1、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)解決方案項(xiàng)目背景物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是將采集數(shù)據(jù)經(jīng)行分析后進(jìn)行的全自動監(jiān)控灌溉、施肥、噴藥、降溫和補(bǔ)光等一系列操作，它由中央控制柜與多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成兩級分布式計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，具有分散采集，集中操作管理的特點(diǎn)，系統(tǒng)配置可以根據(jù)要求靈活增加或減少。通過傳感器實(shí)時(shí)采集溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)，并傳到各個(gè)節(jié)點(diǎn)，數(shù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的通訊，在計(jì)算機(jī)軟件界面上可顯示所采集到環(huán)境參數(shù)的值，可進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定、存貯、報(bào)警。一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)具體項(xiàng)目背景：托普云農(nóng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是將采集數(shù)據(jù)經(jīng)行分析后進(jìn)行的全自動監(jiān)控灌溉、施肥、噴藥、降溫和補(bǔ)光等一系列操作，它由中央控制柜與多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成

2、兩級分布式計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)，具有分散采集，集中操作管理的特點(diǎn)，系統(tǒng)配置可以根據(jù)要求靈活增加或減少。通過傳感器實(shí)時(shí)采集溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)，并傳到各個(gè)節(jié)點(diǎn)，數(shù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的通訊，在計(jì)算機(jī)軟件界面上可顯示所采集到環(huán)境參數(shù)的值，可進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定、存貯、報(bào)警。具體如下：托普云農(nóng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的階段來看，無論是從種植的培育階段和收獲階段，都可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)來提高它工作的效率和精細(xì)管理。例如：（1）在種植準(zhǔn)備的階段，我們可以通過在溫室里布置很多的傳感器，實(shí)時(shí)采集當(dāng)前狀態(tài)下土壤信息，來選擇合適的農(nóng)作物并提供科學(xué)的種植信息及其數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)。（2）在種植和

3、培育階段，可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)手段進(jìn)行實(shí)時(shí)的溫度、濕度、CO2等的信息采集，且可以根據(jù)信息采集情況進(jìn)行自動的現(xiàn)場控制，以達(dá)到高效的管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控的目標(biāo)，從而應(yīng)對環(huán)境的變化，保證植物育苗在最佳環(huán)境中生長。例如：通過遠(yuǎn)程溫度采集，可了解實(shí)時(shí)溫度情況然后手動或自動的在辦公室對其進(jìn)行溫度調(diào)整，而不需要人工去實(shí)施現(xiàn)場操作，從而節(jié)省了大量的人力。（3）在農(nóng)作物生長階段，可以利用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測作物生長的環(huán)境信息、養(yǎng)分信息和作物病蟲害情況。利用相關(guān)傳感器準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地獲取土壤水分、環(huán)境溫濕度、光照等情況，通過實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)測和物定作物的專家經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，配合控制系統(tǒng)調(diào)理作物生長環(huán)境，改善作物營養(yǎng)狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)作物的病

4、蟲害爆發(fā)時(shí)期，維持作物最佳生長條件，對作物的生長管理及其為農(nóng)業(yè)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)信息等方面有著非常重要的作用。（4）在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，我們也同樣可以利用物聯(lián)網(wǎng)的信息，把它傳輸階段、使用階段的各種性能進(jìn)行采集，反饋到前端，從而在種植收獲階段進(jìn)行更精準(zhǔn)的測算?？偠灾?，托普云農(nóng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)能大大的提高生產(chǎn)管理效率，節(jié)省人工（例如：對于大型農(nóng)場來說，幾千畝的土地如果用人力來進(jìn)行澆水施肥，手工加溫，手工卷簾等工作，其工作量相當(dāng)龐大且難以管理，如果應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，手動控制也只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)的微小的動作，前后不過幾秒，完全替代了人工操作的繁瑣），而且能非常便捷的為農(nóng)業(yè)各個(gè)領(lǐng)域研究等方面提供強(qiáng)大的科學(xué)數(shù)據(jù)

5、理論支持，其作用在當(dāng)今的高度自動化、智能化的社會中是不言而諭的。二、托普云農(nóng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)：（1）監(jiān)控功能系統(tǒng)：根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)獲取的植物實(shí)時(shí)的生長環(huán)境信息，如通過各個(gè)類型的傳感器可監(jiān)測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可以選配，如土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負(fù)責(zé)接收無線傳感匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲、顯示和數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)所有基地測試點(diǎn)信息的獲取、管理、動態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)以上各類信息的反饋對農(nóng)業(yè)園區(qū)進(jìn)行自動灌溉、自動降溫、自動卷模、自動進(jìn)行液體肥料施肥、自動噴藥等自動控制。（2）監(jiān)測功能系統(tǒng)

6、：在農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動信息檢測與控制，通過配備無線傳感節(jié)點(diǎn)，太陽能供電系統(tǒng)、信息采集和信息路由設(shè)備、配備無線傳感傳輸具系統(tǒng)，每個(gè)基點(diǎn)配置無線傳感節(jié)點(diǎn)，每個(gè)無線傳感節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可以選配，如土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負(fù)責(zé)接收無線傳感匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲、顯示和數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)所有基地測試點(diǎn)信息的獲取、管理、動態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報(bào)警信息和短信報(bào)警信息。（3）實(shí)時(shí)圖像與視頻監(jiān)控功能：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本概念是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)上作物與環(huán)境、土壤及肥力間的物物相

