1、建设背景
2019年各省人民政府印发《关于创建“一县一业”示范县加快打造“绿色食品牌”的指导意见》，我县在县委县政府的下，确立了以草果为特色种植品种，建成了具有我县特色的绿色农业产业带；经过多年的建设，草果产业成为我县区域特色鲜明、比较优势突出、产业规模较大、产业链条完整、经济效益明显、市场竞争力强的主导产业；
草果生长环境独特，以温暖潮湿为主，且具有隐蔽性;在此生长环境下，草果生长地表就会经常存在一些枯枝残叶，为真菌与虫害大量繁殖，创造了良好的生长空间。在我县境内，草果种植面积在不断扩大的同时，病虫害威胁也呈现逐年上升的趋势，其病害主要包含叶斑病、疫病、立枯病及根腐病等，虫害以草果木毒蛾、舞毒蛾等鳞翅目害虫为主。为保证草果种植产量与质量，实现绿色健康发展，如何有效监测、防治病虫害，是草果种植面临的首要的问题。因此，我们必须建立科学、**的，草果病情监测、虫害监测、环境因素监测、苗情监测（四情监测）体系，全面分析草果病虫害类型，并制定行之有效的应对策略，从而构建的病虫害防治体系，为我县草果种植业保驾护航。
2、建设原则
我国《农作物病虫害防治条例》已经在2020年3月17日第86次常务会议通过， 自2020年5月1日起施行。其中条例：
第五条 县级以上人民政府应当加强对农作物病虫害防治工作的组织，将防治工作经费纳入本级政府预算。
第九条 国家鼓励和支持开展农作物病虫害防治科技创新、成果转化和依法推广应用， 普及应用信息技术、生物技术，推进农作物病虫害防治的智能化、**化、绿色化。
我们本项目所要建立的“农作物四情监测系统”，立足服务于草果业，同时兼顾其他作物病虫害监测；另外，由于我县位于边境，境外如蝗虫、草地贪夜蛾等高空迁飞性害虫已经侵入我国境内；由于此类害虫，飞行能力和生殖能力强，虫害蔓延较快，也应列入监测防范**；
据我们近期考察，现阶段我国农作物病虫害防治与预警系统信息的采集，主要以自动化采集为主；我们根据我县实际需要，同时参考其他地方“农作物四情监测系统”建设成功经验，确定采用以下设计原则进行系统设计：
**性：系统将采用国内**、成熟、实用的技术标准，既保证系统实现的功能，又满足未来若干年应用发展的需要。
性：提供全面符合国家和有关信息政策法规、核心技术自主的整体解决方案。
可靠性：本系统的设计将在尽可能减少投资的情况下，从系统结构、网络结构、技术措施、设备选型等方面综合考虑，以确保系统稳定可用，实现7×24小时的不间断服务。
开放性：系统设计采用的各项软、硬件设备均应符合国内通用标准，符合开放性原则，要与技术发展的潮流吻合，保证系统的开放性和技术延伸性。
**性：采用新技术和稳定的产品，将整个系统的信息流量维持在一个均衡**的指标内。
可维护性：系统的管理、维护和维修应具有简易性和可操作性。
可延展性：方案的设计要有技术的延续性、灵活的扩展性和广泛的适应性及良好的用户界面，注意分步实施的可操作性，保证前期投资的有效和后期投入的衔接，*大限度的保证其兼容性和经济性。
3、建设目标
农作物四情监测系统的主要监测设备安装于四情观测基地内。监测设备的安装采用集中建设方式，注重实用和有效。智能虫情测报系统、智能农业病害监测系统、农林小气候信息采集系统、远程实时监测系统、太阳能光伏供电系统等互相不干扰的设备采用围栏式集中安装,安装面积：不小于60平方米；高空迁飞性害虫测报系统单独采用围栏式安装，安装点应距病虫观测基地不少于500米,安装面积：不小于30平方米；所有设备安装应按统一的标准进行设置，确保安装整齐一致。
同时将采集数据实时传输至农业物联网信息管理平台，实现对农作物虫情、病情、墒情、苗情等相关参数的实时采集、为农作物生产提供技术服务和救灾指导，为各级进行生产决策提供数据支持。农作物四情监测系统达到以下目标：
1）农作物病虫害生物防控、物理防控代替农药防控，减少农药使用。
2）农作物病虫害测控实现自动化，网络化、可视化，集预测、预警、防控一体化，降低植保费用。
3）提高农作物质量，保证生产，带动农民增收。
4）农作物四情监测系统将大大降低测报的人工劳动强度，测报结果具备较强的时效性，准确性。
4 建设内容
农作物四情监测系统建设内容主要包括四情观测基地硬件设施建设和农业物联网信息管理平台建设。
