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物联网温室大棚智能化系统解决方案

物联网温室大棚智能化系统解决方案
物联网温室大棚智能化系统解决方案

物联网温室大棚智能化系统

解决方案

目录

1、设计原则 (3)

2、设计依据 (3)

3、系统简介 (4)

3、系统架构 (5)

4、系统组成 (6)

4.1结构图 (6)

4.2 现场的监测设备: (7)

4.3 智慧大棚系统结构: (7)

4.4 智慧农业大棚系统介绍 (8)

4.4.1温度控制系统 (8)

4.4.2通风控制系统 (8)

4.4.3光照控制系统 (9)

4.4.4水分控制系统 (9)

4.4.5湿度控制系统 (10)

4.4.6视频监控系统 (10)

4.5 控制系统平台: (10)

4.6 应用软件平台: (11)

4.7 视频监控系统: (11)

4.8 农业溯源系统 (12)

4.91种植环节: (12)

4.9.2物流环节: (12)

4.9.3其他: (12)

4.9 室外气象观测站 (13)

5、系统特点 (14)

5.1 预测性: (14)

5.2 强大的扩展功能: (14)

5.3 完善的资料处理功能: (14)

5.4 远程监控功能: (14)

5.5 数据联网功能: (14)

6、项目定位 (14)

7、控制逻辑 (16)

7.1 温度控制 (16)

7.1.1控制要素: (16)

7.1.2控制设备: (16)

7.1.3控制方式: (16)

7.2 降温控制过程: (16)

7.2.1在软件中可以设定温度默认正常的上下限的值 (16)

7.2.2温度超过设定上限时 (16)

7.3 增温控制过程: (16)

7.4 空气湿度控制 (16)

5.4.1控制要素: (16)

5.4.2控制设备: (17)

5.4.3控制方式: (17)

7.5 增湿控制过程: (17)

5.5.1在软件可设定湿度默认正常的上下限的值; (17)

5.5.2湿度低于设定下限时: (17)

7.6 除湿控制过程: (17)

7.61在软件可设定湿度默认正常的上下限的值; (17)

7.6.2湿度高于设定上限时: (17)

8、设备参数 (17)

8.1 温室采集控制器 (17)

8.1.1处理器: (17)

8.1.2存储功能: (18)

8.1.3传感器通道: (18)

8.1.4供电显示: (18)

8.1.5通讯功能: (18)

8.1.6远程升级 (18)

8.2 温室动力控制柜 (18)

8.3 联动控制器 (19)

9、系统结构图 (20)

10、温室监控软件 (20)

11、设备配置与选型 (23)

11.1 气象观测站要素配置表 (23)

11.2 温室环境采集配置表 (24)

11.3 温室联动控制配置表 (25)

11.4 视频监控配置表 (25)

12、系统安装调试方案 (26)

12.1 工程安排和主要内容 (26)

13、质保与售后服务 (26)

13.1 免费质保期 (26)

13.2 质保期满后的维修费用 (27)

13.3 培训服务 (27)

附件:其他示范项目工程图 (27)

1、设计原则

从需求情况分析本系统,制订设计原则,以指导我们的方案设计:

(1)先进性原则

采用先进的设计思想,选用先进的软硬件设备,保证项目整体在未来一定时期内的技术领先性。

(2)开放性原则

方案的设计及选型遵从国际标准及工业标准,使项目具有高度的开放性和所提供设备在技术上的兼容性。

(3)可扩展性原则

项目设计在充分考虑当前情况的同时,必须考虑到今后较长时期内业务发展的需要,留有充分的升级和扩充的可能性。

(4)可靠性原则

项目的设计必须贯彻可靠性原则,使系统具有很高的可用性。

(5)经济适用性原则

在考虑必要的扩展性原则下,使用功能适度的软硬件产品。

2、设计依据

(GB/T18622--2002)《温室结构设计荷载》

(NYJ/T 06--2005)《连栋温室建设标准》

(NYJ/T 07--2005)《日光温室建设标准》

(JB/T 10286--2001)《日光温室结构标准》

(JB/T10288—2001)《连栋温室结构标准》

(NY/T 1420--2007)《温室工程质量验收通则》

(NY/T1145--2006)《温室地基基础设计、施工与验收技术规范》

3、系统简介

结合最先进的网络通信、自动控制、物联网及软件技术,专注为农业温室、农业环境控制、气象观测而开发生产的环境自动监测控制系统。本系统可以模拟基本的生态环境因子,如温度、湿度、光照、气压、太阳紫外线、土壤温湿度、CO2浓度等,以适应不同植物生长繁育的需要,它由智能监控单元组成,按照预设参数,精确的测量温室的气候、土壤参数等,并利用手动、自动两种方式启动或关闭不同的执行结构,控制卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备,自动调控温室内环境,达到适宜植物生长的范围,为植物生长提供最佳环境。该系统的使用,可以使温室运行于经济节能状态,实现温室的无人值守自动化运行,降低温室能耗和运行成本,可以为植物提供一个理想的生长环境,并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善温室气候、减少病虫害、增加作物产量等作用,实现温室大棚集约化、网络化远程管理。

同时,该系统还可以通过手机、PDA、计算机等信息终端向管理者推送实时监测

信息、报警信息,实现温室大棚信息化、智能化远程管理,充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用保证温室大棚内环境最适宜作物生长实现精细化的管理为作物的高产、优质、高效、生态、安全创造条件,帮助客户提高效率、降低成本、增加收益。

3、系统架构

?感知层,对园区的的各种信息进行全面的采集与监测

?传输层,通过光纤,以太网,无线的传输方式对信息进行传输与汇集

?应用层,对信息进行处理,智能决策,信息发布,并对园区温室设备进行控

制。

4、系统组成

4.1结构图

系统结构图

4.2 现场的监测设备:

包括温度监测、湿度监测、土壤水分监测、CO2浓度等监测设备。这些装置相当于整个控制系统的眼睛,实时监测大棚的状况,以便实施控制。

4.3 智慧大棚系统结构:

如各湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温,补光,CO2 发生装置,照明控制装置等执行机构。这些装置相当于整个控制系统的手,自动控制系统的指令通过这些设备得到执行,以达到远程或本地自动控制目标。

4.4 智慧农业大棚系统介绍

因为自动控制系统不能识别各种电信号,必须转换成标准的数字信号才能为计算机所识别,同样计算机发出的也是标准的数字信号。这些设备如同人的神经系统,把各个信号传递到大脑,并把控制信号传递到各执行机构。

4.4.1温度控制系统

降温功能:夏季采用自然和强制通风降温的方式进行降温。由控制器根据目标温度与实际室温的偏差以及室温的变化率进行模糊计算。首先开启顶开窗系统进行自然通风调整温室内的温度,经过时间判断后,如果温度值还不能降低,再开启侧窗系统。如自然通风不能降低温室内的温度值,则由电脑关闭自然通风,采用强制通风的方式来控制室内温度。如果温度还下不来,则开启湿帘水泵,如温度还降不下来,则计算机会开启温度过高报警,提示用户需增加降温设备。

自动升温功能:冬季采用暖气加温的方式,由控制器根据目标温度与实际室温的偏差以及室温的变化率进行模糊计算,通过调节暖气恒温阀的开合度来控制室内温度。

温度控制范围及精度分别为 35-40℃,±1℃。

4.4.2通风控制系统

由室内传感器采集室内部的上,中,下三部温度值来进行模糊计算出室内的温差值,如果温差值过大,则自动开启循环风机。同时采集室内的湿度值,如果湿度值偏差过大,也自动开启循环风机,以平衡室内的湿度偏差值。还可以根据二氧化碳浓度选择开启或者关闭循环风机。

新风换气机可由电脑操作人员通过控制进行人工操作,也可以进行定时通风来达到通风换气的目的。

4.4.3光照控制系统

遮光控制功能:在光照较高时,计算机通过室外气象站系统采集的高灵敏度光照值,与计算机设定的控制目标进行对比,如高于计算机设定目标值,则自动展开外拉幕,进行遮光。如低于计算机设定目标值,则自动收拢外拉幕。也可以由控制器定时进行遮阳,或者由工作人员通过控制器操作。

补光控制功能:计算机通过室内数据采集器传回来的高灵敏度的光照值,与设定目标值进行对比,如高于设定目标值,则自动关闭补光灯。如低于设定目标值,则自动打开补光灯。同时,内部有一个光照累积时间的设置值,如累积时间不够的话,则补光灯会在选定时间打开补光灯,进行补光。可通过 30组定时器,来设置不同时间,开启补光灯,开多长时间。

4.4.4水分控制系统

自动控制:计算机内部有一套根据土壤湿度传感器采集的值,与设定目标值进行对比,如高于设定目标值,则自动关闭灌溉阀门。如低于设定目标值,则自动打开灌溉阀门。

定时控制:轮灌方式,可设定在某个时间段,进行灌溉的方式,可每个小时,灌溉一次,同时也可设定灌溉的次数。有效的保护了水泵,同时也使土壤更好的吸收水分。

4.4.5湿度控制系统

自动控制:计算机内部有一套根据室内湿度传感器的值,与设定目标值进行对比,如高于设定目标值,则自动关闭喷雾阀门。如低于设定目标值,则自动打开喷雾阀门,将其湿度调整到最佳状态。

定时控制:轮灌方式,可设定在某个时间段,进行喷灌的方式,可每个小时喷灌一次,同时也可设定喷灌的次数。有效的保护了水泵,同时也使土壤更好的吸收水分。

4.4.6视频监控系统

该功能模块可用于探测农作物的生长情况,病虫害情况,并可以监管其他环境调控设备是否在正常执行命令等。

其他控制模块

该系统设计了多个节点,以便随时可以添加所需的传感器和调控设备,从而完成多种功能融合。

4.5 控制系统平台:

主机实施各种控制方案,并依据不同的环境、作物、生长期实施不同的控制方案。是这个控制系统的核心,相当于大脑。

4.6 应用软件平台:

通过应用软件平台可将空气环境监测感知设备、光照信息感知设备、外部气象感知设备、视频信息感知设备等各种感知设备的基础数据进行统一存储、处理和挖掘,通过中央控制软件的智能决策,形成有效指令,达到自动控制:湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温,补光或者现场直接控制执行机构的方式调节设施内的小气候环境,为作物生长提供优良的生长环境。

4.7 视频监控系统:

作为数据信息的有效补充,基于网络技术和视频信号传输技术,对温室大棚内部作物生长状况进行全天候视频监控。该系统由网络型视频服务器、高分辨率摄像头组成,网络型视频服务器主要用以提供视频信号的转换和传输,并实现远程的网络视频服务。在已有Internet上,只要能够

上网就可以根据用户权限进行远程的图像访问、实现多点、在线、便捷的

监测方式。

4.8 农业溯源系统

4.91种植环节:通过扫描二维码,可获取农产品的种植环节信息(浇水、施肥、产品种植人、种植地、品种、生产管理等)

4.9.2物流环节:通过扫描二维码,可获取经销商信息,物流公司信息、物流过程相关信息(入库时间、运输时间、出库时间等)

检验报告信息:通过扫描二维码,可获取质量检验报告信息

4.9.3其他:通过扫描二维码,可获取基地信息、产品信息等

4.9 室外气象观测站

用于对风向、风速、雨量、气温、相对湿度、气压、太阳辐射、土壤温度、土壤湿度等九个气象要素进行全天候现场监测。

将气象环境数据传输到中心计算机气象数据库中,用于统计分析和处

理。

5、系统特点

5.1 预测性:

