物联网农业温室大棚智能化技术方案

物联网农业温室大棚智能化管控系统

技

术

方

案

二零一五年八月

目录

1、设计原则 (3)

2、设计依据 (3)

3、系统简介 (4)

4、系统组成 (5)

4.1结构图 (5)

4.2 现场的监测设备： (6)

4.3 执行结构： (7)

4.4 A/D和D/A转换模块。 (7)

4.4.1温度控制模块 (7)

4.4.2通风控制模块 (8)

4.4.3光照控制模块 (9)

4.4.4水分控制模块 (9)

4.4.5湿度控制模块 (10)

4.4.6视频监控模块 (10)

4.5 控制系统平台： (10)

4.6 网络传输： (11)

4.7 应用软件平台： (11)

4.8 视频监控系统： (12)

4.9 农业溯源系统 (13)

4.91种植环节： (13)

4.9.2物流环节： (13)

4.9.3其他： (13)

4.10 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： (15)

5.5 数据联网功能： (15)

6、项目定位 (15)

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 (17)

7.3 增温控制过程： (17)

7.4 空气湿度控制 (17)

5.4.1控制要素： (17)

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： (18)

7.61在软件可设定湿度默认正常的上下限的值； (18)

7.6.2湿度高于设定上限时： (18)

8、设备参数 (18)

8.1 温室采集控制器 (18)

8.1.1处理器： (18)

8.1.2存储功能： (18)

8.1.3传感器通道： (18)

8.1.4供电显示: (19)

8.1.5通讯功能： (19)

8.1.6远程升级 (19)

8.2 温室动力控制柜 (19)

8.3 联动控制器 (20)

9、系统结构图 (20)

10、温室监控软件 (21)

11、设备配置与选型 (24)

11.1 气象观测站要素配置表 (24)

11.2 温室环境采集配置表 (25)

11.3 温室联动控制配置表 (26)

11.4 视频监控配置表 (26)

12、南京万宏测控有限公司部分经营一览表 (27)

1、设计原则

（1）坚持科学性、超前性与实用性相结合的原则，全面考虑到温室的实际使用功能，合理选择恰当的配套设备，实现良好的价格性能比。

（2）坚持从实际出发，合理确定设计标准，对生产工艺，主要设备和主体工程做到先进、适用、可靠。

（3）坚持因地制宜原则，重点结合当地气候条件和栽培要求设计。

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。

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执行结构：

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。

4.4A/D和D/A转换模块。

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温度控制模块

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 20-30℃，±1℃。

4.4.2通风控制模块

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光照控制模块

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水分控制模块

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湿度控制模块

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视频监控模块

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 网络传输：

采用成熟的局域网/以太网络技术作为传输部分，达到实时性、稳定性、

多功能性（环境监控、视频监控）公用网络，便于管理，节约成本。

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。

4.8 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。

4.9 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

4.10 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

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

物联网技术在智能农业中的应用终审稿)

物联网技术在智能农业 中的应用 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

物联网技术在智能农业中的应用 摘要本文着重分析了物联网技术在智能农业应用中存在的问题，并探索了物联网技术在智能农业中的应用策略，以促进智能农业的发展。 【关键词】物联网技术智能农业应用 随着网络技术的发展，农业的信息化已经成为当前农业发展的重要方向。但是，现有的信息技术还无法满足智能农业的发展。在这种情况下，依托于物联网的物联网技术充分体现了其在智能农业中的优势。我国加强重视物联网技术在智能农业中的作用，并积极探索物联网技术在智能农业中的具体应用。但是，由于物联网智能农业发展时间较短，缺乏丰富的经验，物联网技术在智能农业中的应用面临着行业标准问题、信息集成问题、商业规模问题等一系列问题需要我国相关部门积极解决。研究物联网技术在智能农业中的应用不仅能够为智能农业的发展提供科学的理论依据，而且能够加强物联网技术的应用，促进我国农业的发展。 1 物联网技术在智能农业应用中存在的问题 1.1 行业标准问题 智能农业的发展需要多样化的环境传感器，为网络数据平台提供作物环境信息，实现管理人员对农作物的实时监测。但是，现阶段物联网技术在信息采集、平台接口、信息传输以及人际互接等方面还存在着一定的缺陷。并且，由于厂家缺乏对技术标准的统一参照，企业无法进行大规模的产品生产，物联网终端产品价格高居不下，严重影响了物联网技术在智能农业中的应用。 1.2 信息集成问题 智能农业的发展需要对农产品的生长、收获、交工和销售即兴实施记录，了解智能农业发展各个方面的信息。这就要求物联网技术能够正确处理大量的数据信息，但是现阶段

