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1、精准化农业生产无线监测系统设计方案青岛正茂科技有限公司QINGDAO EGROWING TECHNOLOGY Co., Ltd1. 项目背景近年来，农业大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。传统的人工监控方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室监控系统价格昂贵，不适合国情。 针对目前大棚发展的趋势，提出了一种大棚智能监控系统的设计。根据大棚智能监控的特殊性，需要传输大棚现场参数给管理者，并把管理者的命令下发到现
2、场执行设备，同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。基于ZIGBEE+GPRS的智能大棚监控系统使这些成为可能。2. 企业简介青岛正茂科技有限公司，一家专注于工业设备数字无线远程监控和管理技术的产品公司，总部设在美丽的海滨城市青岛。目前公司已经获得多项国家技术发明专利和版权登记，是青岛高新技术企业。正茂科技和全球及国内知名企业建立了合作伙伴联盟，并和美国、德国、以色列、台湾、香港等地的机构合作，为全球的企业机构提供我们专业的远程监控工业产品和技术服务。农业大棚无线远程温湿度监控系统可以和各型传感设备直接集成进行监控。我们的产品除了可以实时监控各探测点的运行状态，还
3、具有在意外情况时向管理员提供短信报警、根据采集数据智能控制设备启停的功能，而且还可以对历史监测数据进行查询、对比和分析。3. 系统概述精准化农业生产无线监测系统可实时采集大棚内温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度、土壤水分、土壤Ph值、土壤氮磷钾含量、果蔬农残留含量、生长周期视频等参数，以直观的图表和曲线的方式显示给管理用户，并根据种植作物的需求提供各种声光报警信息。当温度、湿度等相关参数指标超过设定标准时，系统自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌、开关卷帘、补光灯、Co2发生器等)。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，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
4、提供及时的科学的依据，同时实现监管自动化。4.系统特点l无线采集：运用当今最流行的物联网技术，实现了各型传感设备的无线采集，通过远程电脑获取数据，并通过监控软件进行分析、预警、自动打印。l组网传输：信号采用先进组网无线传输技术，克服距离障碍、信号无衰减，无串扰，抗干扰强。l 远程访问：完全B/S架构，纯.NET开发技术，远程查看、操作控制，只需录入网址即可轻松实现。l 实时监控：采用自动化无线监控功能，每天24小时实时监控，避免了人工监控可能出现的监控不及时、不准确，设备长时间非正常运转等问题。l 报警功能：超过预设值系统自动报警，报警方式主要有声音报警、手机短信报警、邮件报警、模块不采集报警
5、等。各监控点报警方式配置灵活，同一监测点可以分时段、分人员报警，便于交接班管理。l 测量准确、安装简单：数据采集范围大，测量精度高。检测间隔时间在1秒以上任设。数据无线上传，无需单独穿墙布线，安装方便简单。l自动开关控制：远程自动控制水泵、排风扇、加热器、电磁阀、卷帘机等设备的开关，并可实现远程查询设备的启停历史记录。l自动打印：定时自动打印功能，根据具体情况可以任意设定打印时间，及打印内容。l快速查询：系统提供历史数据查询、数据导出、图表显示、报表生成和打印等。l管理灵活：系统支持多部门、多角色、自定义灵活管理。不仅可使每个部门都能管理自己部门的设备，也可使具有一定权限的人员来同时监控整个系
6、统的运行状态，既独立又统一，使管理更加灵活方便。l低成本高效率：比传统有线监控成本更低，无需布线；克服传统有线监控线路经常断线、查线的麻烦问题，传输效率更高。l液晶显示：数据显示仪采用超大屏幕液晶显示，使显示结果更清晰明了。5.系统架构（1）总体架构系统的总体架构分为传感信息采集、视频监控、智能分析和远程控制四部分。（2）系统组成大棚数据采集系统：主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。数据传感器的上传采用ZigBee和Rs485两种模式。根据传输方式的不同，温室现场部署分为无线版和有线版两种。无线采用ZigBee发送模块将传感器的数值传送到zigBee中心节点
7、上,zigbee中心节点收到的感器数据、控制指令再通过GPRS网络远传到上位机的业务平台。实时监测大棚现场的传感器参数，控制大棚现场的相关设备。zigbee无线具有部署灵活，扩展方便，省去布线麻烦，成本低，组网灵活，抗干扰能力强等优点。控制系统：该系统主要由控制设备和相应的继电器控制电路组成，通过zigbee无线去自由控制各种农业生产设备，包括：喷淋、滴灌等喷水系统，卷帘、风机等空气调节系统以及卷帘机、遮阳网等温度调节系统等。无线传输系统：该系统主要将设备采集到的数据，通过无线zigbee 结合GPRS远传到服务器上数据处理系统：该系统负责对采集的数据进行存储和信息处理，为用户提供分析和决策依