通过对气候参数的分析,可以预测控制设备的运行情况,提高设备的利用率,降低能耗。

5.2 强大的扩展功能:

通过选用不同的外围设备,可以控制温室环境及灌溉、施肥、湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等。

5.3 完善的资料处理功能:

通过中央控制软件,可以不间断地记录各种传感器的信息以及各种控制设备的动作记录等。

5.4 远程监控功能:

即使工作人员不在现场,也可以通过远程,手机、PDA、计算机等信息终端监控系统对温室内的设备参数进行监视和控制。

5.5 数据联网功能:

本系统利用成熟的网络技术,自主研发的多线程tcp ip协议控制逻辑,组网方便,传输/控制实时高效。

6、项目定位

6.1本项目定位为智能大棚,总面积5000平方米,为单层多个建筑。

6.2本建筑动力电源主要有湿帘风机、湿帘泵、外遮阳电机、内保温电机、电动窗、补光灯、喷淋、滴灌等。

6.3本工程设有智能控制中心,对大棚实现温湿度等的智能控制,智能控制中心可实现以下功能:

6.3.1、利用棚内的温、湿度检测数据,可以自动展开或关闭外遮阳布、内保温布;

6.3.2、利用大棚内的温、湿度检测数据,可自动启动或关闭湿帘供水泵、轴流风机及侧窗电机;

6.3.3、利用大棚内的温、湿度检测数据,自动启动或关闭加湿、喷雾系统等,自动启动或关闭水暖空调系统;

6.3.4、依据大棚内的水温检测系统,可自动启动水温调控系统;(本案参考)

6.3.5、依据大棚内的光照检测系统,可自动启动或关闭补光系统;

6.3.6、利用大棚内的CO2检测传感器,自动开启或关闭侧窗及天窗;(本案参考)

6.3.7、利用电脑,可在园区机房或远端控制室控制棚内的外遮阳布、内保温布、天窗、侧窗、湿帘、轴流风机的启动与关闭,亦可实时观测到上述设备的运行状态,而无需通过繁琐的数据转换来辨识其状态。

6.4、视频监控:基于网络技术和视频信号传输技术,对温室大棚内部作物生长状况。(本案参考)

7、控制逻辑

7.1 温度控制

7.1.1控制要素:温度值

7.1.2控制设备:天窗,负压风机,加温电丝

7.1.3控制方式:温度传感器控制天窗、负压风机、加温电丝的开启和关闭状态,共计1个温度传感器, 1个天窗电机,1个负压风机电机,1个加温电丝;

7.2 降温控制过程:

7.2.1在软件中可以设定温度默认正常的上下限的值;降温时长T1,停止时长T2可根据实际情况任意设定;

7.2.2温度超过设定上限时:则打开天窗,启动负压风机/雾化微喷进行降温,降温经过T1时间之后,停止T2时间,同时检测温度是否降到上下限温度的中间值以下,若达到要求,则关闭天窗,关闭负压风机;

若未达到相应的要求,则继续循环此过程,直至达到正常的温度范围值;

7.3 增温控制过程:

5.3.1在软件中可以设定温度默认正常的上下限的值;加热时长T1,停止时长T2可根据实际情况任意设定;

5.3.2温度低于设定下限时:则打开加热电丝,增温经过T1时间之后,停止T2时间,同时检测温度是否升到上下限温度的中间值以上,若达到要求,则停止加热电丝;(本案参考)

若未达到要求,则继续循环此过程,直至达到正常的温度范围值;

7.4 空气湿度控制

5.4.1控制要素:大气湿度

5.4.2控制设备:湿帘水泵、负压风机

5.4.3控制方式:大气湿度传感器控制湿帘水泵和负压风机的开启和关闭状态,共计1个湿度传感器,1个湿帘电机,1个负压风机电机;

7.5 增湿控制过程:

5.5.1在软件可设定湿度默认正常的上下限的值;雾化微喷增湿的时长T1、停止增湿时长T2可根据实际情况任意设定;

5.5.2湿度低于设定下限时:湿帘水泵开启,往湿帘上浇灌水分,起到增湿的作用。浇灌T1时长之后、停止T2时长,同时检测湿度是否升到上下限湿度的中间值以上,若达到要求,则停止增湿;

若未达到要求,则继续循环此过程,直至达到正常的湿度范围值;

7.6 除湿控制过程:

7.61在软件可设定湿度默认正常的上下限的值;负压风机开启时长T1、关闭时长T2可根据实际情况任意设定;

7.6.2湿度高于设定上限时:负压风机开启,使大棚内空气流通,起到除湿的作用。开启T1时长之后、停止T2时长,同时检测湿度是否降到上下限湿度的中间值以下,若达到要求,则负压风机停止;

若未达到要求,则继续循环此过程,直至达到正常的湿度范围值;

8、设备参数

8.1 温室采集控制器

8.1.1处理器:

内核: ARM 32位Cortex-M3 CPU

系统时钟:高可达72MHz

指令执行速度: 1.25Dmips/MHz

8.1.2存储功能:

FLASH存储容量: 4M bits(每1小时存储一次,可存储1.6年),同时可扩展至32Mbit.

并可扩展本地大容量SD卡存储。

8.1.3传感器通道:

模拟/计数通道:16路,可再扩展16路数字I/O通道,用于各种外接扩展功能.

模拟量A/D转换精度:12位

频率量采用16位高速计数器进行采集,输入信号频率高达1MHz.