智慧农业大棚

品名：智慧农业物联网大棚实训系统 型号：EV-SHNP-02 高校物联网实训系统 -智慧农业大棚 农业物联网是现代物联网技术的发展成果之一。它是将先进的传感、通信和数据处理等物联网技术应用于农业领域，构建智能农业系统，是解决农业发展中遇到的各种问题的有效方法之一。物联网智能农业大致分为3个层次，即感知层、网络层和应用层。感知层主要实现农业生态环境的感知、作物的状态感知和动植物的质量检测等；网络层主要实现感知层所

获得信息到应用层的传输；应用层首先通过数据清洗和融合、模式识别等手段形成最终数据，然后提供给生态环境监测系统、生长监控系统、追溯系统等使用。 智能农业做为物联网技术应用的一个重要方面，是各个高校学习和研究的重点。但是由于农业生产环境的特殊背景，并不是每一个学校都有合适的场地和产品来完成这方面的研究。为了解决这个问题，东谷软件公司设计了EV-SHNP-02型智慧农业实训系统来满足学校的教学和科研使用要求。 本方案在学校教室内或者户外，建设一套高标准，高技术的智能农业大棚系统，在此智能大棚有限的空间内集中体现了物联网智能农业的3个层次，即感知层、网络层和应用层。系统融合了多种信息技术，拥有很好的演示效果。大棚内装配有多种传感器和执行器，可支持50寸触控一体机或智能手机上的App程序和WEB应用进行统一的控制和管理。 东谷软件的智能农业大棚实训系统不仅可以作为物联网工程专业《物联网软件设计》课程的实验平台，还可以用作老师和学生对智能农业进行研究的科研平台。 物联网技术在农作物种植中的应用，具体指的是利用现代电子技术、自动化控制技术、计算机及网络技术相结合。通过部署在农作物中的的传感器节点，组建感器网络，采集农作物生长过程中最为密切相关的空气温度、空气湿度、土壤水分、土壤温度、土壤PH值、光照、风速、风向、CO2等环境参数，并通过网络实时传输至远程中心服务器，中心服务器接收存储数据，结合对应的诊断知识模型对数据解析处理，以达到分布式监测，集中式管理。农业管理员、农业专家通过手机或者手持终端就可以及时掌握农作物的生长情况，及时发现农作物的生长病症，及时采取有效的控制措施。 空气温度、空气湿度、土壤温湿度、土壤PH值等是农作物种植中至关重要的环境参数，每个条件都影响着农作物的生长状况以及品质。传统的人为判断的种植模式存在效率低，无具体量化数值作为依据。因此，在农作物种植中难免会出现一些误差，另外还需大量人工和时间来处理，往往不能及时有效地察觉生产过程中的问题。

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、

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

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 (4) 一、农业物联网在现代设施农业应用的意义 (5) 二、果蔬大棚物联网方案概述 (7) 2.1 系统设计原则 (7) 2.2 系统功能特点 (8) 2.3 系统组成 (9) 3.4 系统示意图 (10) 三、各子系统介绍 (11) 3.1 环境参数采集子系统 (11) 3.2 自动控制系统 (12) 3.3 视频监控子系统 (16) 3.4 信息发布系统 (16) 四、中央控制室及管理软件平台 (18) 4.1系统平台功能 (18) 4.2 数据采集功能 (20)

