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智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺

建設方案

目錄

第一章概述...............................................4

1.1項目背景.........................................4

1.1.1發(fā)展現(xiàn)狀...................................4

1.1.2傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)存在的問題.........................4

1.1.3智慧農(nóng)業(yè)的概念.............................4

1.2項目建設原則......................................5

1.3項目建設的目的...................................7

第二章智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設計方案...............................7

2.1總體方案設計目標..................................7

2.2智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組網(wǎng)圖.........................9

2.2.1智能溫室組網(wǎng)說明..........................9

2.2.2智能節(jié)水灌溉組網(wǎng)說明.....................10

2.2.3組網(wǎng)方式...................................11

2.2.4遠程操作模式.............................11

第三章智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺介紹............................11

3.1平臺軟件.........................................11

3.1.1平臺軟件總體框架設計.....................11

3.1.2平臺軟件功能...............................13

3.2智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)方案設計......................20

3.2.1智能控制系統(tǒng).............................20

3.2.2傳感器與控制設備..........................21

3.3智慧農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)優(yōu)勢............................22

第四章項目管理..........................................23

4.1實施計劃........................................23

4.2實施步驟.........................................23

4.2.1前期準備..................................23

4.2.2設備采購..................................24

4.2.3安裝測試..................................24

4.2.4項目驗收..................................24

4.3系統(tǒng)測試.........................................24

第五章用戶培訓..........................................26

5.1培訓概述........................................26

5.2培訓原則........................................27

5.3培訓目的.........................................27

5.4培訓方式.........................................27

5.5培訓地點.........................................28

使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)更具備“智慧”。除了精準感知、控制與決議管理

外，從廣泛意義上講，智慧農(nóng)業(yè)還包含農(nóng)業(yè)電子商務、食品溯

源防偽、農(nóng)業(yè)休閑旅游、農(nóng)業(yè)信息服務等方面內(nèi)容。

智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高級階段，是集新興互聯(lián)網(wǎng)、移動互

聯(lián)網(wǎng)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術為一體，依靠布署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場

各種傳感節(jié)點（環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等）

和無線通信網(wǎng)絡實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境智能感知、智能預警、智能

決議、智能分析、教授在線指導，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準化種

植、可視化管理、智能化決議。

“智慧農(nóng)業(yè)”是云計算、傳感網(wǎng)、3s等多個信息技術在農(nóng)

業(yè)中綜合、全方面應用，實現(xiàn)更完備信息化基礎支撐、更透徹

農(nóng)業(yè)信息感知、更集中數(shù)據(jù)資源、更廣泛互聯(lián)互通、更深入智

能控制、更貼心公眾服務?！爸腔坜r(nóng)業(yè)”與當代生物技術、種

植技術等高新技術融合于一體，對建設世界水平農(nóng).業(yè)具備主要

意義。

1.2項目建設標準

智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺建設遵照以下幾項標準：

易用性標準

人性化為設計第一標準，貼近用戶需求，簡單實用是該系

統(tǒng)方案設計基礎，設計開發(fā)產(chǎn)品，能夠讓用戶在經(jīng)過簡單培訓

后能快速使用，同時要在節(jié)水澆灌日常管理中發(fā)揮巨大作用，

產(chǎn)生實際意義。

可靠性標準

可靠性設計是系統(tǒng)設計主要組成部分，貫通于系統(tǒng)功效設

計各個步驟。確保整個系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠運行，用戶能夠長久

使用。

時效性標準

數(shù)據(jù)實時采集，閥門、泵站實時控制，實時傳輸，實時響

應，為應用程序?qū)痈黝悩I(yè)務操作提供強大支撐。

安全性

在系統(tǒng)管理模式上，采取多用戶/多角色管理模式，系統(tǒng)

登陸密碼采取MD5進行加密，每個用戶對應不一樣系統(tǒng)權

限，將維護管理與常規(guī)應用分開，防止人為造成系統(tǒng)故障：

最終，系統(tǒng)采取多級日志統(tǒng)計，對控制類、數(shù)據(jù)訪問類、統(tǒng)計

分析類操作進行不一樣日志統(tǒng)計，方便在產(chǎn)生故障時明確責任

和排查問題。

標準型標準

該項目采取智能澆灌綜合管理系統(tǒng)所包括各項軟件開發(fā)工

具及系統(tǒng)開發(fā)平臺，均符合我國國家標準、信息產(chǎn)業(yè)部、水利

部、農(nóng)業(yè)部相關技術規(guī)范和要求。

1.3項目建設目標

水肥一體化智能澆灌系統(tǒng)能夠幫助生產(chǎn)者很方便實現(xiàn)自動

水肥一體化管理。

實現(xiàn)智能化監(jiān)測、控制澆灌中供水時間、施肥濃度以及供

水量。各類傳感器可實時監(jiān)測溫室環(huán)境數(shù)據(jù)、澆灌狀態(tài)等，

可依照設定土壤濕度上下限自動完成澆灌任務。依照環(huán)境數(shù)

