精準農業物聯網解決方案 溫室大棚環境無線監控系統

適用領域：農業大棚、花卉植株栽培溫室、菇類菌類培育溫室、家禽/家畜圈養棚舍 … …

*章：項目概述

概述:

     安全防范技術是集現代科學技術之大成的產物，它體現了現代電子技術、現代通信技術、現代控制技術與現代計算機技術的*結合，其特點在于它所采用的多元信息采集、傳輸、監控、記錄、管理以及一體化集成等一系列高新技術。實踐證明，利用這一技術構成的安全防范系統（簡稱安防系統），能為建設環境提供一個安全、便利、舒適的受保護空間。監控系統是安防系統中*的一個重要組成部分，它不僅可以對監控現場進行不間斷實時監視，還可通過各種存儲媒體將監視內容清晰地記錄下來以備隨時查證。

     隨著國民經濟的迅速發展，現代農業得到了長足的進步，溫室工程已成為高效農業的一個重要組成部分。計算機自動控制的智能溫室自問世以來，已成為現代農業發展的重要手段和措施。它的功能在于以的技術和現代化設施，人為控制作物生長的環境條件，使作物生長不受自然氣候的影響，做到常年工廠化，進行高效率，高產值和高效益的生產。

     近年來，農業溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來極大的便利，得到了迅速的推廣和應用。種植環境中的溫度、濕度、光照度、CO2濃度等環境因子對作物的生產有很大的影響。傳統的人工控制方式難以達到科學合理種植的要求，目前國內可以實現上述環境因子自動監控的系統還不多見，而引進國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統價格昂貴，不適合國情。

針對目前農業大棚發展的趨勢，我公司提出了一種大棚遠程監控系統的設計。根據大棚監控的特殊性，需要傳輸大棚現場參數給管理者，并把管理者的命令下發到現場執行設備，同時又要使上級部門可隨時通過互連網或者手機信息了解區域大棚的實時狀況。基于GPRS的農業大棚環境遠程監控系統使這些成為可能。

     該系統利用物聯網技術，可實時遠程獲取溫室大棚內部的空氣溫濕度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、光照強度及視頻圖像，通過模型分析，遠程或自動控制濕簾風機、噴淋滴灌、內外遮陽、頂窗側窗、加溫補光等設備，保證溫室大棚內環境適宜作物生長，為作物高產、優質、高效、生態、安全創造條件。同時，該系統還可以通過手機、PDA、計算機等信息終端向農戶推送實時監測信息、預警信息、農技知識等，實現溫室大棚集約化、網絡化遠程管理，充分發揮物聯網技術在設施農業生產中的作用。本系統適用于各種類型的日光溫室、連棟溫室、智能溫室。

第二章：系統特點及功能

     農業大棚環境遠程監控系統由前端部分來完成對環境監測因子的含量的監測與匯集、轉換、傳輸等工作，監測因子包括溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤濕度、CO2濃度等環境參數，這些監測因子由數據采集終端使用不同的方法進行測量獲得一個非常準確的測量數據，此結果通過數據處理轉換后經由GPRS網絡向在線監測數據平臺傳輸數據，在線監測數據傳輸平臺來實現數據的接收、過濾、存儲、處理、統計分析并提供實時數據查詢等任務，當溫濕度超過設定值的時候，自動開啟或者關閉設備。整個系統可達到:安全、可靠、準確、實時、全面、快速、高效的將真實的水產養殖環境信息展現在管理人員的面前。

2.1系統特點:

性：所采用的傳感器、通信技術和軟件平臺在國內均屬水平。

可靠性：系統的軟硬件經過大量實際應用和嚴格測試，具有良好的可靠性。

易用性：硬件設備安裝維護方便，軟件平臺界面友好，操作方便，易學易用。

擴展性：軟硬件采用模塊化設計，可擴充結構及標準化模塊結構，便于系統適應不同規范和功能要求的監控系統。

◆ 農業大棚基地基本位于偏遠地區，因此采用覆蓋廣泛的GPRS網絡高信號捕捉，必要是采用高增益天線，可確保網絡的正常運行。

◆ 可擴充性，支持主站設備、采集終端、傳感器等規模數量的平滑增加，無需修改應用程序。
◆ 易維護性，系統可對遠程數據采集終端執行相應的遠程操作命令，包括遠程參數設置，遠程控制、遠程數據抄收、遠程終端復位、遠程終端軟件升級等。