4.3 设备控制 (22) 4.4 视频植物生长态势监控功能 (23) 五、项目的需求 (26)

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。

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。

智慧农业物联网系统设计

毕业设计（报告）课题:智慧农业物联网系统设计 学生: 夏培元系部: 物联网学院 班级: 物联网1404班学号: 2014270307 指导教师: 杨昌义 装订交卷日期: 2017年01 月日 I / 20

摘要 随着经济社会的发展，农业已经越发智能化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、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。 基于ZigBee技术的智慧农业解决方案，成本低廉，是一般人都能负担的价格；控制更简单，让每一位刚接触的人都能轻松使用；功耗更低、组网更方便、网络更健壮，给您带来高科技的全新感受。您的温室大棚规模越大，基于ZigBee 技术的智慧农业解决方案在使用中，要准确及时地操控所有设备，最值得关注的应该就是网络信号的稳定性。鉴于温室大棚的网络覆盖区域比较广泛，我们贴心为您呈现物联无线组网！智慧农业能有效连接物联Internet通信网关和超出物联Internet通信网关有效控制区域的其它ZigBee网络设备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输网关的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。基于先进的ZigBee技术，物联无线中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让网络灵活顺畅运行，保障您的所有设备正常运行。主要采集温湿度，从而控制农植物的水分和光照。 关键词:物联网；智慧农业；云计算；物联网架构；ZigBee II / 20

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)

lora智慧农业物联网系统

智慧农业物联网系统 解 决 方 案 北京创羿兴晟科技发展有限公司

、系统简介 “智慧绿态农业/花卉大棚环境云监测物联网系统”是一套基于 modbus/bacnet协议及lora无线通讯系统平台，实现农业生产的智能化及绿色生态管理。该系统利用多种类型的传感器、自动化控制设备、多功能采集节点，以及无线组网系列设备等组建农业智能化生产与监测专用的无线传感网，对农业生产环节的空气温湿度、光照度、二氧化碳浓度、土壤温湿度等信息进行采集，并传输到云数据管理中心，通过特定的算法建立云数据库，并为农业管理部门及农户提供生产管理依据。此外，农户可在自己的管理权限范围内，对农业生产现场（如农业大棚、大田、水产品养殖场等）进行实时监测、设备远程控制、节能管理以及化肥等化学产品的使用管理，在保证农业生产的同时，实现农业生产的智能化管理，降低农业生产对自然环境的影响，实现农业生产过程的绿色生态管理。 目前，由于人们普遍认为农业本身就是绿色的，所以绝大多数智能农业的项目普遍关注农业生产的智能化，而很少关心农业生产对生态环境的影响。事实上，虽然农业本身是绿色的，但农业生产并不是绿色的，农业生产中使用的化肥、农药以及农机设备均会对自然环境造成影响。因此，“智慧绿态农业/花卉大棚环境云监测物联网系统”在设计思想上，与现有的智能农业物联网系统不同，该系统在实现农业智能化生产的同时，还尽量降低农业生产对环境的影响。通过物联网技术、云计算技术提高我国农业生产的管理水平，推动我国绿色生态农业的发展，提高我国农业的智能化、绿色生产水平，实现农业生产的智能化及绿色生产管理。 北京创羿兴晟科技公司研发了多款lora产品，例终端节点CY-LRB-102终端节点CY-LRB-101lora控制终端CY-LRW-102 lora检测终端CY-LRW-10等产品型号，还有多款产品正在研发中，将窄带物联网技术充分应用于现代农业中，打造智能农业系统。 图1智慧绿态农业物联网系统示意图

