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1、Page 1 of 12农业高科技园区智能监控管理平台1.概述1.1 平台建设背景随着信息技术与传感器技术的发展，示范园区信息化建设日益受到人们的重视。科技示范园信息化系统的建设不仅可以使得传统农业生产经营方式发生根本改变，还在很大程度上提高了园区的农业生产管理水平，同时也加速了现代农业的发展的步伐，可有效地推进了农业集约经营、品牌建设与科技创新。为了更大程度的发挥高科技示范园区的带头作用，科技示范园区信息化系统的建设势在必行。目前，日本、美国、德国等发达国家已率先利用现代化的信息通讯手段，实施现代农业生产模式，建立了完善的农业信息体系，为其各自国家农业现代化的建设提供了强有力的技术支持。我国
2、现代化园区建设尚处于起步阶段，建设的经验还不成熟，科技示范园区的建设主要存在以下问题：（1）科技园区基础信息不能及时获取，管理手段具有滞后性的特点；（2）科技示范园形成信息孤岛，给信息的共享带来很大难度；（3）没有整体的信息化管理平台，浪费人力、财力；（4）不能有效的达到科技示范、推广的作用；针对农业高科技园区信息化的发展瓶颈，沈阳巍图科技结合多年从事农业信息化研究的经验，从实际出发研发了“农业高科技园区全面信息智能监控管理平台”，该平台以布设在田间的传感器网络为基础，结合农业专家知识库系统，可实现园区内环境信息、土壤信息、作物长势等信息的实时监测，同时可根据预定条件，实现园区内整体信息的调控
3、。1.2 平台建设意义该平台的建设可为农业科研、开发和成果转化提供前沿阵地和示范样板，向全省乃至全国集中展示优良品种、高效种植、工厂化生产等现代农业高新技术，加快农村产业调整，形成具有地方特色的设施农业、观光农Page 2 of 12业、生态农业、外向型农业，创出自己的品牌，拿出“拳头”产品，进而大幅度提高农业经济效益。平台建设的意义在于：（1）通过系统的建设，研究与示范持续农业增产增收的科学技术，提高农业综合生产能力；（2）通过系统的建设，研究示范农产品转化增值，推进农业产业化，实现农业持续高效；（3）通过系统的建设，更好地实现立体农业、设施农业、观光农业、节水农业等高科技农业，提高农业科技
4、含量；（4）通过系统的建设，使效益农业与观光农业有机结合起来，实现农业效益与园区文明建设的“双赢”。2. 平台建设为了充分发挥科技示范园区的功能特性，更好的推动当地农业现代化的建设，XX农科院决定建立一套农业高科技园区智能监控平台。2.1 平台建设要求为了达到科研、示范、推广的目的，该平台的建设应该满足以下要求：1、 气象信息监测：该平台应实现园区内气象环境信息的监测，监测的信息包括空气湿度、空气温度、风速、风向、雨量、蒸发、土壤温度、土壤湿度、光照等九个要素。2、 作物长势监测：可实现园区内作物长势的实时监测、数据存储、远程上传等，可对作物的发病情况进行实时记录。3、 果树单株精准灌溉：可实
5、现4棵果树的单株精准灌溉控制，需实现远程控制及本地控制两种方式，可实时监测果树生长的土壤环境。4、 水产养殖信息监测：可实现鱼塘内鱼类生长各个因子的监测，包括：水位、水温、生化需氧量（COD）、化学需氧量（BOD）、溶解氧含量、水质PH、含盐量；5、 畜牧养殖信息监测：可实现养殖设施内动物生长各因子的监测，包括：空气温度、空气湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度、光照强度等参数等；6、 展示平台建设：为了更好的实现园区管理，为方案决策的制定提Page 3 of 12供便利，平台建设应包括3X4M电视墙，用于信息的实时展示、预警发布、会议商讨等；2.2 平台整体建构为达到平台建设的要求，巍图科技从园区实