◆ 操作簡易性：系統軟件功能完善，模塊化、圖形化設計，全過程全中文幫助，操作簡單方便。
◆ 性價比高，該系統專為大棚遠程環境監控量身定制，充分考慮到農業大棚環境各個環節的業務需求，性價比很高。

2.2系統功能:

l    無線采集：運用當今流行的物聯網技術，實現了溫度傳感設備的無線采集，通過遠程電腦獲取數據，并通過監控軟件進行分析、預警、自動打印。

l    組網傳輸：信號采用組網無線傳輸技術，克服距離障礙、信號無衰減，無串擾，抗干擾強。

l 遠程訪問：*B/S架構，純.NET開發技術，遠程查看、操作控制，只需錄入即可輕松實現。

l    實時監控：采用自動化無線監控功能，每天24小時實時監控，避免了人工監控可能出現的監控不及時、不準確，設備長時間非正常運轉等問題。

l    報警功能：超過預設值系統自動報警，報警方式主要有聲音報警、手機短信報警、聲光報警等。各監控點報警方式配置靈活，同一監測點可以分時段、分人員報警，便于交接班管理。

l    測溫準確、安裝簡單：測溫范圍在-50℃ ～ 100℃內可任設，測量精度達±0.1℃，測量溫度準確度±0.2℃。數據無線上傳，無需單獨穿墻布線，安裝方便簡單。

l    自動開關控制：遠程自動控制系統開關，遠程調試設備狀態及參數。實現水泵、冷風機等設備啟停歷史記錄的查詢及頻率分析。

l    快速查詢：系統提供歷史數據查詢、數據導出、圖表顯示、報表生成和打印等。

l    低成本高效率：比傳統有線監控成本更低，無需布線；克服傳統有線溫度監控線路經常斷線、查線的麻煩問題，傳輸效率更高。

l     LCD顯示：控制顯示儀采用LCD大屏幕觸摸屏顯示，使顯示結果更清晰明了。

l    管理靈活：系統支持多部門、多角色、自定義靈活管理。不僅可使每個部門都能管理自己部門的設備，也可使具有一定權限的人員來同時監控整個系統的運行狀態，既獨立又統一，使管理更加靈活方便。

第三章： 系統結構及組成

     智能農業—溫室大棚無線監測系統實現了對影響農作物生長的環境傳感數據實時監控智能調節，采集現場的傳感信號包括：空氣溫濕度、光照、土壤溫度、CO2濃度、土壤水分等，并實時準確的輸出指令智能控制包括大棚風機、微噴罐、滴灌、卷簾機、補光燈、CO2發生器、CO2風機等現場設備。同時支持遠程無線信息傳輸功能，可配的攝像裝置，實現對現場農作物和環境真實狀況呈現。

     本系統采用GPRS無線傳感網絡技術，擴展節點可隨時隨地無縫擴展，節點上電即可加入網絡，而不會對現行網絡造成任何影響。無線傳感器數據通過GPRS移動基站網絡實時傳輸到互聯網端任一臺計算機，亦可傳送到Web服務器提供網頁呈現數字化監測。本系統安裝、調試、使用極為便捷，用戶可以像搭積木一樣部署物聯網系統實現系統便攜式，無線化，規模化。支持遠程計算機桌面軟件系統數據分析、控制、存儲、數字可視化呈現。

3.1、系統架構

精準農業監控—溫室大棚無線監控系統采用物聯網典型三層架構設計：

Sensors + ZigBee/WSN + GPRS + 3G + Internet + PC/MP

系統架構說明：

溫室大棚無線監測系統包含四層架構：傳感層、控制層、手機/互聯網層、應用層。

3.2、傳感層：包括 空氣溫濕度、光照、土壤溫度、CO2濃度、土壤水分等在內的多種傳感器信號的采集，支持多類型傳感器多接口外置，支持節點顯示屏呈現傳感器采集值。

3.3、控制層：根據服務器或手機端下達的控制指令，實時準備的控制現場的設備，包括大棚風機、微噴罐、滴灌、卷簾機、補光燈、CO2發生器、CO2風機等現場設備。

3.4、手機/互聯網層：該系統與中國移動手機基站無縫連接，同時通過GPRS無線網絡以TCP/IP方式無縫連接互聯網（GPRS網關作為TCP/IP協議的客戶端，監控端計算機作為服務器端）。