智慧农业物联网的概念和意义

中国农业物联网领航者——托普农业物联网 智慧农业物联网的概念和意义 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及实现智能自动化。除了精准感知、控制与决策管理外，从广泛意义上讲，智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。 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，对提高世界农业水平具有重要意义。 2010年，托普仪器开始专注于“智慧农业”方面的研究，五年来不断摸索前进，通过吸纳专业的研究人才、和高等院校合作及相关政府领导的方向性指导，使得托普仪器的农业物联网技术在时间的打磨下越来越成熟，越来越贴近用户需求。2014年，托普仪器联合中国工程院孙九林院士团队建立企业院士工作站，使公司研发水平更加精进，更具实力。5年来，托普仪器先后完成农业物联网系统10余个，在全国各地成功搭建的项目不胜枚举。其中，长春农博园、慈溪海通时代农场、山东兰陵（苍山）农业物联网示范园、江西凤凰沟物联网生态餐厅等项目更是被广大用户所熟知，成为众人津津乐道的农业物联网成功案例。 紧跟时代，助力农业，托普人在追求自身“农业梦”的同时，也一直都在帮助别人实现他们心中的农业梦想。相信通过大家的不懈努力，托普农业物联网技术必将惠及更多的农业人。

基于物联网的智能大棚灌溉系统的设计

基于物联网的智能大棚灌溉系统的设计 【摘要】本文对智能大棚的灌溉系统进行了研究，提出了基于物联网的智能大棚灌溉系统的自动控制，利用各种传感器采集信息传送到C8051F340从机，从机通过Can控制器和Can收发器，传到总线，总线再通过Can控制器和Can 收发器传到到主机，将数据信息通过以太网输送到上位机，采集的信息与数据库里的参数进行比较，实现上位机控制下位机，根据温度，湿度等配置控制配置营养液进行自动灌溉。 【关键词】C8051F340；can；物联网；cp2200 物联网就是“物物相连的互联网”，通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。我国是农业大国，人口众多，对粮食蔬菜等农作物需求巨大，随着农村大量劳动力流向城市，农村劳动力长远看会出现短缺，而我国农业灌溉中大多还是采用传统的灌溉方式，不仅耗人力而且水资源也是浪费，传统的灌溉还有不及时，效率低，灌溉量不精确等问题。本文提出了智能大棚灌溉系统的设计，研究了通过传感器检测来判定是否灌溉，灌溉是否完成，充分考虑关照，温湿度等对需求量的影响，并考虑到不同季节不同作物需水量的不同，通过水位监测判定是否灌溉完成，通过vc界面选择不同季节，不同作物，通过传感器检测到的环境参数与上位机数据库中的标准参数比较，判定是否要进行灌溉，灌溉量是多少，由上位机传达命令到下位机控制执行机构工作，进行浇水灌溉，达到最佳的灌溉效果。 1.总体设计 1.1 总体框图 如图1所示，由C8051F340构成网络节点，传感器采集的信息输入到这些从机，从机通过can总线传递给主机C8051F340，主控机汇总消息，传输到网络然后传到上位机电脑，采集的数据信息与上位机中数据库内的标准参数比较，分析，优化，最后上位机发出控制命令控制下位机工作。 1.2 下位机框图 下位机（如图2）由C8051F340单片机和采集装置、执行机构组成。其中C8051F340单片机是核心，起控制作用；采集装置由一些传感器构成。灌溉时要考虑光照，空气温湿度故检测装置有光照传感器和温湿度传感器，灌溉是否完成需要水位监测；执行机构有通风装置，灌溉装置和加温装置，在灌溉时需要通风，而冬天东风温室大棚内温度会低，故要进行加热升温，当需要灌溉时，单片机从机接收指令，控制执行机构动作，实现灌溉。 2.硬件设计 C8051F340是美国Silabs公司生产的与标准8051兼容的高速单片机，它具有速度高，功耗低，有丰富的外围设备，片内还集成了数据采集和控制所常用的模拟部件、其他数字外设和功能部件，是完全集成的混合信号系统及芯片。 2.1 传感器与单片机的连接 如图3，温湿度传感器选用SHT11，这是瑞士Sensirion公司生产的具有二线串行接口的单片全校准数字式新型相对湿度和温度传感器，可用来测量相对湿度、温度等，分辨率高。光传感器选用TSC2561，它是TAOS公司推出的一种