7、聯(lián)的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，通過多維信息與多層次處理實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的最佳生長環(huán)境調(diào)理及施肥管理。但是作為管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員而言，僅僅數(shù)值化的物物相聯(lián)并不能完全營造作物最佳生長條件。視頻與圖像監(jiān)控為物與物之間的關(guān)聯(lián)提供了更直觀的表達(dá)方式。比如：哪塊地缺水了，在物聯(lián)網(wǎng)單層數(shù)據(jù)上看僅僅能看到水分?jǐn)?shù)據(jù)偏低。應(yīng)該灌溉到什么程度也不能死搬硬套地僅僅根據(jù)這一個(gè)數(shù)據(jù)來作決策。因?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的不均勻性決定了農(nóng)業(yè)信息獲取上的先天性弊端，而很難從單純的技術(shù)手段上進(jìn)行突破。視頻監(jiān)控的引用，直觀地反映了農(nóng)作物生產(chǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，引入視頻圖像與圖像處理，既可直觀反映一些作物的生長長勢，也可以側(cè)面反映出作物生長的整體狀態(tài)及營養(yǎng)水平?？梢詮恼w

8、上給農(nóng)戶提供更加科學(xué)的種植決策理論依據(jù)。三、主要監(jiān)測參數(shù)（可按自身的要求任意選擇）：測定指標(biāo)：溫度；濕度；光照強(qiáng)度；光合有效輻射；CO2；土壤溫度；土壤水分；土壤PH值；電導(dǎo)（鹽份）；氣壓；風(fēng)向；風(fēng)速；雨量等等。四、項(xiàng)目的需求分析：（一）、信息采集子系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)采集點(diǎn) 無線發(fā)射模塊、太陽能電池板、支架、蓄電池2、數(shù)據(jù)采集傳感器 溫度傳感器、濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、光合有效輻射傳感器、CO2傳感器、土壤溫濕度傳感器、風(fēng)向、速、雨量傳感器等3、數(shù)據(jù)分析及顯示部分 電腦、軟件、無線接收模塊、報(bào)警系統(tǒng)備注：數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)數(shù)可根據(jù)客戶需求或?qū)嶋H分析確定數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)數(shù)（建議以大棚或每塊田地為單位根據(jù)實(shí)際

9、大小確定每個(gè)大棚或田地的節(jié)點(diǎn)數(shù)量），其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)附帶一個(gè)該類型的數(shù)據(jù)采集傳感器，如有傳感器及其電腦主機(jī)、顯示器的尺寸、特殊精度、數(shù)量和品牌等要求請?jiān)谡f明一欄中說明。若無特殊說明將按系統(tǒng)的實(shí)際情況及其用戶要求作出最佳配置選擇。（二）、無線控制部分備注：其中控制柜具體數(shù)量根據(jù)控制點(diǎn)的數(shù)量而定；變頻器可一拖三（即一個(gè)變頻器可公用與三個(gè)水泵等設(shè)備），如需特殊要求請?jiān)谡f明一欄中說明。若無特殊說明將按系統(tǒng)的實(shí)際情況及其用戶要求作出最佳配置選擇。（三）、實(shí)時(shí)圖像與監(jiān)控部分備注：如需特殊要求請?jiān)谡f明一欄中說明。若無特殊說明將按系統(tǒng)的實(shí)際情況及其用戶要求作出最佳配置選擇。（四）、托普云農(nóng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)整體功

10、能部分：1、氣象站及聯(lián)動棚內(nèi)各項(xiàng)數(shù)據(jù)能統(tǒng)計(jì)分析，并實(shí)時(shí)在控制室電腦顯示、分析；2、監(jiān)控圖像、數(shù)據(jù)分析等圖像同時(shí)在多臺液晶屏上顯示；3、數(shù)據(jù)及監(jiān)控圖像通過GPRS傳到網(wǎng)絡(luò)，用戶可在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方查看，并可根據(jù)其用戶權(quán)限進(jìn)行相應(yīng)的操作；4、可遠(yuǎn)程控制田間電磁閥，并設(shè)定不同的灌溉施肥方案；遠(yuǎn)程控制監(jiān)控?cái)z像頭。以上遠(yuǎn)程控制及訪問需要設(shè)定不同的權(quán)限，遠(yuǎn)程訪問都需要有記錄保存；5、收集的數(shù)據(jù)能設(shè)定警戒值，如果超出警戒值可發(fā)送警報(bào)到控制室或者手機(jī)上，以免發(fā)生意外情況；6、根據(jù)用戶需求，若需要和原有的電磁閥、施肥機(jī)等設(shè)備進(jìn)行銜接，在用戶提供原有設(shè)備接口和通信協(xié)議的情況下可進(jìn)行有效銜接，但是建議盡量不適用原有