8.1.4供电显示:

宽电压输入:8V~40V

显示形式:128×64液晶屏,

支持时间校准功能

8.1.5通讯功能:

独有的RJ45通信接口,通信实时,组网方便,

8.1.6远程升级

支持远程应用程序更新:采集仪程序更改、升级,无需返厂,通过计算机软件,即可对采集仪进行远程程序更新,支持现场和远程对设备进行各项参数设置或读取的编程操作

8.1.7通讯协议:TCP协议

8.2 温室动力控制柜

8.3 联动控制器

物联网温室大棚智能化系统解决方案

物联网温室大棚智能化系统
解决方案

目录
1、设计原则.............................................................................................................................................. 3 2、设计依据.............................................................................................................................................. 3 3、系统简介.............................................................................................................................................. 4 3、系统架构.............................................................................................................................................. 5 4、系统组成.............................................................................................................................................. 6
结构图................................................................................................................................................ 6 现场的监测设备: ........................................................................................................................ 7 智慧大棚系统结构: .................................................................................................................... 7 智慧农业大棚系统介绍 ................................................................................................................ 8 温度控制系统 ............................................................................................................................ 8 通风控制系统 ............................................................................................................................ 8 光照控制系统 ............................................................................................................................ 9 水分控制系统 ............................................................................................................................ 9 湿度控制系统 .......................................................................................................................... 10 视频监控系统 .......................................................................................................................... 10 控制系统平台: .......................................................................................................................... 10 应用软件平台:.......................................................................................................................... 11 视频监控系统:.......................................................................................................................... 11 农业溯源系统.............................................................................................................................. 12 种植环节: .............................................................................................................................. 12 物流环节: .............................................................................................................................. 12 其他:...................................................................................................................................... 12 室外气象观测站.......................................................................................................................... 13
5、系统特点............................................................................................................................................ 14 预测性:...................................................................................................................................... 14 强大的扩展功能:...................................................................................................................... 14 完善的资料处理功能:.............................................................................................................. 14 远程监控功能:.......................................................................................................................... 14 数据联网功能:.......................................................................................................................... 14
6、项目定位............................................................................................................................................ 14 7、控制逻辑............................................................................................................................................ 16
温度控制...................................................................................................................................... 16 控制要素: .............................................................................................................................. 16 控制设备: .............................................................................................................................. 16 控制方式: .............................................................................................................................. 16
降温控制过程:.......................................................................................................................... 16 在软件中可以设定温度默认正常的上下限的值 .................................................................. 16 温度超过设定上限时 .............................................................................................................. 16
增温控制过程:.......................................................................................................................... 16 空气湿度控制.............................................................................................................................. 16
控制要素: .............................................................................................................................. 16 控制设备: .............................................................................................................................. 17 控制方式: .............................................................................................................................. 17 增湿控制过程:.......................................................................................................................... 17 在软件可设定湿度默认正常的上下限的值; ...................................................................... 17 湿度低于设定下限时: .......................................................................................................... 17 除湿控制过程:.......................................................................................................................... 17

农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统解决方案

农业大棚远程智能监控与P L C自动化控制系统解决方案 目录

1前言 1.1 智能农业远程智能监控系统的概念 智能农业是采用比较先进、系统的人工设施,改善农作物生产环境,进行优质高效生产的一种农业生产方式,20世纪80年代以来,智能农业发展很快,特别是欧美、日本等一些发达国家,目前已经普遍采用计算机控制的大型工厂化设施,进行恒定条件下全年候生产,效益大为提高;在社会主义市场经济条件下,我国的智能农业以其较高的科技含量、市场取向的新机制、短平快的产销特点、效益显着的竞争力,取得了快速发展,改善了传统农业的生产方式、组织方式和运行机制,提高了农业科技含量和物质装备水平,成为现代农业重要的生产方式。 深圳市信立科技有限公司智能农业远程智能监控系统是指利用现代电子技术、移动网络通信技术、计算机及网络技术相结合,将农业生产最密切相关的空气的温度、湿度及土壤水分等数据通过各种传感器以无线ZigBee技术动态采集,并利用中国电信的4G,4G CDMA网络通讯技术,将数据及时传送到智能专家平台,使智能农业管理人员、农业专家通过手机或手持终端就可以及时掌握农作物的生长环境,及时发现农作物生长症结,及时采取控制措施,及时调度指挥,及时操作,达到最大限度的提高农作物生长环境,

降低运营成本,提高生产产量,降低劳动量,增加收益。 1.2 实施农业远程智能监控系统的必要性 江苏智能农业发展,已经初步形成了政府引导、社会支持、市场推动和农民投入的良性运行机制,当前,全省发展智能农业,有丰富的资源、成熟的技术和广阔的市场,具备了进一步发展的基础,也蕴藏着巨大的潜力。 智能农业远程监控管理系统融合先进的信息技术、自动化控制、无线通讯技术等高新技术和农业科技专家为一体的综合平台,实现资金、技术、人才和信息的有效调配,改善农民的传统作业和手工操作,将产生巨大的经济和社会效益,推动农业和农村经济发展,成为江苏统筹城乡经济发展,建设现代化农业的重要内容和全面建设小康社会的强势产业。 2背景分析 江苏省在“十二五”期间加大智慧城市建设,将智能农业纳入六大智慧产业之一,突出显示了农业信息化在智慧城市建设中的重要地位。智慧农业建设较好地适应了市场经济发展要求和农业增效、农民增收的需要,取得了突破性进展,生产规模稳步扩大,突破了光热水气资源的限制,基本实现了淡季不淡、全年生产、保障供应;科技含量较快提高,无立柱日光温室、二氧化碳气肥、病虫害生物防治、无公害栽培、组织培养、工厂化育苗等先进技术得到推广应用,科技进步贡献率达到65%以上,成为种植业中科技含量较高的产业;智能农业以其病虫害相对较轻、用药量少、标准化程度高的优势,成为全省无公害蔬菜的骨干,质量安全水平明显提高。 随着自动化农业、精准农业、绿色农业的发展需求,迫切需要在农业领域引入物联网、4G等技术,进一步深化农业各环节的信息化水平,结合ZigBee技术、CDMA网络数据传输和传感器技术组成无线传感网络,通过ZigBee无线网络实时采集温室内温度、湿度信号以及光照、土壤湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数,自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求,随时进行处理,为智能农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依

