DB4201T 604-2019 智慧農(nóng)業(yè) 種養(yǎng)殖自動控制設(shè)備通用技術(shù)要求

ICS65.020.01B07

DB4201武 漢 市 地 方 標(biāo) 準(zhǔn)DB4201/T604—2019智慧農(nóng)業(yè) 種養(yǎng)殖自動控制設(shè)備通用技術(shù)要求2019-12-15發(fā)布 2020-01-15實(shí)施武漢市市場監(jiān)督管理局 發(fā)布DB4201/T604—2019前 言GB/T1.1-20091本標(biāo)準(zhǔn)由武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：王琢、高星星、肖進(jìn)、王銳、張俊峰、陳鴻、羅友誼、萬勇、張?zhí)凭?、張尉、羅欣、郭振寧。本標(biāo)準(zhǔn)首次發(fā)布。IDB4201/T604—2019智慧農(nóng)業(yè)種養(yǎng)殖自動控制設(shè)備通用技術(shù)要求范圍下列文件對于本文件的應(yīng)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(fā)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(shè)計(jì)和使用GB4793.1測量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求第1部分：通用要求GB/T5465.2電氣設(shè)備用圖形符號第2部分：圖形符號GB7947人機(jī)界面標(biāo)志標(biāo)識的基本和安全規(guī)則導(dǎo)線顏色或字母數(shù)字標(biāo)識GB/T16261印制板總規(guī)范GB18209.2機(jī)械電氣安全指示、標(biāo)志和操作第2部分：標(biāo)識要求GB/T20271信息安全技術(shù)信息系統(tǒng)通用安全技術(shù)要求GB/T36470信息安全技術(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)現(xiàn)場測控設(shè)備通用安全功能要求GA/T1127安全防范視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)通用技術(shù)要求NY/T3213植保無人飛機(jī)質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規(guī)范下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1智慧農(nóng)業(yè)利用信息技術(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行定時(shí)定量管理，根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品的生長情況合理分配資源，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細(xì)化、高效化、綠色化。3.2農(nóng)業(yè)自動化系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、電力電子技術(shù)集成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的智能設(shè)施裝備，實(shí)現(xiàn)智能、自動控制的系統(tǒng)。3.31DB4201/T604—2019傳感檢測設(shè)備用于采集農(nóng)業(yè)環(huán)境信息，并將物理信息、化學(xué)信息轉(zhuǎn)換為電信號的設(shè)備。3.4本地控制設(shè)備安裝在設(shè)施裝備現(xiàn)場，能對傳感檢測設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和對執(zhí)行設(shè)備進(jìn)行控制的具有人機(jī)交互的設(shè)備。3.5中央控制設(shè)備安裝在中央控制室，能對接入的本地控制設(shè)備進(jìn)行集中管理的具有人機(jī)交互的設(shè)備。3.6移動控制設(shè)備能夠在移動狀態(tài)下進(jìn)行監(jiān)控的設(shè)備。3.7視頻監(jiān)控設(shè)備能夠輸出視頻信號，用于監(jiān)控設(shè)施裝備運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備。3.8協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備能夠使通信網(wǎng)上采用不同高層協(xié)議的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互相通訊的設(shè)備。3.9衛(wèi)星定位設(shè)備能夠通過衛(wèi)星進(jìn)行準(zhǔn)確定位的設(shè)備。3.10時(shí)間觸發(fā)自動控制系統(tǒng)設(shè)備在設(shè)置的時(shí)間范圍內(nèi)可以自動運(yùn)行的系統(tǒng)。3.11狀態(tài)觸發(fā)自動控制系統(tǒng)設(shè)備在設(shè)置的狀態(tài)參數(shù)下可以自動調(diào)節(jié)運(yùn)行方式的系統(tǒng)。