3.5、應用層：計算機端應用軟件。支持WinForm版與Web版。數字化、可視化智能監測傳感器節點及現場設備的啟停狀況。監控端計算機可以通過局域網、3G、Wi-Fi、廣域網等方式，只要能連接上互聯網即可。本系統標配之上位機監控軟件支持多個移動網關和以太網網關同時連接。若采用Web系統，則支持網頁可視化、數字化呈現現場狀況，且支持手機等移動終端實時查看傳感器數據并實時發出控制指令。

第四章: 農業智能監控軟件介紹

4.1、運行軟件后即進入監控畫面如圖：（顯示數值不停的閃爍表示過高或過低報警，同時有報警聲音輸出。）

4.2、點擊畫面右上角的“切換畫面菜單”即可切換到“報警參數設置”畫面，如圖：（此處可以修正數據的誤差，設定各個參數的報警限；同時可以設置自動運行狀態下的各個參數值。）

4.3、點擊畫面的“切換畫面菜單”即可切換到“天氣預報”畫面，如圖：                       

4.4、點擊畫面右上角的“切換畫面菜單”即可切換到“決策信息”畫面，如圖：（可以輸入相關參數信息，由系統自動決策管理農作物的生長情況。） 

4.5、點擊畫面右上角的“切換畫面菜單”即可切換到“歷史曲線查詢”畫面，如圖：（可以添加多個要查詢的數據進行歷史曲線查詢。） 

4.6、點擊畫面右上角的“切換畫面菜單”即可切換到“歷史數據報表”畫面，如圖：（此處可以實現“數據查詢”“頁面設置”“打印預覽”“和“打印報表”等功能。）

4.7、點擊畫面右上角的“切換畫面菜單”即可切換到“短信功能設置” 畫面，如圖：（此處可以設置接收報警短信的手機等信息。）

4.8、軟件功能總述:

◆ 可在線實時24小時連續的采集和記錄監測點位的溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤水分、CO2濃度等環境各項參數情況，以數字、圖形和圖像等多種方式進行實時顯示和記錄存儲監測信息，監測點位可擴充多達上千個點。

◆ 可設定各監控點位的溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤水分、CO2濃度等報警限值，當出現被監控點位數據異常時可自動發出報警信號，報警方式包括：現場多媒體聲光報警、網絡客戶端報警、手機短信息報警等。上傳報警信息并進行本地及遠程監測，系統可在不同的時刻通知不同的值班人員。

◆ 數據中心軟件采用標準windows 98/2000/XP全中文圖形界面，實時顯示、記錄各監測點的溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤水分、CO2濃度等曲線變化。

◆ 監控主機端利用監控軟件可隨時打印不同時刻的溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤水分、CO2濃度等環境數據及運行報告。

◆ 強大的數據處理與通訊能力，采用計算機網絡通訊技術，局域網內的任何一臺電腦都可以訪問監控電腦，在線查看監控點位的數據變化情況，實現遠程監測。系統不但能夠在值班室監測，在自己辦公室和智能手機都可以非常方便地觀看和監控。

◆ 系統可擴充多種記錄數據分析處理軟件，能進行繪制棒圖、餅圖，進行曲線擬合等處理，可按EXCEL電子表格式輸出進行數據處理。

◆ 系統設計時預留有接口，可隨時增加減硬軟件設備，系統只要做少量的改動即可，可以在很短的時間內完成。可根據現場的需要和客戶的需求改變隨時增加新的內容。

     我公司主要提供：現代農業溫室大棚智能監控管理系統、各種自動控制系統、機房監控系統、溫度集中監測系統、溫濕度監控報警系統、各種溫濕度儀表，短信報警設備，各種溫度傳感器、溫濕度傳感器、溫度巡檢儀RTU及相關。產品廣泛應用于：各種巖土、地溫、深水井、生產設備測溫、各種庫房、大棚、冷庫、冰柜、試劑箱、冷藏箱、冰箱、糧倉、礦建溫度監測、混凝土測溫、各種建筑行業等領域。咨詢詳情，索取產品資料手冊！

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