物联网系统技术方案

物联网系统技术方案 南京绛门通讯科技股份有限公司 2016年12月

目录 一.前言 (4) 1.1.建设背景 (4) 1.2.设计原则 (4) 1.3.系统分析 (5) 系统说明 (5) 运行环境与开发模式的选择 (5) 可行性分析 (7) 四大特点 (8) 二.解决方案 (8) 2.1.总体方案设计 (8) 系统框架结构 (8) 总体系统架构 (10) 系统组网图 (11) 物理组网图 (12) 系统总体功能构架 (12) 2.2.应用层功能需求详细设计 (12) 登陆 (12) 采集设备管理 (13) 监控管理 (14)

告警管理 (15) 统计分析 (15) 系统管理 (16) 2.3.基础层功能设计 (16) 身份认证 (16) 账户管理 (17) 权限管理 (17) 提醒机制 (17) 日志管理 (17) 三.关键性技术 (18) 3.1.系统技术架构方面的技术路线 (18) 3.2.Mysql集群部署 (19) 3.3.Nginx负载均衡 (20) 3.4.地图接口/工作流引擎集成/报表工具 (21) 四.性能配置 (21) 4.1.业务指标 (21) 4.2.性能指标 (22) 五.软硬件配置清单 (22) 5.1.软件方案 (22) 5.2.硬件方案 (23)

六.项目资金预估 (24) 七.项目实际计划 (24) 一. 前言 1.1.建设背景 物联网是指通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。其在2011年的产业规模超过2600亿元人民币。构成物联网产业五个层级的支撑层、感知层、传输层、平台层,以及应用层分别占物联网产业规模的2.7%、22.0%、33.1%、37.5%和4.7%。而物联网感知层、传输层参与厂商众多,成为产业中竞争最为激烈的领域。 1.2.设计原则 1、基础性和整体性 整个系统的各种软件应符合国际、国家及行业相关标准。 2、技术的先进、实用性 目前技术发展迅速,本系统需要考虑未来的扩展性,在采用的技术方面应体现先进、实用,才能确保本项目建设结束后相当一段时间内技术不落后。 由于此项目是工程建设项目,不是科研项目,所以使用先进技术并不能使用未经验证的、不成熟的技术和概念,而是以先进的、成功的理念为核心的成熟技术的组合。 3、系统的开放性、可扩展性和安全性 开放的结构意味着通信协议的开放和数据与数据结构的开放和共享。通信协议开放,系统接口透明,便于与其它系统组网,实现系统的集成与资源共享;数据与数据

农业温室大棚智能控制系统详解

随着温室大棚近年来的发展,农业智能温室大棚控制系统也被广泛的应用,该监控系统充分应用现代信息技术,集成软件、物联网技术、音视频技术、智能控制、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识,实现大棚控制各关键环节的信息化、标准化,是云计算、物联网、地理信息系统等多种信息技术在大棚控制中综合、的应用,实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。 【温室大棚控制系统作用】 (农业温室大棚智能控制系统构架-图例) 农业智能温室大棚控制系统可以实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像、通过模型分析,自动控制温室湿帘风机、喷淋灌溉、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备。同时,系统还可以通过手机、计算机等信息终端向管理者发送实时监测信息、

报警信息,以实现温室大棚智能化远程管理,充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用,保证温室大棚内环境适宜作物生长,实现精细化的管理,为作物的高产、生态、安全创造条件,帮助客户提率、降低成本、增加收益。 【温室大棚控制系统组成部分】 (农业温室大棚智能控制系统-图例) 一、智能控制 通过控制系统,可以对农业生产区域内各种设备运行条件进行设定,当传感器采集的实时数据结果超出设定的阈值时,系统会自动通过继电器控制设备或模拟输出模块对温室大棚自动化设备进行控制操作,如自动喷洒系统、自动换气系统等,确保温室内为植物生长适宜环境。 常用的现场设备包括灌溉设备、风机、水帘、遮阳板等,这些设备均可以通过信号线进行控制,服务

器发送的指令被转化成控制信号后即可实现远程启动/关闭现场设备的运转。 用户通过点击界面上的按钮即可完成启动/关闭现场设备的指令发送。 除了手工进行指令的发送之外,系统还能够根据检测到的环境指标进行自动控制现场设备的启动/关闭。用户可以自定义温湿度、光照、CO2浓度等指标的上限值、下限值,并定义当指标超过上限或者下限时,现场设备如何响应(启动/关闭);此外,用户可以设置触发后的设备工作时间。 建立手机系统,客户直接采用微信客户端就可以控制和查看实时数据,手机端具有手动启动、关闭电磁阀,水泵等设备功能。 二、视频监控 (农业温室大棚智能控制系统-图例) 通过在农业生产区域内安装高清摄像机置,对包括种植作物的生长情况、投入品使用情况、病虫害状况情况进行实时视频监控,实现现场无人职守情况下,种植者对作物生长状况的远程在线监控,农业专家远程在线病虫害作物图像信息获取,质量监督检验检疫部门及上主管部门对生产过程的有效监督和及时干预,以及信息技术管理人员对现场数据信息和图像信息的获取、备份和分析处理。