11、設(shè)備，以免對以后系統(tǒng)的實(shí)施、維護(hù)和升級等過程造成困難；7、能提供充足的升級空間，可滿足后續(xù)創(chuàng)新園建設(shè)中的監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集、田間灌溉的提升需求并預(yù)留接口，可對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模的升級；8、大棚可完成自動灌溉、自動噴藥、自動施肥（液態(tài)肥）等功能，且不需人工干預(yù)，只需在辦公室進(jìn)行鼠標(biāo)操作便可輕松完成上述復(fù)雜動作，而且系統(tǒng)可設(shè)定自動模式，例如：根據(jù)當(dāng)前自動采集的水分來判定是否需要灌溉等動作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動化。五、1托普云農(nóng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：A、在辦公室及鋼構(gòu)房控制室內(nèi)各安裝一臺液晶顯示器，實(shí)時(shí)顯示收集的數(shù)據(jù)及監(jiān)控畫面，且兩臺顯示器需同步顯示。B、供電方式：采用兩種供電模式，即市電與太陽能雙電源

12、供電系統(tǒng)，保證設(shè)備在任何氣候環(huán)境下都能持續(xù)工作。C、傳輸方式：模式1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）模式2 全球移動通信系統(tǒng)（GSM）模式3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)+全球移動通信系統(tǒng)+互聯(lián)網(wǎng)（WSN+GSM+Internet）模式4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)+噴滴灌或只能作業(yè)等控制終端（WSN+作業(yè)終端）模式5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)+WebGIS（WSN+WebGIS）D、通訊接口：無線自組織網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，串口通信接口等。E、數(shù)據(jù)采集傳輸部分軟件的功能：可在線實(shí)時(shí)連續(xù)的采集和記錄監(jiān)測點(diǎn)位的各項(xiàng)參數(shù)情況，可成表格顯示，曲線顯示，柱狀圖顯示，有報(bào)警功能，數(shù)據(jù)可隨時(shí)調(diào)出查看。可擴(kuò)充多達(dá)65536個(gè)點(diǎn)?？稍O(shè)定各監(jiān)測點(diǎn)位的報(bào)警限值，

13、當(dāng)出現(xiàn)被監(jiān)測點(diǎn)位數(shù)據(jù)異常時(shí)可自動發(fā)出聲光報(bào)警信號，并發(fā)送警報(bào)到控制室或者手機(jī)上。2、系統(tǒng)控制部分實(shí)施方案：在控制工程方面，項(xiàng)目采用工業(yè)控制技術(shù)，嚴(yán)格遵循工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)。采用現(xiàn)在已穩(wěn)定應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)的PLC作為控制核心，采用變頻水泵及其電磁閥等控制對灌溉、施肥實(shí)施恒壓、節(jié)能、長時(shí)間無人值守的自動控制。控制柜與控制室之間通過無線連接。控制室與控制柜之間的最大距離在5KM。建議控制柜安放與室內(nèi)，最好一起放在控制室內(nèi)，以便直接根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)控制。（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)：A、PLC主控制部分B、供水，供肥，噴藥系統(tǒng)：采用國際上先進(jìn)的變頻控制系統(tǒng)（變頻的優(yōu)點(diǎn)：自動恒壓輸出，能對電機(jī)的過載、發(fā)熱、爆管等情況

14、進(jìn)行自動控制，安全可靠并可延長整個(gè)系統(tǒng)的使用壽命），根據(jù)現(xiàn)有場地或客戶要求定做。C、連接系統(tǒng)：需無線大功率遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)，中間繼電系統(tǒng)數(shù)臺，高壓、防雷系統(tǒng)、過流、過熱、超壓、欠壓保護(hù)保護(hù)系統(tǒng)，供水，供肥，噴藥系統(tǒng)（具體要看客戶要求）。D、其他：在主管道上安裝反饋壓力變送器，以達(dá)到及時(shí)自動控制管道內(nèi)水壓。（2）可達(dá)到的功能：通過采集信息部分發(fā)來的指令可完成自動灌溉、自動施肥、自動噴藥、能遠(yuǎn)程控制田間電磁閥，并根據(jù)設(shè)定不同的灌溉施肥方案進(jìn)行灌溉施肥（通過電腦手動開啟或關(guān)閉閥門的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)沒有不同作物的施肥專家?guī)欤?。遠(yuǎn)程控制監(jiān)控?cái)z像頭，可通過GPRS遠(yuǎn)程查看當(dāng)?shù)厍闆r，但其流暢程度據(jù)當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)速

15、情況而定。以上遠(yuǎn)程控制及訪問需要設(shè)定不同的權(quán)限并要通過輸入密碼來實(shí)現(xiàn)，所有的遠(yuǎn)程訪問都有記錄保存。系統(tǒng)上位機(jī)數(shù)據(jù)采集及其控制顯示界面系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集監(jiān)測部分 系統(tǒng)控制部分The furthest distance in the worldIs not between life and deathBut when I stand in front of youYet you dont know thatI love you.The furthest distance in the worldIs not when I stand in front of youYet you cant see my loveBut when undoubtedly knowing the love from bothYet cannot be together.The furthest distance in the worldIs not being apart while being in loveBu