四情观测基地的硬件设施建设通过智能虫情测报系统、智能农业病害监测系统、农林小气候信息采集系统、远程实时监测系统、太阳能光伏供电系统、高空迁飞性害虫测报系统等相关设备实现对每个监测点的病虫状况、空气温度、空气湿度、土壤温度、光照强度等各种作物生长过程中重要的参数进行实时监测。测量结果可以在监测站的的大屏电视机和LED屏上实时展示，同时可以将数据传入分析系统平台上，配合**的分析处理功能，可以对作物生长环境信息的处理分析，提供更多更好的科学指导。
农业物联网信息管理平台建设实现了基地农作物信息化管理。通过网络可以远程实时管理在基地的智能化监测设备，为生产决策提供即时有效的信息和管理工具。
5 四情观测基地硬件设施建设
5.1 智能虫情测报系统
智能虫情测报系统依托AI技术和海量的病虫害图库，以计算机视觉、图像识别以及深度学习等人工智能技术实现作物产量预测及病虫害防治。
智能虫情测报系统：自动虫情测报灯，主要由害虫诱捕装置、害虫收集装置、害虫灭杀装置、害虫散虫装置、高清摄像机与光源、控制器、显示器、电源与防雷系统、网络传输模块组成。测报灯会对设定时间段内收集的害虫进行分段存放、拍照和计数，内置2000W高清工业摄像头，通过系统设置或网络远程设置后自动拍照将现场拍摄的图片无线发送至监测平台，平台整理并计算每天的数据，形成数据库，*终实现自动识别害虫的种类及数量。根据采集的图片与数据，**分析人员及农业**可对当地的病虫害发生趋势做出预测和诊断。
5.2 智能农业病害监测系统
智能农业病害监测系统：智能孢子捕捉仪，主要由孢子捕捉装置、孢子承载装置、图像采集装置、网络传输模块、电源与防雷系统组成。该设备利用现代光电数控技术，实现远程自动捕捉各种花粉和孢子信息，自动更换载玻片，自动拍照，图片数据自动上传，自动运行等功能。可根据需要，实时对环境气象和孢子病害情况上传到指定网络平台，**分析人员可在平台对每个时间段内收集到的孢子进行手工分类与计数，形成孢子测报数据库，供**远程对病害的发生与发展进行分析和预测，为现代农业提供服务，满足病情预测预报及标本采集的需要，及时防治病害发生。
5.3农林小气候信息采集系统
农林小气候信息采集系统：气象墒情综合采集站，由数据采集终端和各种环境传感器组成，仪器可将采集的传感器数值通过GPRS/WIFI网络传输至远端服务器或存储至采集终端待客户下载，也可根据客户需要将采集值实时显示至现场LED屏。
现场监测到的数据通过GPRS/3G/4G网络发送到中心云平台，用户可登陆网页查看详细的气象信息，通过摄像机远程观察植物的生长状况。数据稳定可靠，可及时反应环境中的各项参数状况，也可以定时将采集到底而各种数据通过无线网络发送到管理人员的手机上，方便指导农业生产并有效形成气象灾害预警以便相关部门及时采取差措施，降低灾害损失，特别适合无人长期观测农作物生长环境与现场状况的场合。
5.4 远程实时监测系统
远程实时监测系统：由摄像、传输、控制、显示、存储五大部分组成。根据项目要求，在指定区域安装360°远红外摄像机，用户通过视频系统可清晰直观的实时查看病虫害情况，并对突发性异常事件的过程进行及时监视和记忆，用以提供及时**的指挥和调度。
5.5太阳能光伏电站
太阳能供电系统由太阳能光伏电站采用**太阳能电池板、大容量锂电池组组成；白天，太阳能电池板在太阳光照射下产生光伏电流，在控制器的控制下为锂电池充电，同时为用电设备提供电源。若阳光资源不好，则锂电池在控制器的控制下，将储存的电量放出，为用电设备提供电源。当太阳光照条件满足充电要求时，控制器控制太阳电池组件开始新一轮的充电。当遇到阴雨天或夜晚不能为蓄电池充电时，锂电池平时储存的电量可供系统继续工作，依然可稳定提供电源。当遇到长期连续阴雨天，太阳能发电量不足，锂电池电压持续下降，到了设定值，系统关闭负载输出功能，保护锂电池。当锂电池电压升到设定值，系统自动恢复供电。
5.6太阳能高空迁飞性害虫监控系统
太阳能高空迁飞性害虫监控系统由太阳能光伏小型电站、害虫诱捕装置、害虫收集装置、害虫灭杀装置、控制器、显示器、防雷系统、网络传输模块组成。
太阳能高空迁飞性害虫监控系统：太阳能LED高空测报灯，利用光、电、数控技术，实现虫体远红外自动处理、整灯自动运行、虫体存放等功能；在无人监管的情况下，能自动完成诱虫、杀虫、虫体存放、排水等系统作业。同时，系统采用了**的LED多波段诱虫光源，具有能耗低、适用于多靶标害虫的特点；另外，系统配置的太阳能光伏电站采用**太阳能电池板、大容量锂电池组，解决了交流电型高空测报灯，能耗高，接电不容易的缺陷。
6.农业物联网信息管理平台建设