物联网温室智能控制系统的应用案例

物联网温室智能控制系统的应用案例 在全国各地区,现代化的农场种引进物联网技术是时代发展的需要,也是现代科技农业的重要体现。在乌拉特中旗海流图镇设施农业科技示范园区的温室内,物联网温室智能控制系统正在在紧罗密鼓的安装中。 物联网温室智能控制系统通过基于物联网技术对温室内外监测数据的分析,结合作物生长发育规律,利用相关设备,对温室进行实时监控,实现对作物优质、高产、高效的栽培目的。该套智能监控系统具有自动开启关闭卷帘、补光、滴灌等功能,并凭借智能化、自动化控制技术,调节作物的最佳生长环境。种植户可通过电脑、手机等信息终端随时随地查看温室内实时环境监测、预警信息,实现对温室大棚的网络智能化远程管理,充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。 在地区农业的发展中,引进物联网温室智能控制系统有利于建设该地区的科技农业设施,起到示范作用,也有利于提高地区设施农业生产的科技含量和综合生产水平,促进设施农业现代化发展。另外通过农产品的安全质量追溯,可以改善市民的食品安全条件,增强市民的购买信心,提升农产品的市场竞争力。目前来看,农业物联网技术是现代农业逐步实现智能化、精确化、信息化的有力保障,而随着种植规模的扩大和温室大棚的普及推广,物联网温室智能控制系统将会得到越来越多的应用。 对于规模化的温室种植而言,借助人工管理需要大量人手和时间,并且存在难以避免的 人工误差。物联网技术的应用,真正实现了农业信息数字化、农业生产自动化、农业管理智能化,使温室大棚种植可达到提高产量、改善品质、节省人力、降低人工误差、提高经济效益的目的,实现温室种植的高效和精准化管理。托普温室种植监控系统,改变了传统温室种植管理在技术上的桎梏状态。

简述基于物联网的蔬菜大棚监控系统设计

基于物联网的蔬菜大棚监控系统设计 一、研究背景及意义 大棚蔬菜对生长环境的要求很高,大棚内的温度、湿度、光照、CO2浓度等条件都不同程度地影响着蔬菜的生长,管理好蔬菜大棚是一项异常繁琐的工作,农户除了要有一定的种植技术,还需要随时了解大棚内的环境状况。当农户种植反季节蔬菜时,更需要全天候照看大棚蔬菜,由此造成人力资源的浪费,农户普遍收益不高。如何在降低投资的基础上,减少人力成本,完成蔬菜大棚的增值创收成为当前农户的迫切需求.物联网(Internet of Things,IoT)是具有标识、感知和智能处理能力,借助通信技术互连而成的网络,目的在于为人们提供智能服务,所以基于无线传感网络的蔬菜大棚监控系统必将减轻农民的负担,用科技的手段帮助农民致富,此系统具有很强的实用价值,可以迅速推广。 二、总体设计方案 (一)系统方案论证 该方案采用终端集成通信模块(ESP8266)+OneNet设备云平台的方法,是一个简单的二级简化系统,ESP8266是目前国内外比较流行的物联网通信模块,该模块内部通过一个32位ARM11内核和四兆的Flash存储器集成了无线数据通信

转发和终端数据采集功能,ESP8266即可作为一个无线通信模块使用,同时又可作为一个MCU主控芯片,当做终端模?K 使用。ESP8266在智能农业大棚的作用是将采集的室内土壤温湿度,光照强度等数据上传到云平台,此时OneNet负责接收数据存储,并将其转发给远程移动端。 方案闪光点:将终端采集模块与无线通信模块合二为一,与传统的物联网解决方案相比,省去了主控芯片,在OneNet设备云平台实现远程监控的界面不需要单独的开发,只需要在云平台上关联相关的数据流即可生成,OneNet官方提供手机APP版,我们只需在线登录手机打开APP,就可实现远程移动端监控。极大地缩短了开发周期,节约开发成本。 方案弊端:ESP8266集终端与网络通信于一体,因此其内部可用资源单调,同普通的单片机(MCU)相比,其外设I/O很少。方案如下图2-1所示。 (二)系统总体设计方案 基于ESP8266与OneNet设备云平台的智能蔬菜温室大棚远程监控系统的总体设计方案如图2-2所示:由于ESP8266的I/O资源有限,所以本方案把终端数据的采集与控制分为了两个部分,一块ESP8266用作传感器数据采集,其中室内温度范围在5~45摄氏度,空气干湿度可监测的范围在10~90%,土壤干湿度范围在0~100%,土壤温度范围在5~45摄氏度。在另一块ESP8266用作对执行器的控制。其中加热、

温室大棚湿度控制系统

温室大棚湿度控制系统 ——加湿设备及除湿设备的选择依据及应用领域 1、前言 1.1、课题背景 设施农业是外来词汇,在我国也称“工厂化农业”,目前学术界和经济界还没有一个统一和权威的定义。一般来说,所谓设施农业是具有一定的设施、能在局部范围改善或创造出适宜的气象环境因素、为动植物生长发育提供良好的环境条件而进行有效生产的农业。具体地说,设施农业是指利用人工建造的设施,通过调节和控制局部范围内环境、气象因素,为作物生长提供最适宜的温度、湿度、光照、水和肥等环境条件,使作物处于最佳生长状态,从而获得高产优质的农产品。但随着经济的发展和科技的进步,高新技术在设施农业中的应用的趋势日趋明显。 1.2、国内外温室控制技术发展概况 1.2.1我国温室产业发展现状与发展趋势 我国是温室栽培起源最早的国家,在2000多年前就已经能利用保护设施(温室的雏形)栽培多种蔬菜,至20世纪60年代,中国的设施农业始终徘徊在小规模、低水平、发展速度缓慢的状态,70年代初期地膜覆盖技术引入中国,对保温保墒起到一定的作用。随着经济的发展和科技的进步,70~80年代,相继出现了塑料大棚和日光温室。90年代开始,中国设施农业逐步向规模化、集约化和科学化方向发展,技术水平有了大幅度提高。随着近年来国家相关科研项目的启动,在学习借鉴、吸收消化国外先进技术成果的基础上,中国的设施农业有了较快发展,设施面积和设施水平不断提高。近代温室的发展经历了改良型日光温室、大型玻璃温室和现代化温室三个阶段,但由于各地区生产状况、经济条件和利用目的的差异,至今各阶段不同类型的温室依然并存。 我国在“九五”、“十五”期间,在科技部领导和组织下,实施了“工厂化高效农业研究与示范”项目,利用引进的现代化温室设备及配套技术,通过消化吸收与技术创新,进行了品 CO等环境因素综合调控技术的研究与种选育、设施栽培、配套设备及温室中温度、湿度和 2

