一、系统简介
随着现代园艺生产、观光园艺、休闲园艺等园艺企业的快速发展，对花卉、园艺类技术人才的需求将越来越大。而相对专业技术人才的培育却远远落后其产业发展，人才缺口较大，特别是能干脆上岗的高级技能型人才严峻短缺，制约了区域内花卉、园艺产业的进一步快速发展。花卉、园艺学领域近年迎来技术革新，传统种植方式正被智能化手段改造。通过构建物理花卉、园艺环境的虚拟镜像，实现全生命周期的精准监控与智能决策，这项技术正推动园艺产业向数字化、智能化方向快速发展。
数字孪生(Digital Twin)是指通过数字化手段，在虚拟空间中创建物理实体、系统或流程的精确复制，实现现实世界与数字世界的实时交互与同步。这一概念最早由Michael Grieves教授在2002年提出，最初应用于制造业的产品生命周期管理，后逐渐扩展到花卉、园艺等领域。
花卉、园艺领域，数字孪生系统通过多维数据融合和虚实交互技术，将植物生长环境、生理状态和栽培过程全面数字化。智慧花卉园艺数字孪生系统能够实时反映园艺作物的生长状况，预测生长趋势，并优化管理决策，实现从"经验种植"到"数据驱动"的转变。数字孪生技术的核心价值在于其实时性、预测性和交互性。与传统农业信息系统相比，数字孪生不仅采集和展示数据，更能通过虚拟仿真提前预判问题，形成优化方案反馈到物理世界。
智慧花卉园艺数字孪生系统是基于物联网（IoT）、人工智能（AI）、传感器技术及自动化设备的智能化园艺管理平台，专注于家庭花园、公共绿化、商业温室等场景的植物养护与环境调控。其核心目标是通过实时监测、数据分析和精准控制，实现植物生长的最优化管理，提升观赏性、节约资源（水、肥、能源），并降低人工维护成本。
二、系统组成
(1)数据采集层
环境传感器（温湿度、光照、CO₂等）、植物生长监测设备、土壤监测传感器、图像采集设备等；
(2)数据传输层
物联网通信网络、边缘计算节点、云平台接入；
(3)数字孪生模型
3D环境建模、园艺大田、园艺大棚、植物生长模拟、环境动态仿真、预测分析模型；
(4)应用服务层
远程监控系统、智能决策支持、自动化控制、可视化展示。
三、系统优势
智慧花卉园艺数字孪生系统优势：
(1) 精准种植管理：通过数字孪生模型优化光照、温度等参数，基于生长仿真动态调整温室环境，缩短培育周期并提升开花率等；数字孪生技术能够对花卉、园艺种植过程中的各种情况进行精准预测。无论是天气变化对花卉、园艺植物生长的影响，还是病虫害的发生趋势，都可以提前得知。这使得种植者有足够的时间采取措施进行干预，避免损失的发生。例如，在暴雨来临前，可以提前做好园艺大田等的排水工作，防止花卉、园艺植株受涝；在病虫害爆发初期，及时进行防治，将病虫害控制在萌芽状态。
(2) 优化资源，成本控制：通过精准管理降低水肥浪费；通过对数字孪生模型的分析，可以更加合理地配置资源。精准的施肥、灌溉建议可以避免资源的浪费，提高肥料和水资源的利用效率。同时，根据模型的预测，合理安排劳动力，在农忙时节提前做好人员调配，确保各项农事操作能够及时、高效地完成，降低人力成本。
(3) 提高品质：由于能够精准控制园艺生长的环境条件和管理措施，数字孪生技术有助于提高花卉、园艺的品质。植物、花朵、植物造型等大小均匀，植物生长状态更好，更稳定。高品质的花卉、园艺作品在市场上更具竞争力，能够 。
(4) 决策支持：基于数据驱动的模型辅助管理者制定科学策略。土壤决策管理、灌溉决策管理、病虫害防治决策、修建决策等。