據(jù)自動開啟天窗、風機、卷簾等電氣設備。

經(jīng)過水肥一體化系統(tǒng)建設，充分提升科學管理效率，達成

節(jié)水、節(jié)肥、省電目標，同時提供生產(chǎn)效率，降低勞動強

度，降低人力成本。

第二章智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)設計方案

智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要是由閥門、水表、水泵、自動反

沖洗過濾系統(tǒng)、智肥化施肥機/施肥罐、安全閥、電磁閥、風

機、卷簾、氣象站、田間管道系統(tǒng)等組成。該系統(tǒng)適合在已建

成設施農(nóng)業(yè)基地或符合建設微灌、滴灌、噴灌等要求地方應

用，適適用丁育苗、蔬菜、水果、大型澆灌等農(nóng)業(yè)工作。

2.1總體方案設計目標

自動化系統(tǒng)建設目標是農(nóng)業(yè)澆灌等操作實現(xiàn)無人值守。在

系統(tǒng)正常運行后，除去通常性巡查、巡檢等工作外，澆灌全過

程無需人工操作，這就要求全部澆灌需要操作步驟必須具備自

動控制條件，比如水泵或閥門，而且相互之間具備穩(wěn)定可靠通

訊路徑，以實現(xiàn)遠距離遙控。同時還要求實時監(jiān)測流量、壓

力、土壤墻情等運行數(shù)據(jù)，首先是獲取自動控制目標參數(shù)、過

程參數(shù)和安全保護數(shù)據(jù)等，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行；另首先是為

更高層次管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)基礎，以實現(xiàn)信息化管理伎倆。

該項目水肥一體化系統(tǒng)設計主要包含：平臺軟件、智能溫

室控制系統(tǒng)、傳感器與控制設備等三部分。每個系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)

和信息交互形成一個有機整體，最終達成智能控制和管理目

標。

平臺軟件：對各類數(shù)據(jù)、信息、業(yè)務、應用進行統(tǒng)一管理

和維護，能夠?qū)崟r監(jiān)測整個系統(tǒng)運行情況，包含手機APP及

PC端軟件。

溫室控制器：控制風機、卷簾、閥門、天窗等電氣設備。

傳感器與實時控制設備：壓力傳感器、流量傳感器、土壤

埔情站、電動閥與水泵等。

2.2智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組網(wǎng)圖

2.2.1智能溫室組網(wǎng)說明

該組網(wǎng)圖演示為小面積示范區(qū)，每個連棟溫室為1個澆灌

區(qū)域，1個子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)完成對溫室內(nèi)風機、卷簾、天

窗、閥門、水泵等設備自動化控制，同時完成溫室內(nèi)空氣溫濕

度、二氧化碳、光照強度、土壤墻情等傳感器數(shù)據(jù)采集工作，

并把相關數(shù)據(jù)上傳至控制中心，實現(xiàn)全自動化管理。后續(xù)擴建

將每個溫室劃劃分為一個子系統(tǒng)，直接接入到控制中心即可，

可實現(xiàn)大面積智能溫室水肥一體化管理。

2.2.2智能節(jié)水澆灌組網(wǎng)說明

電磁閥土填溫濕度空氣溫濕度土堰水分

壓力計水位計流量計

電動閥傳感器傳感器傳感器

2.2.3組網(wǎng)方式

溫室控制器與控制中心采取GPRS無線傳輸及控制模式，

溫室控制器與電氣設備、傳感器之間連接采取有線連接方式。

該種組網(wǎng)方式穩(wěn)定可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制，可隨時隨地

查看溫室實時狀態(tài)及實時數(shù)據(jù)。

2.2.4遠程操作模式

智慧農(nóng)業(yè)操作模式分為三種。

1）全自動模式：依照設定閥值自動控制開關，無需人為控

制和管理。

2）定時模式：可人為設置設備開啟關閉時間，按照設定時

間，自動完成相關操作。

3）手動模式：能夠?qū)γ總€設備進行手動開關。

第三章智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺介紹

3.1平臺軟件

3.1.1平臺軟件總體框架設計

平臺軟件是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功效載體，是系統(tǒng)最終能否發(fā)揮

