(shè)備應(yīng)能在高溫不超過85℃的環(huán)境下正常工作;
g)系統(tǒng)中現(xiàn)場監(jiān)控終端設(shè)備或本地監(jiān)控終端設(shè)備應(yīng)能在高溫不超過85℃的環(huán)境下正常工作。
6.3環(huán)境氣象監(jiān)測系統(tǒng)
6.3.1環(huán)境氣象監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對果園農(nóng)業(yè)綜合環(huán)境氣象信息的自動采集和監(jiān)測,監(jiān)測系統(tǒng)可整合空、
地協(xié)同的多維度監(jiān)測信息,客觀、準(zhǔn)確、及時(shí)、大范圍地提供氣象環(huán)境和作物生長的各種信息,為作物
種植區(qū)域的環(huán)境氣象提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息,以及進(jìn)行全面的氣象預(yù)報(bào)、災(zāi)害預(yù)警服務(wù),為果園生產(chǎn)管理
決策提供依據(jù)。
6.3.2環(huán)境氣象監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)包括空氣溫度、空氣濕度、光照、風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓和雨雪等,其硬件設(shè)
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備包括監(jiān)測傳感器、信號調(diào)理放大裝置以及信號傳輸裝置,環(huán)境氣象測控系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備的各傳感器應(yīng)設(shè)
置于田間開闊處,安裝方法應(yīng)符合GB/T35237的規(guī)定,監(jiān)測設(shè)備測量量程、準(zhǔn)確度見表1。
表1環(huán)境氣象信息監(jiān)測設(shè)備量程和準(zhǔn)確度
序號測量內(nèi)容量程準(zhǔn)確度
1溫度/℃-50~100±0.5
2濕度/%0~100±5
3光照度/lx10~150000±10%
3~10,35~45±5
4土壤含水率/%0~50
15~25±3
5營養(yǎng)液濃度EC(電導(dǎo)率)/ms/cm0.1~4±0.5%
6pH值4~10±0.5
7CO2濃度/μmol/mol300~3000±5%F.S
8水質(zhì)氨氮/mg/L0~10±10%
9氨氣/mg/m30~100±1%
10溶解氧/mg/L0~20.0±0.5
11風(fēng)向傳感器/(°)0~360±3
12風(fēng)速傳感器/m/s0~45±0.3
13大氣壓力傳感器/KPa0~100±0.1%
14雨量傳感器/mm/min≤4±1%
6.4土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)
6.4.1土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)對果園農(nóng)業(yè)綜合土壤信息的全天候不間斷自動測控、遠(yuǎn)程監(jiān)控和信息傳輸。
6.4.2土壤墑情監(jiān)測內(nèi)容包括土壤溫度、含水率、鹽分(EC)、酸度(pH)等土壤信息。土壤溫度、
含水率測量可采用土壤溫濕度傳感器進(jìn)行在線測量;土壤鹽分(EC)測量可采用EC傳感器進(jìn)行在線測
量;土壤酸度(pH)測量可采用pH傳感器進(jìn)行在線測量,土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)測量范圍和準(zhǔn)確度應(yīng)符合
表1的要求。
6.5作物信息監(jiān)測系統(tǒng)
6.5.1作物信息監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)能獲取對果園作物的營養(yǎng)、水分、病蟲害等信息進(jìn)行,并將作物信息數(shù)據(jù)
進(jìn)行在線分析和處理,作物病蟲害信息的監(jiān)測內(nèi)容包括:
a)作物病蟲害信息監(jiān)測應(yīng)包括作物主要病害種類的確認(rèn)和快速監(jiān)測蟲害數(shù)量;
b)在進(jìn)行作物病蟲害監(jiān)測時(shí),可采用圖像傳感器對作物病蟲害進(jìn)行在線分析和測量;或采用誘捕
燈和孢子測量法等采樣設(shè)備采用離線的方式獲取作物病蟲害信息。
6.5.2果園作物營養(yǎng)信息監(jiān)測內(nèi)容應(yīng)包括采用非接觸檢測的方法快速獲取作物個(gè)體和群體的氮磷鉀營