四情监测管理包含实时数据监测、监测数据传输等功能，通过这个模块的功能可以将病虫情、墒情、苗情、灾情的数据采集、数据传输分类、分时管理和维护，并使得系统能对不同类型的数据模块化维护，可独立运行，也可以综合管理，使得四情监测的建设可以按照不同模块分开建设，也可以统一建设实现方案选配。
1.病、虫害监测模块
收集的害、虫分别进行分段存放和拍照与计数，并将数据发送至监测平台，平台整理分析每天的数据，形成数据库，以供林业**远程诊断。通过系统设置或远程设置后自动拍照将现场拍摄的图片无线发送至监测平台，平台整理并计算每天的数据，形成数据库，以供林业**远程诊断。根据图片与数据,**分析人员可对每个时间段内收集的害虫进行分类与计数。具有现场或远程编程功能，设备的各种功能可通过网络远程设置、修改和读取，还可根据需要远程拍摄自己需要的照片并上传到服务器。
主要功能：智能采集、智能传输、智能统计、人工统计。
2.墒情监测模块
墒情监测模块主要负责采集农林种植生产环境信息，包括：土壤水分/盐分、土壤温湿度、空气温/湿度、降雨量、风速/风向等诸多环境信息，上传至服务器并控制相关设备。墒情信息可以实时直观展现在行政区划地图上，方便管理人员通过列表、图表的方式查看详细墒情信息，也可以定时将采集到的各种数据通过无线网络发送到监测平台或者管理人员的手机上，方便指导农业生产并有效形成气象灾害预警,以便相关部门及时采取措施，降低灾害损失。
主要功能：智能采集、智能传输、智能统计。
3.苗情监测模块
苗情监测模块通过苗情监测设备，实时采集现场作物生长情况，通过高清视频了解作物的生长态势来判断作物的整体发育与生长是否良好，并且提供定时拍照功能，将每个特定时期的作物长势图片拍照并上传至数据中心，以备后期的作物长势分析提供依据。
主要功能：实时视频、定时拍照、分时拍照、数据上传、区域图片展示等。
4.地图展示
在地图中选择需要查看的某一个站点，点击可查看具本站点内的监测数据，通过GIS地图的方式，直观展示区域内的各类设备工作状态及检测数据情况，起到直观的统计及展示效果。
5.在线监测功能
系统能够将空气温湿度、土壤传感器、二氧化碳浓度、光照采集设备传输而来的实时环境监测数据在系统中进行可视化显示。
6.设备在线管理查询功能
查看设备的定时模式、光控、雨控、温控、落虫、加热、仓门开启、信号强度等工作状态信息，能够准确的了解设备的实时的工作情况，可对设备出现的故障进行研判、分析、和预警。设备有光控和时控两种模式供用户选择。可以自行设定工作时长、落虫时间、加热时长、加热温度、加热仓高低温保护阈值、图片上传时间间隔和图片分辨率选择。
7.查询分析功能
该模块提供空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度、光照等环境监测数据的历史数据查询功能，提供温室环境预警事件信息的查询功能。同时可以将温室内空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度等环境监测数据以及环境预警事件信息以图表形式或曲线图形式形成统计报表，供管理人员做出适当的作物生长管理、分析与决策。
实时曲线：实时趋势曲线可将系统采集到的温室内的数据以实时曲线的方式显示出来，便于观察系统某时间段内整体检测状态。
历史曲线：可显示出温室内各测量参数的日、月、季、年参数变化曲线，根据该曲线可合理的设置系统参数值。可分析各参数变化对作物生长产生的影响；可将温室内数据测量结果存储为报表形式，对各参数进行分析和浏览，供其他研究之用。
8.手机APP应用
通过手机终端APP可以随时随地查看监测区域的四情情况。及时掌握作物的生长情况，病害情况，环境气象信息，设备的运行状态，工人生产状况进行实时监控，远程控制相关设备，有了这个“千里眼”，管理人员就能真正做到“运筹帷幄，决胜千里”。
7、建设预算
一、四情观测基地布局
1、在项目点内，如监测区域连片监控面积在2000亩以内，可建设一个四情观测基地即可，如面积过大可考虑增设多台监控远程实时监测系统设备，也可根据需要增设其他设备；高空迁飞性害虫测报系统应距四情观测基地500米以外；基地土建包括平整地面、硬化地面、线管铺设、设备安装和调试、围栏架设、项目公示栏、设备标志牌等内容；
二、四情观测基地选址：
1、由于系统信号传输依靠网络，因此基站所在处必须有4G信号；
2、四情观测基地交通应方便，便于人员看护、维护，基地应有不低于60平方米的占地面积，高空迁飞性害虫测报系统不小于30平方米；基地点应避免洪水、山体滑坡等灾害的影响；