縮略語下列縮略語適用于本文件。BDS：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDouNavigationSatelliteSystem）DTU：數(shù)據(jù)傳輸單元（DataTransferUnit）EC：電導(dǎo)率（ElectricalConductance）GPRS：通用分組無線服務(wù)（GeneralPacketRadioService）2DB4201/T604—2019GPS：全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）HMI：人機(jī)接口（HumanMachineInterface）LTE：長期演進(jìn)（LongTermEvolution）NB-IoT：窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NarrowBandInternetofThings）PoE：以太網(wǎng)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(shù)字傳感器應(yīng)具有地址設(shè)定的功能；——內(nèi)置電池供電的傳感器應(yīng)具有電池剩余電量發(fā)布的功能。——應(yīng)具有連接傳感檢測設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備的功能；——應(yīng)具有時(shí)間觸發(fā)控制的功能；——應(yīng)具有傳感檢測設(shè)備狀態(tài)觸發(fā)控制的功能；——應(yīng)具有傳感檢測設(shè)備接入識別、故障識別的功能；——宜具有接入中央控制設(shè)備的功能；——宜具有接入互聯(lián)網(wǎng)的功能；——宜具有本地?cái)?shù)據(jù)存儲的功能。——應(yīng)具有本地控制設(shè)備接入識別、工作狀態(tài)顯示、掉線告警的功能；——應(yīng)具有傳感檢測設(shè)備接入識別、故障識別的功能；——應(yīng)具有同步本地控制設(shè)備時(shí)間的功能；——應(yīng)具有多通道同步控制和單通道獨(dú)立控制的功能；——應(yīng)具有時(shí)間觸發(fā)控制的功能；——應(yīng)具有傳感檢測設(shè)備狀態(tài)觸發(fā)控制的功能；——宜具有接入互聯(lián)網(wǎng)的功能?！獞?yīng)具有向用戶推送消息的功能；——應(yīng)具有多通道同步控制和單通道獨(dú)立控制的功能；——應(yīng)具有時(shí)間觸發(fā)控制的功能；——宜具有傳感檢測設(shè)備狀態(tài)觸發(fā)控制的功能；——可具有場景設(shè)定的功能，并且名字可以由用戶編輯。3DB4201/T604—2019——應(yīng)具有接入互聯(lián)網(wǎng)的功能；——應(yīng)具有RS-232、RS-485、RS-422、現(xiàn)場總線、無線射頻信號中的任意一種接口；——應(yīng)具有設(shè)備管理的功能；——可具有PoE供電的功能?！獓鴥?nèi)生產(chǎn)的設(shè)備應(yīng)支持BDS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；——國外生產(chǎn)的設(shè)備應(yīng)支持BDS、GPS、GLONASS、Galileo衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的任意一種；——可設(shè)置基準(zhǔn)站，采用差分定位方式。視頻監(jiān)控設(shè)備需要符合GA/T1127的規(guī)定。無人植保飛機(jī)需要符合NY/T3213的規(guī)定。農(nóng)業(yè)自動化設(shè)備和系統(tǒng)需要滿足以下設(shè)計(jì)要求：GB/T5465.2GB/T4588.3和GB/T16261——導(dǎo)線的顏色應(yīng)符合GB7947的規(guī)定；——存在機(jī)械和電氣危險(xiǎn)的區(qū)域應(yīng)設(shè)置標(biāo)志，標(biāo)志應(yīng)符合GB18209.2的規(guī)定；GB4343.1GB4343.2——應(yīng)具有手動強(qiáng)制停止運(yùn)行的功能；——設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號，并能夠復(fù)位和記錄異常事件；——自動控制設(shè)備配套軟件應(yīng)可以進(jìn)行升級；——宜具有記錄、導(dǎo)出傳感器歷史數(shù)據(jù)和用戶操作事件數(shù)據(jù)的功能，本地保存時(shí)間大于30天。——應(yīng)包括室外空氣溫濕度、室外光照強(qiáng)度、室外風(fēng)速風(fēng)向、降雨強(qiáng)度、室內(nèi)空氣溫濕度、室內(nèi)光照強(qiáng)度；——宜包括室內(nèi)土壤溫濕度、EC、pH；——可包括室內(nèi)CO2濃度。