養(yǎng)和水分信息的快速檢測和測量,作物營養(yǎng)和水分信息的快速測量準(zhǔn)確度應(yīng)符合以下要求:
a)作物氮營養(yǎng)測量誤差不應(yīng)大于10%;
b)作物磷營養(yǎng)測量誤差不應(yīng)大于10%;
c)作物鉀營養(yǎng)測量誤差不應(yīng)大于10%;
d)作物水分測量誤差不應(yīng)大于5%。
7數(shù)據(jù)傳輸
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7.1數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)符合GB/T43440的規(guī)定,系統(tǒng)應(yīng)具有分布式數(shù)據(jù)傳輸要求的雙向/單向接收與發(fā)送功
能,根據(jù)用戶要求滿足無線或/和有線網(wǎng)絡(luò)分布式的數(shù)據(jù)緩沖與中繼功能。
7.2數(shù)據(jù)傳輸接口、傳輸方式、控制方式,應(yīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享,系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行。各功能系統(tǒng)之間應(yīng)
通過API通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,數(shù)據(jù)交換使用用腳本語言對象簡譜(JSON)格式,數(shù)據(jù)一級字段內(nèi)容至
少應(yīng)包含“code”及“data”。各功能系統(tǒng)API服務(wù)網(wǎng)址應(yīng)使用“統(tǒng)一的API服務(wù)域名+功能系統(tǒng)字段
路由”格式。
7.3應(yīng)綜合互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)等數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),確保果園多源數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?/p>
穩(wěn)定性。
7.4數(shù)據(jù)傳輸基本參數(shù)應(yīng)滿足下列要求:
a)標(biāo)量無線傳輸速率不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求;
b)標(biāo)量有線傳輸速率不應(yīng)小于100kbps;
c)視頻有線、無線傳輸速率不應(yīng)小于144.4Mbps;
d)傳感器網(wǎng)絡(luò)的有效組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;
e)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信頻率不大于780MHz。
7.5數(shù)據(jù)傳輸檢測儀表和顯示儀表精確度等級應(yīng)符合GB/T13283的要求。
7.6系統(tǒng)接口應(yīng)滿足下列要求:
a)有線模擬信號輸入/輸出接口:采用4mA~20mA、0V~5V、0V~10V;
b)有線數(shù)字信號輸入/輸出接口:宜采用通用異步收發(fā)傳輸器(UART)接口、推薦標(biāo)準(zhǔn)接口(RS)
RS-485、RS-232、通用串行總線(USB)接口、輸入輸出端口(I/O)、串行外圍設(shè)備接口(SPI)、
集成電路總線(I2C)接口;
c)網(wǎng)卡接口:注冊插座(RJ)RJ-45;RS:
d)無線接口:按實(shí)際應(yīng)用需求,與一種或多種傳感器網(wǎng)絡(luò)無線通信頻率要求匹配的各種無線接口;
e)光纖接口:采用大方口接口(SC)、小方口接口(LC);
f)視頻接口:采用HDMI接口、VGA接口、顯示接口(DP);
g)系統(tǒng)各設(shè)備單元接口應(yīng)保持一致并符合GB/T38052.3的規(guī)定。
8作業(yè)裝備
8.1作業(yè)裝備組成
農(nóng)機(jī)自動化作業(yè)裝備為可全部或部分替代人工操作作業(yè)裝備所組成的系統(tǒng),包括耕整裝備、栽種裝
備、水肥一體化設(shè)備、植保裝備和收獲裝備。
8.2基本功能要求
農(nóng)機(jī)自動化作業(yè)裝備車載北斗工況終端應(yīng)符合T/NJ1481的要求,控制系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能:
a)控制系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的一系列操作動作,包括方向控制、車速控制、檔位控制、制動控制、