现代农业智能温室大棚监测控制系统管理方案设计

现代农业智能温室大棚监测控制系统管理方案设计智能农业基于软件平台的温室大棚智能监控管理系统,结合当前新兴的物联网技术实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标,不但可以最大限度提高农业现实生产力,而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。 一、概述 托普物联网研制的温室环境监测系统也可仪称之为温室智能控制系统。系统利用环境数据与作物信息,指导用户进行正确的栽培管理。物联网温室环境监测系统可广泛应用于农业、园艺、畜牧业等领域,在需要特殊环境要求的场所实施监控和管理,为实现对生态作物的健康成长和及时调整栽培、管理等措施提供及时的科学的依据,同时实现监管自动化。 精确农业(Precision Agriculture )是当今世界农业发展的新潮流,它最大的特点就是“精确”,利用卫星全球定位系统、遥测遥感技术、计算机自动控制技术和物联网等高新技术于农业生产,用以提高产量,降低能耗。精确农业的推广不但可以最大限度提高农业生产力,而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。 随着农业技术的不断发展,温室大棚已经相当普及,随之而来的温室大棚智能监控管理平台搭建的需求愈发强烈。传统的温室大棚多为人工通过简单的温湿度计量设备或者简单的仪器仪表获取环境状态参数,并根据经验手动控制各个调节阀。此种方式效率低下,控制效果也无法达到智能自动的要求,因此传统的监控管理方式已显示出诸多局限性。 二、系统设计原则 可扩展性——系统在设计过程中除满足当前需求外,还需为日后的系统扩展留有足够的接口,所有功能模块均为可组态化设计,可以灵活的增加或者删除。 可集成性——系统在设计过程中需具备高度集成性,满足于第三方平台的实时交互集成需求。 可控制性——系统建成后,要求对温室中的温湿度、光照强度、喷灌装

基于物联网技术的现代智慧农业解决方案

基于物联网技术的现代智慧农业解决方案上世纪九十年代后,无线技术的广泛应用使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展。尤其以Zibgee无线技术为主的物联网系统,使得精准农业的技术体系广泛运用于生产实践成为可能。精准农业技术体系的实践与发展,已经引起一些国家科技决策部门的高度重视。 那么什么是智慧农业了,根据维基百科上面的定义智慧农业主要有这些解释。 所谓“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果,集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识,实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。 智慧农业是农业生产的高级阶段,是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体,依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导,为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 “智慧农业”是云计算、传感网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用,实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体,对建设世界水平农业具有重要意义。 根据最新研究结果显示,我国实施精准农业的近期目标,一方面是总结国外发展经验,根据中国的国情找准自己的切入点,另一方面切实做好有关基于Zigbee无线技术的物联网应用与研究开发,力求走出适合中国国情的精确农业的发展道路。 托普物联网是浙江托普仪器有限公司主要经营项目之一。托普物联网依据自身研发优势,开发了多种模块化智能集成系统。 1、传感模块:即环境传感监测系统。它依据各类传感设备可以完成整个园区或完成对异地园区所需数据监测的功能。

基于单片机的智能温室大棚控制系统

摘要 温室是现代农业生产所必需的基本设备,用它有效地控制温度、光照、湿度、二氧化碳浓度等是改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的前提。本设计以STC89C52单片机为核心完成了对空气温度、土壤湿度、光照度进行数据的采集、处理、显示等系统的基本框图、工作原理和继电器控制的设计的工作。主要内容有:(1)通过单片双端集成温度传感器AD590采集实时温度。(2)通过湿度传感器HS1100采集实时湿度。(3)通过固态电化学性二氧化碳传感器TGS4160采集二氧化碳浓度。(4)判断采集到的参数值与设置值是否一致,并进行继电器控制。 通过以上设计可以对植物生长过程中的土壤湿度、环境温度、光照度以及二氧化碳浓度进行了实时地、连续地检测、直观地显示并进行自动地控制。克服了传统的人工测量方法不能进行连续测量的弊端,节省了工作量,并避免了人为的疏漏或错误造成的不必要的损失。 关键词:单片机温度传感器湿度传感器二氧化碳传感器

In this paper Greenhouse is essential for modern agriculture basic equipment, use it to effectively control, such as temperature, light, humidity, carbon dioxide concentration is to change the plant growth environment, create the best condition for plant growth, avoid the seasons change and the influence of bad weather. This design to STC89C52 single-chip microcomputer as the core to complete the air temperature, soil moisture, and light for data acquisition, processing and display system of the basic block diagram, working principle and the design of relay control work. Main contents are: (1) by monolithic integrated temperature sensor AD590 to collect real-time temperature. (2) by the humidity sensor HS1100 gathering real-time humidity. (3) through solid electric chemical carbon dioxide sensor TGS4160 collecting carbon dioxide concentrations. (4) determine whether collected parameter value and set value, and relay control. Through the above can be designed for plants to grow in the process of soil humidity, environment temperature, light and co2 concentration in real time, continuous detection, display visually and automatically control. Overcomes the traditional continuous measurement of the shortcomings of manual measurement method does not, and save the workload, and avoid the unnecessary loss caused by the omission or human error. Key words:SCM temperature sensor humidity sensor carbon dioxide sensor