效用關鍵所在，所以能夠說管理軟件好壞決定著項目標成敗。

節(jié)水澆灌實時監(jiān)測與自動化控制綜合管理系統(tǒng)軟件為三層結(jié)

構(gòu)，見下列圖:

應用層Web

數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層主要完成各類數(shù)據(jù)采集和存放，如土壤墻情數(shù)據(jù)、

氣象數(shù)據(jù)、植物生長數(shù)據(jù)及各類傳感器數(shù)據(jù)等。

該層為底層，主要完成各類數(shù)據(jù)自動采集、存放和處理，

各類控制指令發(fā)送，各類測控設備配置和管理等。由開發(fā)人員

或?qū)I(yè)技術人員進行配置和維護，不需要通常操作人員掌握。

應用層

該層為關鍵層，最主要內(nèi)容就是澆灌計劃制訂和執(zhí)行?？?/p>

依照自動采集氣象、墻情等數(shù)據(jù)，結(jié)合人工輸入作物不一樣生

長階段需水信息、以往澆灌經(jīng)驗值等數(shù)據(jù)，制訂出科學合理澆

灌計劃。

澆灌計劃形成后，即由該層自動控制程序負責執(zhí)行，按照

計劃時間點自動發(fā)出對應控制指令，操作泵、閥等設備。在澆

灌計劃執(zhí)行過程中，依照自動監(jiān)測氣象、墻情等改變情況做出

預警，并生成優(yōu)化和調(diào)整方案，人工確定后繼續(xù)執(zhí)行。比如：

降雨停灌、降雨不足調(diào)整澆灌時間或強度、堵情超限停灌等

等。

適時調(diào)整和優(yōu)化澆灌計戈IJ,并提醒后臺管理人員，是否按

照新優(yōu)化方案執(zhí)行澆灌計劃。

界面層

界面層為軟件設計最上層，設計目標為科學、美觀、易

用、易維護。該層可提供豐富數(shù)據(jù)分析，實時顯示灌區(qū)澆灌情

況、土壤墻情參數(shù)以及整個灌區(qū)網(wǎng)絡拓撲圖，可結(jié)合FLASH等

工具多采取圖形界面，能夠自動生成各類數(shù)據(jù)圖表。

3.1.2平臺軟件功效

應用軟件必須是基于B/S與C/S結(jié)構(gòu)格調(diào)界面，要采取

全圖形化設計，支持觸摸屏控制，達成操作員會上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁

就會使用應用軟件要求應用軟件采取上節(jié)所述標準三層結(jié)構(gòu)，

底層用C++編程，界面腳本采取JAVA語言，數(shù)據(jù)庫采取

MYSQLo應用功效模塊包含上述功效結(jié)構(gòu)圖中全部內(nèi)容，內(nèi)嵌集

成必要數(shù)學分析模型。

件

平臺軟

理

用戶管

析

數(shù)據(jù)分

用權角設參遠歷故數(shù)數(shù)報

戶限色備數(shù)程史障據(jù)據(jù)表

管管管配配控記處查曲管

理理理置置制錄理詢線理

灌灌灌用計模

初

溉溉溉水劃統(tǒng)日

始型

計志

計計計調(diào)數(shù)#

化

劃劃劃度據(jù)數(shù)分管

設析理

置制優(yōu)監(jiān)管管設

定化控理理定

理

戶管

.1用

3.1.2

員

操作

理員、

：管

色（如

一樣角

分成不

用戶

系統(tǒng)

用該

對使

，

等）

予

時賦

注冊

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用戶

詳細

，對

權限

對應

授予

角色

一樣

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身

經(jīng)過

需要

陸時

統(tǒng)登

本系

限。

用權

應使

到對

而得

，從

角色

對應

。

控制

權限

對應

并受

統(tǒng)，

該系

進入

才能

用戶

正當

只有

證，

份驗

。

管理

全性

統(tǒng)安

了系

實現(xiàn)

從而

按照

管理

權限

別，

單級