8、据，用户可随时随地通过电脑和手机等终端进行查询。（3）系统平台示意图A.数据采集示意图B.系统执行控制示意图 C.节能、节水灌溉示意图 （4）软件界面各监控点（采集点）参数配置灵活，配置信息清楚，便于查看。各监控点报警方式配置灵活，同一监测点可以分时段报警，便于交接班管理。6.系统实现功能 （1）可在线实时24小时连续的采集和记录监测点位的温度、湿度、风速、二氧化碳、光照、空气洁净度、供电电压电流等各项参数情况，以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录存储监测信息，监测点位可扩充多达上千个点。（2）可设定各监控点位的温湿度报警限值，当出现被监控点位数据异常时可自动发出报警信号，报警方式包
9、括：现场多媒体声光报警、网络客户端报警、电话语音报警、手机短信息报警等。上传报警信息并进行本地及远程监测，系统可在不同的时刻通知不同的值班人员； （3）ZIGBEE+GPRS的传输方式，即节省成本，又增加了传输距离。（4）温湿度监控软件采用标准windows 98/2000/XP全中文图形界面，实时显示、记录各监测点的温湿度值和曲线变化，统计温湿度数据的历史数据、最大值、最小值及平均值，累积数据，报警画面。（5）高清视频监控系统能够使管理者在任何地方通过电脑上网或手机登陆进行查看大棚景象。（6）可根据采集信息智能无线控制设备的启停。根据空气湿度控制微喷水泵的启动；根据土壤水分控制滴灌水泵的开启
10、；根据光照强度控制遮阳网或卷帘机的开启；根据空气温度控制风机、水幕水泵、加热管等设备的启停；根据气体浓度控制CO2发生器、O3发生器的启停等。（7）强大的数据处理与通讯能力，采用计算机网络通讯技术，网内的任何一台电脑或手持终端都可以访问监控平台，在线查看监控点位的温湿度变化情况，实现远程监测。系统不但能够在值班室监测，领导在自己办公室可以非常方便地观看和监控。（8）系统可扩充多种记录数据分析处理软件，能进行绘制棒图、饼图，进行曲线拟合等处理，可按TEXT格式输出，也能进入EXCEL电子表格等office的软件进行数据处理。（9）系统设计时预留有接口，可随时增加减硬软件设备，系统只要做少量的改动
11、即可，可以在很短的时间内完成。可根据政策和法规的改变随时增加新的内容。（10）设备改进、检修过程中及检修完成后，均不需要停止或重新启动机房监控系统。7.配置清单设备层设备名称性能参数土壤温湿度传感器湿度测量范围0100%RH湿度测量精度2%RH、3%RH、4.5%RH温度测量范围-3070、-5080温度测量精度0.1、0.2、0.3、0.5空气温湿度传感器湿度测量范围0100%RH湿度测量精度2%RH，3%RH温度测量范围-3070，-40100温度测量精度0.1、0.2、0.3、0.5光照度传感器量程02klx、020klx精度3%、5%、10%CO2传感器量程03000ppm、05000
12、ppm精度1%FS、2%FS、3%FS土壤PH传感器量程PH014精度PH0.02土壤电导率传感器量程0.0011.5S/m，01.5S/m精度0.5%，1.5%备注：客户除使用上述输出信号为420mA或05V的传感器/变送器之外，还可选用采用RS485/232/422通讯协议的串口设备，如土壤温湿度记录仪、空气温湿度记录仪、光照度记录仪、二氧化碳分析仪等。无线网络传输层设备名称备注WN60无线温湿度传感采集装置可配置14路温湿度传感器/变送器WN60无线红外温度传感采集装置可配置14路红外温度传感器/变送器WN60无线传感采集装置可配置14路模拟量输入和14路数字量输入WN60串口无线转换装
13、置可配置112台串口设备WN90无线通信管理装置可选用以太网、Wi-Fi、GPRS、串口通讯等通讯方式现场监测设备可使用电池或者太阳能供电。监控层监控层由监测站和监测软件组成，可根据客户的需求设计监测软件，可实现实时数据显示，历史数据查询，声光报警，短信提醒等功能，并可将监测画面发布到Web，客户只要登录相应网站，即可随时随地监测农业温室大棚的各环境参数。8.结束语本系统立足物联网的ZigBee+GPRS应用技术，结合种植区环境的实际应用，将先进的信息技术应用到传统农业，解决了种植区布线不方便、自动控制费用高、维护困难等问题，实现了种植区的智能化控制，减少了人力、物力的使用，降低了生产成本，并使我们能及时了解农作物的生长环境，从而及时、有效的采取措施，保证农作物快速、健康成长，为我们创造更好的效益。品牌打造成功 实力铸就辉煌-诚信为本 科技为先 服务为金公司地址：青岛市市北区辽宁路228号科信大厦2712室电话：0532-88066880 88066886 88066881 联系人：孙先生24小时值班电话：0532-66656002 传真：0532-88080601 手机： 18669779956邮箱： 网址：http:/ http:/ / 11