(5) 知识传承与经验积累：数字孪生模型记录了花卉、园艺植物种植的全过程数据和经验。对于新入行的种植者来说，这是一个宝贵的学习资源。他们可以通过查看模型的历史数据和模拟结果，快速了解各种植物种植的关键要点和最佳实践。同时，对于经验丰富的种植者，数字孪生技术也可以帮助他们总结和完善自己的种植经验，进一步提高种植水平。
四、智能数据采集网关系统
打开“智能数据采集网关系统”，打开数据采集数字孪生通道。
五、功能介绍
（一）主界面
园艺大田、园艺大棚数据查看；
（二）园艺大田
1.移动平移灌溉地块
移动平移灌溉地块：文字/语音两种方式向用户介绍移动平移灌溉地块的基本信息。
移动平移灌溉地块共建设4块，配备4辆喷灌车。支持对控制移动平移灌溉地块多辆喷灌车的重置、流量开度、开启/暂停、时长等进行操作。
2.大型喷灌地块
大型喷灌地块：文字/语音两种方式向用户介绍大型喷灌地块的基本信息。
大型喷灌地块共配备5个喷灌头。支持对大型喷灌地块喷灌头的流量开度、开启/关闭、时长等进行操作。
3.吊挂式喷灌地块
吊挂式喷灌地块：文字/语音两种方式向用户介绍吊挂式喷灌地块的基本信息。
吊挂式喷灌地块共有2块。支持对2个吊挂式喷灌地块的流量开度、开启/关闭、时长等进行操作。
4.微喷灌溉地块
微喷灌溉地块：文字/语音两种方式向用户介绍微喷灌溉地块的基本信息。
支持对微喷灌溉地块微喷组的流量开度、开启/暂停、时长等进行操作。
5.渗灌地块
渗透地块：文字/语音两种方式向用户介绍渗透地块的基本信息。
渗灌地块共有4个渗灌组，支持对4个渗灌组的流量开度、开启/暂停、时长等进行操作。
6.水肥一体机
水肥一体机：文字/语音两种方式向用户介绍水肥一体机的基本信息。
支持对水肥一体机的总流量、瞬时流量、PH值、EC值、开启、灌溉时长等进行操作。
（三）园艺大棚
园艺大棚包含塑料大棚和玻璃大棚。其中塑料大棚搭建8个，玻璃大棚搭建一个。
1.塑料大棚
塑料大棚：文字/语音两种方式向用户介绍塑料大棚的基本信息。
塑料大棚室内
塑料大棚共建设8个，支持控制塑料大棚的通风、补光、喷灌、喷灌开度等操作。
2.玻璃大棚
玻璃大棚：文字/语音两种方式向用户介绍玻璃大棚的基本信息。
玻璃大棚室内
支持控制玻璃大棚通风、补光、遮光、喷灌、喷灌开度、保温、设置温度、查看当前温度等操作。
（四）DCS
DCS控制系统：支持对塑料大棚、玻璃大棚、移动平移灌溉、大型喷灌、吊挂式喷灌、微喷、渗灌、气象站、水源设施的控制与查看等设置。
Ø 渗灌
支持对4组渗灌设备的远程设置。主要设置信息如下图所示，
支持查看设备报警信息。
（五）重置鸟瞰
当视角停留在鸟瞰状态时，可以通过鼠标和键盘的操作移动视角和方位，随后想要回到鸟瞰初始视角时点击“重置鸟瞰”，即回到初始视角。
（六）原理图
远程控制园艺大田、园艺大棚原理图。
水源到喷灌设备的整个路线等。
（七）无人机洒药
Ø 操作提示
根据操作提示，完成无人机洒药作业。
请创建您的飞行任务
请选择无人机
请选择使用的农药
请选择起飞点，
请选择地面控制点，
请规划航线设置航线参数，（鸟瞰模式下设置）
开始任务，参数设置
地面视角查看无人机作业
航测数据，任务完成，可到处该任务结果，可删除该任务结果。
（八）时间切换
24小时切换时间
（九）季节切换
春、夏、秋、冬四季变化。
系统结合天气季节数据自动变化整体场景，实现24小时昼夜交替场景和天气变化，同时包含雨、雪、雾天等不同的天气状况。
（十）鸟瞰/地面漫游
鸟瞰视角：鸟瞰漫游视角。
地面视角：地面漫游视角。
（十一）返回主界面
返回到智慧花卉园艺数字孪生系统主界面。