4DB4201/T604—2019——應(yīng)包括遮陽保溫設(shè)備、濕簾風(fēng)機(jī)降溫設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、補(bǔ)光設(shè)備；——宜包括加熱設(shè)備、噴霧增濕設(shè)備、灌溉設(shè)備、施肥設(shè)備、施藥設(shè)備；——可包括CO2發(fā)生設(shè)備。測量范圍與精度應(yīng)符合表1的要求，其中，溫室的風(fēng)速、風(fēng)向測量周期應(yīng)小于或等于5s，其余參數(shù)測量周期小于或等于10min。表1溫室自動控制系統(tǒng)測量內(nèi)容及要求測量內(nèi)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(qiáng)度10Lux～200000Lux±7%風(fēng)速0m/s～32.6m/s±0.6m/s風(fēng)向0°～360°±5°降雨強(qiáng)度0mm/min～4mm/min±5%CO2濃度0ppm～2000ppm±(40ppm+3%F.S.)溫室自動控制系統(tǒng)需要滿足以下控制要求：CO2——遮陽保溫設(shè)備、濕簾風(fēng)機(jī)降溫設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、補(bǔ)光設(shè)備應(yīng)具有手動控制和時(shí)間觸發(fā)自動控制的功能；——空氣溫度、空氣濕度宜實(shí)現(xiàn)狀態(tài)觸發(fā)自動控制；——溫室的天窗、側(cè)窗、屋頂側(cè)墻遮陽保溫設(shè)備應(yīng)能夠控制開合程度。表2 溫控對及行設(shè)備控制對象執(zhí)行設(shè)備空氣溫度遮陽保溫設(shè)備、濕簾風(fēng)機(jī)降溫設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、加熱設(shè)備空氣濕度噴霧增濕設(shè)備、濕簾風(fēng)機(jī)降溫設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備光照強(qiáng)度遮陽保溫設(shè)備、補(bǔ)光設(shè)備CO2濃度CO2發(fā)生設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備土壤環(huán)境灌溉設(shè)備、施肥設(shè)備5DB4201/T604—2019——應(yīng)包括苗床內(nèi)空氣溫度；——宜包括床內(nèi)空氣濕度、穴盤基質(zhì)濕度?！獞?yīng)包括加熱設(shè)備、電動保溫膜；——宜包括灌溉設(shè)備、噴霧增濕設(shè)備。測量范圍與精度應(yīng)符合表3的要求，床內(nèi)空氣溫度測量周期應(yīng)小于或等于1s，床內(nèi)空氣濕度、床內(nèi)光照強(qiáng)度應(yīng)小于或等于1min。表3 智苗自控統(tǒng)測內(nèi)及測量內(nèi)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(zhì)濕度0%RH～100%RH±5%RH智能苗床自動控制系統(tǒng)需要滿足以下控制要求：——加熱設(shè)備應(yīng)具有狀態(tài)觸發(fā)自動控制的功能，溫度控制的上限應(yīng)大于或等于30℃，控制精度應(yīng)小于或等于1℃；——電動保溫膜應(yīng)具有手動控制和時(shí)間觸發(fā)自動控制的功能，可以設(shè)置收攏保溫膜的時(shí)刻及收攏狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間；——用戶可以控制保溫膜的開合程度。CO2EC——噴霧增濕設(shè)備；——補(bǔ)光設(shè)備；——CO2發(fā)生設(shè)備；——營養(yǎng)液加熱冷凝設(shè)備；——供液電磁閥；——營養(yǎng)液增氧設(shè)備。6DB4201/T604—2019測量范圍與精度應(yīng)符合表4的要求，測量周期應(yīng)小于或等于1s。表4 植工自控統(tǒng)測內(nèi)及測量內(nèi)容測量范圍要求測量精度要求空氣溫度內(nèi)部：10℃～40℃外部：-10℃～50℃±0.5℃空氣濕度0%RH～100%RH±5%RH光照強(qiáng)度10Lux～200000Lux±7%CO2濃度0ppm～2000ppm±(40ppm+3%F.S.)營養(yǎng)液溫度10℃～40℃±0.5℃營養(yǎng)液EC0ms/cm～10ms/cm±3%營養(yǎng)液pH0pH～14pH±0.1pH營養(yǎng)液溶解氧含量0mg/L～20mg/L±3%植物工廠自動控制系統(tǒng)需要滿足以下控制要求：CO2CO2——補(bǔ)光設(shè)備宜具有控制光照配方的功能；——營養(yǎng)液管理系統(tǒng)宜具有控制營養(yǎng)液配方的功能，宜具有營養(yǎng)液回收循環(huán)利用的功能。表5 植工控對其執(zhí)設(shè)備控制對象執(zhí)行設(shè)備空氣溫度空調(diào)、風(fēng)機(jī)空氣濕度空調(diào)、風(fēng)機(jī)、噴霧增濕設(shè)備控制對象執(zhí)行設(shè)備光照補(bǔ)光設(shè)備CO2濃度CO2發(fā)生設(shè)備、風(fēng)機(jī)營養(yǎng)液溫度與組分加熱冷凝設(shè)備、供液電磁閥、增氧設(shè)備——應(yīng)包括光照強(qiáng)度、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨強(qiáng)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?yīng)包括日照時(shí)數(shù)、月降雨量、年降雨量、月平均溫度、風(fēng)速風(fēng)向信息。