物联网温室大棚智能化系统解决方案

物联网温室大棚智能化系统 解决方案

目录 1、设计原则 (3) 2、设计依据 (3) 3、系统简介 (4) 3、系统架构 (5) 4、系统组成 (6) 4.1结构图 (6) 4.2 现场的监测设备: (7) 4.3 智慧大棚系统结构: (7) 4.4 智慧农业大棚系统介绍 (8) 4.4.1温度控制系统 (8) 4.4.2通风控制系统 (8) 4.4.3光照控制系统 (9) 4.4.4水分控制系统 (9) 4.4.5湿度控制系统 (10) 4.4.6视频监控系统 (10) 4.5 控制系统平台: (10) 4.6 应用软件平台: (11) 4.7 视频监控系统: (11) 4.8 农业溯源系统 (12) 4.91种植环节: (12) 4.9.2物流环节: (12) 4.9.3其他: (12) 4.9 室外气象观测站 (13) 5、系统特点 (14) 5.1 预测性: (14) 5.2 强大的扩展功能: (14) 5.3 完善的资料处理功能: (14) 5.4 远程监控功能: (14) 5.5 数据联网功能: (14) 6、项目定位 (14) 7、控制逻辑 (16) 7.1 温度控制 (16) 7.1.1控制要素: (16) 7.1.2控制设备: (16) 7.1.3控制方式: (16) 7.2 降温控制过程: (16) 7.2.1在软件中可以设定温度默认正常的上下限的值 (16) 7.2.2温度超过设定上限时 (16) 7.3 增温控制过程: (16) 7.4 空气湿度控制 (16) 5.4.1控制要素: (16) 5.4.2控制设备: (17) 5.4.3控制方式: (17) 7.5 增湿控制过程: (17) 5.5.1在软件可设定湿度默认正常的上下限的值; (17) 5.5.2湿度低于设定下限时: (17) 7.6 除湿控制过程: (17) 7.61在软件可设定湿度默认正常的上下限的值; (17)

智慧农业大棚物联网智能系统

智慧农业建设果蔬大棚物联网 项 目 方 案

前言 (3) 一、农业物联网在现代设施农业应用的意义 (4) 二、果蔬大棚物联网方案概述 (6) 系统设计原则 (6) 系统功能特点 (7) 系统组成 (8) 系统示意图 (9) 三、各子系统介绍 (9) 环境参数采集子系统 (9) 自动控制系统 (10) 视频监控子系统 (13) 信息发布系统 (14) 四、中央控制室及管理软件平台 (15) 系统平台功能 (15) 数据采集功能 (17) 设备控制 (19) 视频植物生长态势监控功能 (20) 五、项目的需求 (23)

前言 物联网信息技术在2006 年被评为未来改变世界的十大技术之一,是继互联网之后的又一次产业升级,是十年一次的产业机会。总体来说,物联网是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的新技术,物物相连,相互感知,若干年后,地球上的每一粒沙子都有可能分配到一个确定地址,它的各种状态、参数可被感知。2009 年8 月温家宝总理在无锡提出"感知中国",物联网开始在中国受到政府的重视和政策牵引。2010 年国家发布了"十二五"发展规划纲要,其中第十三章“全面提高信息化水平‘第一节’构建下一代信息基础设施”中明确提到:推动物联网关键技术研发

和在重点领域的应用示范。在第五章“加快发展现代农业‘第二节’推进农业结构战略性调整”中提出:加快发展设施农业,推进蔬菜、果蔬、茶叶、果蔬等园艺作物标准化生产。提升畜牧业发展水平。促进水产健康养殖。推进农业产业化经营,促进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化。推进现代农业示范区建设。第三节“加快农业科技创新”中提出:推进农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化。加快农业生物育种创新和推广应用,做大做强现代种业。加强高效栽培、疫病防控、农业节水等领域的科技集成创新和推广应用,实施水稻、小麦、玉米等主要农作物病虫害专业化统防统治。加快推进农业机械化,促进农机农艺融合。发展农业信息技术,提高农业生产经营信息化水平。 2013 年国家一号文件更是着重讲述物联网技术在农业中的应用。物联网信息技术与现代农业的结合更加是国家重点推动的关键示范应用。 一、农业物联网在现代设施农业应用的意义 我国是农业大国,而非农业强国。近30 年来果蔬高产量主要依靠农药化肥的大量投入,大部分化肥和水资源没有被有效利用而随地弃置,导致大量养分损失并造成环境污染。我国农业生产仍然以传统生产模式为主,传统耕种只能凭经验施肥灌溉,不仅浪费大量的人力物力,也对环境保护与水土保持构成严重威胁,对农业可持续性发展带来严峻挑战。 本项目针对上述问题,利用实时、动态的农业物联网信息采集系统,实现快速、多维、多尺度的果蔬信息实时监测,并在信息与种植专家知识系统基础上实现农田的智能灌溉、智能施肥与智能喷药等自动控制。突破果蔬信息获取困难与智能化程度低等技术发展瓶颈。 目前,我国大多数果蔬生产主要依靠人工经验尽心管理,缺乏系统的科学指导。设施栽培技术的发展,对于农业现代化进程具有深远的影响。设施栽培为解决我国城乡居民消费结构和农民增收,为推进农业结构调整发挥了重要作用,大棚种植已在农业生产中占有重要地位。要实现高水平的设施农业生产和优化设施生物环境控制,信息获取手段是最重要的关键技术之一。

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