動力輸出控制、提升及作業(yè)場景的控制;
b)開機(jī)初始化與自檢功能;
c)系統(tǒng)及機(jī)組參數(shù)配置功能;
d)自動控制功能、遠(yuǎn)程駕駛操作功能,緊急啟、停功能;
e)基于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的高精度定位,應(yīng)能實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、避障和路徑規(guī)劃等功能。
行駛軌跡實(shí)時(shí)跟蹤顯示,能實(shí)時(shí)捕捉智能作業(yè)裝備實(shí)際作業(yè)線路與規(guī)劃線路的偏差,自帶攝像
頭視頻傳輸顯示;
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f)創(chuàng)建新作業(yè)任務(wù)、載入已保存的作業(yè)任務(wù)、對作業(yè)任務(wù)的管理功能,如作業(yè)量統(tǒng)計(jì)、實(shí)時(shí)顯示
等;
g)接收信息中心指令、向信息中心發(fā)送作業(yè)數(shù)據(jù)的通信功能,應(yīng)能顯示各個(gè)環(huán)節(jié)的作業(yè)參數(shù)和外
部作業(yè)環(huán)境的相關(guān)信息,應(yīng)具有反饋工況參數(shù)的功能,如運(yùn)行參數(shù)、作業(yè)質(zhì)量、檢測傳感器狀
態(tài)的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測與顯示等;
h)建立并管理示范點(diǎn)數(shù)據(jù)庫;
i)系統(tǒng)診斷與升級維護(hù)功能;
j)作業(yè)裝備電子圍欄。
8.3控制性能要求
農(nóng)機(jī)自動化作業(yè)裝備控制性能要求如下:
a)在室外溫度0℃~70℃、相對濕度不大于90%的環(huán)境條件下應(yīng)能正常工作;
b)配備傳感器的響應(yīng)時(shí)間不應(yīng)大于0.1s,在正常工作狀態(tài)各項(xiàng)工況參數(shù)的傳輸間隔應(yīng)在0.1s到
60s內(nèi)可調(diào);待機(jī)或閑置狀態(tài)宜在1h到6h內(nèi)可調(diào);
c)遠(yuǎn)程作業(yè)監(jiān)控終端響應(yīng)時(shí)間不應(yīng)大于100ms;
d)農(nóng)機(jī)自動化作業(yè)裝備自動制動平均減速度不應(yīng)小于2.5m/s2;
e)耕整地裝備直線路徑跟蹤誤差不大于5cm,自主掉頭銜接行誤差不應(yīng)大于10cm;
f)開溝施肥裝備直線路徑跟蹤誤差不大于5cm,自主掉頭銜接行誤差應(yīng)不大于10cm,撒肥斷條
率不應(yīng)大于2%,相對均勻度不大于45%,開溝深度誤差不應(yīng)大于3%;
g)植保裝備直線路徑跟蹤誤差不大于5cm,自主掉頭銜接行誤差不大于10cm,藥量監(jiān)測誤差不
大于3%;
h)收獲裝備直線路徑跟蹤誤差不大于5cm,自主掉頭銜接行誤差不大于10cm。
8.4作業(yè)裝備通用要求
8.4.1根據(jù)種植主要作物的農(nóng)藝和規(guī)模,配置適宜數(shù)量和性能的自動化作業(yè)裝備,所有農(nóng)機(jī)自動化作
業(yè)裝備(以下簡稱作業(yè)裝備)均應(yīng)有避障功能。作業(yè)裝備的信息化設(shè)施或機(jī)載終端應(yīng)與管理平臺相匹配。
作業(yè)裝備應(yīng)覆蓋作物生產(chǎn)的全過程。優(yōu)先選用先進(jìn)適用、作業(yè)裝備和技術(shù)。種植過程中,應(yīng)選用宜機(jī)種
苗、適用裝備、配套農(nóng)藝和生產(chǎn)模式。
8.4.2作業(yè)裝備感知系統(tǒng)由環(huán)境感知和位置感知兩部分組成,包括激光雷達(dá)、相機(jī)、毫米波雷達(dá)和
GNSS定位等。
8.4.3作業(yè)裝備的規(guī)劃系統(tǒng)應(yīng)具備作業(yè)裝備路徑規(guī)劃、行為規(guī)劃和動作規(guī)劃。
8.4.4作業(yè)裝備的傳感器的選用和安裝應(yīng)符合GB/T25110.1—2010中5.4的規(guī)定。
8.4.5作業(yè)裝備采用的機(jī)電產(chǎn)品及電子元器件的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合GB/T5226.1—2019中4.4.2的規(guī)定。
8.4.6作業(yè)裝備的機(jī)載終端應(yīng)能自動采集農(nóng)機(jī)的類型、油量、速度和位置等參數(shù)。