7DB4201/T604—2019——應(yīng)包括灌溉設(shè)備、施肥設(shè)備；——可包括施藥設(shè)備。102min，10min表6 露種自控統(tǒng)測內(nèi)及測量內(nèi)容測量范圍要求測量精度要求光照強(qiáng)度10Lux～200000Lux±7%風(fēng)速0m/s～32.6m/s±0.6m/s風(fēng)向0°～360°±5°降雨強(qiáng)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(tǒng)需要滿足以下控制要求：——露地種植自動控制系統(tǒng)灌溉、施肥設(shè)備應(yīng)具有用戶手動控制、時(shí)間觸發(fā)自動控制的功能，可具有狀態(tài)觸發(fā)自動控制的功能；——應(yīng)能夠?qū)Ω鱾€(gè)區(qū)域的灌溉設(shè)備、施肥設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立控制；——應(yīng)能夠獲取當(dāng)?shù)貧庀笮畔?，灌溉設(shè)備、施肥設(shè)備的自動控制策略應(yīng)考慮氣象信息。EC、pH測量范圍與精度應(yīng)符合表7的要求。表7 水一化動系統(tǒng)量容要求測試內(nèi)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(tǒng)需要滿足以下控制要求：——水肥一體化自動控制系統(tǒng)應(yīng)具有用戶手動控制、時(shí)間觸發(fā)自動控制的功能，宜具有狀態(tài)觸發(fā)自動控制的功能；——在時(shí)間觸發(fā)自動控制模式下，用戶設(shè)置灌溉時(shí)間、灌溉水量、施肥種類和施肥量等參數(shù)，系統(tǒng)按照設(shè)定的參數(shù)自動灌溉；——在狀態(tài)觸發(fā)自動控制模式下，系統(tǒng)可以根據(jù)土壤墑情、光照強(qiáng)度與輻射自動灌溉；——用戶應(yīng)能夠設(shè)置每次灌溉的水肥配比、灌溉時(shí)長、灌溉通道；——應(yīng)包括溶解氧含量、pH、溫度；——可包括總氨氮、鹽度、濁度、水位?！獞?yīng)包括投餌設(shè)備、增氧設(shè)備；——宜包括循環(huán)水設(shè)備。測量范圍與精度應(yīng)符合表8的要求，其中，溶解氧含量的測量周期應(yīng)小于或等于3min，其余參數(shù)測量周期小于或等于10min。表8 水養(yǎng)自控統(tǒng)測內(nèi)及測量內(nèi)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(chǎn)養(yǎng)殖自動控制系統(tǒng)需要滿足以下控制要求：——投餌設(shè)備應(yīng)具有用戶手動控制、時(shí)間觸發(fā)自動控制；——增氧設(shè)備應(yīng)具有用戶手動控制、時(shí)間觸發(fā)自動控制，宜具有狀態(tài)觸發(fā)自動控制的功能。9DB4201/T604—2019CO2測量范圍與精度應(yīng)符合表9的要求，各參數(shù)測量周期小于或等于10min。表9畜禽養(yǎng)殖自動控制系統(tǒng)測量內(nèi)容及精度測量內(nèi)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(qiáng)度10Lux～200000Lux±7%畜禽養(yǎng)殖自動控制系統(tǒng)需要滿足以下控制要求：——通風(fēng)、降溫設(shè)備應(yīng)具有用戶手動控制、時(shí)間觸發(fā)自動控制、狀態(tài)觸發(fā)自動控制的功能；——補(bǔ)光設(shè)備應(yīng)具有用戶手動控制、時(shí)間觸發(fā)自動控制。DTU接入互——傳感檢測設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備接入本地控制設(shè)備，也可以直接接入中央控制設(shè)備；——集散控制系統(tǒng)中，本地控制設(shè)備通過RS-485、RS-422、以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、ZigBee、LoRa通信接入中央控制設(shè)備，中央控制設(shè)備通過以太網(wǎng)、Wi-Fi接入路由器；——具有RS-232、RS-485、RS-422、現(xiàn)場總線、無線射頻信號接口的本地控制設(shè)備通過協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備接入路由器；——具有以太網(wǎng)、Wi-Fi接口的本地控制設(shè)備直接接入路由器。10DB4201/T604—2019智慧農(nóng)業(yè)云平臺智慧農(nóng)業(yè)云平臺Internet數(shù)據(jù)庫集中管理中心移動控制設(shè)備遠(yuǎn)程控制設(shè)備以太網(wǎng)、Wi-Fi以太網(wǎng)、Wi-Fi路由器以太網(wǎng)、