基于物联网的智能农业发展趋势

基于物联网的智能农业发展趋势 戴起伟[1] （江苏省农业科学院农业经济与信息研究所） 摘要：智能农业作为现代农业的重要标志和高级阶段，呈现出信息采集智能化、资源利用数字化、信息网络全球化、农产品电子商务分工专业化、信息应用全程化、生产管理智能化等发展趋势。物联网被视为战略新兴产业和新的经济增长点，对于智能农业未来发展具有着前所未有的应用前景，但目前在农业方面的应用还处于起步阶段，文章在分析了物联网技术对于提升农业信息化水平的重要作用后，提出了在农业方面的重点应用领域。 目前，信息技术正日益深刻地改变着世界经济格局、社会形态和人类生活方式，同时也被广泛应用于农业各个领域。智能农业或信息化农业是现代科学技术革命对农业产生巨大影响下逐步形成的一个新的农业形态，其显著特征是在农业产业链的各个关键环节，充分应用现代信息技术手段，用信息流调控农业生产与经营活动的全过程。在智能农业环境下，信息和知识成为重要投入主体，并能大幅度提高物质流与能量流的投入效率，智能农业是现代农业发展的必然趋势和高级阶段。在加快传统农业转型升级的过程中，智能农业将成为发展现代农业的重要内容，为加快发展农村经济，进一步提高农民收入提供新的经济增长极；为加快农业产业化进程，增强农业综合竞争力提供新的技术支撑。 1 智能农业是现代农业的重要标志和高级阶段 现代农业相对于传统农业，是一个新的发展阶段和渐变过程。智能农业既是现代农业的重要内容和标志，也是对现代农业的继承和发展。其基本特征是高效、集约，其核心是信息、知识和技术在农业各个环节的广泛应用。信息技术取代机械与人力，知识要素取代资本要

素和劳动要素，使得信息、知识成为驱动经济增长的主导因素，使农业增长从主要依赖自然资源转向主要依赖信息资源和知识资源。智能农业是低碳经济时代农业发展形态的必然选择，代表了农业发展的根本方向，符合人类可持续发展的愿望。 2 智能农业主要发展趋势 2.1 农作信息采集智能化、资源利用数字化 充分利用现代地球空间与地理信息技术、传感技术、手持便捷信息识别技术等获取与作物生产有关的各种生产信息和环境参数，对耕作、播种、施肥、灌溉、喷药和除草等田间作业进行数字化控制，使农业投入品的资源利用精准化，效率最大化。 2.2 农业信息网络全球化扩展 目前，信息技术已经深刻地渗透到世界的每一个角落。农业信息资源的获取和服务也正打破国界的限制，加速走向国际化和全球化。通过信息网络和各类媒体，农业信息在全世界的流量呈几何级数式扩张，流速也正以前所未有的方式进入高速时代。农业信息化深刻地影响着世界农业资源配制，助推农产品贸易的国际竞争日趋加剧。同时，农业信息资源数据库正向专业化、集成化、共享化和知识化管理方向发展，等等。 2.3 农产品电子商务分工专业化 网络和通讯技术的发展、电子商务交易的普及和成熟，使得通过网络销售农产品，可在瞬间完成信息流、资金流和实物流的交易,农产品电子商务已不再单是产品供求交易的操作，而是前延至产前订单、后续至流通配送等综合性的服务，即紧紧围绕产业链环节，在信息化管理的平台上实现信息共享、管理对接和功能配套。 2.4 农业信息传播多媒体化 视频制作与压缩技术、数字动漫技术、虚拟仿真技术、手机网络传媒技术等多媒体技术，具有传播快、覆盖广、形象生动、丰富多彩、易于操作等特点，为农业复杂问题的简化表达与传播提供了空前的便