8.4.7作業(yè)裝備的傳感器系統(tǒng)應(yīng)能使農(nóng)機(jī)定位、檢測障礙物相對位置(形態(tài)/運(yùn)動狀態(tài))。
8.4.8作業(yè)裝備的通信模塊應(yīng)能夠和管控平臺相互交換數(shù)據(jù)。
8.4.9作業(yè)裝備的顯示器的安裝位置應(yīng)便于操作,且不影響操作員進(jìn)入作業(yè)裝備駕駛室。
8.4.10拖拉機(jī)自動輔助駕駛系統(tǒng)應(yīng)符合T/NJ1138的規(guī)定。
8.4.11對機(jī)械式作業(yè)裝備宜進(jìn)行自動化改造,改造后的作業(yè)裝備應(yīng)在驗(yàn)收合格并磨合后方可投入使
用。
8.4.12作業(yè)裝備和拖拉機(jī)的操作者操縱機(jī)構(gòu)顯示符號應(yīng)符合GB/T4269.1和GB/T4269.2的規(guī)定。
8.4.13作業(yè)裝備車載設(shè)備北斗信息終端應(yīng)符合T/NJ1481的規(guī)定。
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8.5耕整裝備
以智能拖拉機(jī)為主要對象,搭載作業(yè)裝備,完成果園農(nóng)事生產(chǎn)任務(wù)。耕整作業(yè)包括挖溝、滅茬、深
松、耙整等,智能拖拉機(jī)搭載的作業(yè)機(jī)具應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求(滅茬機(jī)、深松機(jī)、犁耕耙地聯(lián)合作業(yè)機(jī)、
碎土壓整機(jī)和激光平地機(jī)等)。
8.6栽種裝備
根據(jù)旱地種植的果樹品種不同情況,包含果樹挖坑、開溝、覆土、施肥和澆水等作業(yè)方式。
8.7水肥裝備和植保裝備
水肥一體化灌溉成套設(shè)備應(yīng)符合GB/T43908—2024第5章的要求,植保無人飛機(jī)應(yīng)符合GB/T
43071的規(guī)定,其他自動化農(nóng)機(jī)裝備如:除草機(jī)、無人割草機(jī)、開溝施肥機(jī)、果樹修剪機(jī)、殺蟲燈、自
動駕駛智能仿形噴霧機(jī)和等質(zhì)量均應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
8.8收獲裝備
包括果實(shí)收獲機(jī)和多功能采摘平臺等。
8.9作業(yè)裝備安全運(yùn)行要求
8.9.1自動化開溝施肥機(jī)、挖坑機(jī)、施肥機(jī)、割草機(jī)和果樹修剪機(jī)等所有作業(yè)裝備應(yīng)采取GB10395.1
和GB10395.9規(guī)定的適用安全要求和措施,通過充分的安全風(fēng)險(xiǎn)減少措施達(dá)到可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平。
8.9.2作業(yè)裝備外露運(yùn)動件對操作者易產(chǎn)生傷害的部位應(yīng)設(shè)置安全防護(hù)裝置,人體上下、肢觸及危險(xiǎn)區(qū)
的防護(hù)距離應(yīng)符合GB/T23821的規(guī)定。
8.9.3自動化仿形噴霧機(jī)等植保機(jī)械的防護(hù)應(yīng)符合GB10395.6的規(guī)定。
8.9.4電氣設(shè)備應(yīng)具有過流、過壓、短路和偶然性極性反接保護(hù)功能,安全應(yīng)符合GB19517的要求。
8.9.5自動駕駛系統(tǒng)產(chǎn)生失控時(shí)不應(yīng)阻礙人工操作的使用,如產(chǎn)生意外偏離規(guī)劃路徑,隨車控制裝置
失靈時(shí),應(yīng)能立即停止其相關(guān)動作,使自動駕駛系統(tǒng)重回可控參數(shù)范圍。
8.9.6自動駕駛系統(tǒng)終端自動作業(yè)功能應(yīng)通過指定操作終端進(jìn)行操作,當(dāng)自動功能關(guān)閉時(shí),應(yīng)自動恢
復(fù)到人工控制狀態(tài)或關(guān)閉自動狀態(tài)。
8.9.7自動駕駛系統(tǒng)應(yīng)具有避障功能,避障功能應(yīng)能夠識別作業(yè)路徑上的固定或移動障礙物,及時(shí)做
出避障動作,自動駕駛障礙物識別與避讓系統(tǒng)性能應(yīng)符合T/NJ1270—2022中5.3和5.4的要求。
8.9.8產(chǎn)品使用說明書的編寫應(yīng)符合GB/T9480的規(guī)定,產(chǎn)品使用說明書中應(yīng)規(guī)定安全規(guī)程和安全注
意事項(xiàng),安全標(biāo)志在機(jī)器上的粘貼位置應(yīng)在產(chǎn)品使
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