6、际情况出发、结合多年从事设施农业研究的经验，建立了”高科技园区智能监控管理平台” ，该平台主要包括气象信息监测模块、作物长势监测模块、果树单株精准灌溉模块、水产养殖信息监测模块、畜牧养殖信息监测模块。平台建设的整体框架图如下：2.3 平台建设各功能模块具体功能及建设如下：2.3.1 气象信息监测模块用于实现该风向、风速、温度、湿度、气压、雨量、太阳辐射、蒸发等常规气象要素。为了实现该功能，平台建设需建立智能气象站一台，该气象站的应具备以下特点如下：1.测量精度高，无须人工参与； 2.数据采集密度可设置，从1秒365天可随意设置； 高科技园区智能监控平台气象信息监测模块果树精准灌溉模块作物长势监
7、测模块水产养殖监测模块畜牧养殖监测模块展示平台建设Page 4 of 123.通讯方式灵活，用微机下载监测数据； 4.节能设计，支持太阳能板供电，适于野外作业；5.可扩展无线网络通讯功能，配无线通讯器通过GPRS网可实现远距离或异地遥测数据。为此，该平台建设中我们选用巍图科技生产的WITU-WS(1)气象站，其主要的配置清单如下：项目 配件名称 数量 单位 备注土壤水分传感器 1 个 土壤体积含水量土壤温度传感器 1 个 土壤温度空气温湿度传感器 1 个 空气温湿度风向传感器 1 个风向传感器 1 个光照传感器 1 个蒸发传感器 1 个 液面蒸发气象站传感器系列雨量传感器 1 个 持续降雨量数
8、据采集控制器 DMG-1 采集控制模块 1 个 采集控制模块无线传输模块 1 个 数据的无线传输无线传输软件系统 1 套无线传输系统数据线 太阳能板（带支架） 1 个控制器 1 个太阳能供电系统电瓶 2 块供电系统支架及固定设备 1 个气象站支架避雷装置 1 个2.3.2 作物长势监测模块用于观测栽培对象即实验植株实时状况及局部病虫害发生、发展的情况。为了实现该功能，平台建设过程中在需在园区内布设10台视频摄像头，通过无线方式，接入监控平台，系统架构图如下：Page 5 of 12主要使用的设备有：项目 配件名称 数量 单位 备注监控部分 视频摄像头 10 台 带云台可变焦传输部分 无线网桥
9、10 对 数据的无线传输安装支架 10 套配件电源线 若干 米2.3.3 水产养殖监测模块该功能模块基于公共网络、以高精度的传感器及执行设备为基础，遵循分布式架构、集中管理的原则，实现了鱼塘养殖中环境因子（水位、水温、生化需氧量（COD）、化学需氧量（BOD）、溶解氧含量、水质PH、含盐量）的实时监测，具有建设成本低、扩展性好、维护方便等优点。无 线 通 讯 网 络 监 控 终 端 1 监 控 终 端 2 监 控 终 端 3 监 控 终 端 N通 讯 机数 据 库服 务 器工 控 机工 控 机工 控 机数字视频终端数字视频终端交换机路由设备交换机路由设备多点视频控制器外地本地可控云台与摄像头设
10、施栽培环境可控云台与摄像头大田栽培环境视频监控服务器监控终端监控终端I n t e r n e tPage 6 of 12畜产养殖只要使用的硬件设施如下：项目 配件名称 数量 单位 备注空气温湿度传感器 1 个 空气温湿度光照传感器 1 个水位传感器 1 个水温传感器 1 个PH 传感器 1 个电导率传感器 1 个BOD 传感器 1 个传感器部分COD 传感器 1 个数据采集控制模块 2 个 DMG-1数据采集控制器数据存储传输模块 1 个 MSG-2无线传输模块 1 个无线传输软件系统 1 套 数据的无线传输无线传输系统数据线 支架及固定设备 1 个安装配件避雷装置 1 个2.3.4 畜牧养
11、殖监测模块该系统的建设以公共网络及高精度传感器为基础，可实现规划化养殖设施内空气温度、空气湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度、光照强度等参数的实时监测，为应对措施和执行命令的下达提供了数据基础。采 集 控 制 模 块电源转换系统空气温度传感器二氧化碳传感器氨气转换器其他环境传感器监 控 终 端大 尺 寸 液 晶 屏风机湿帘系统补光系统加热装置传送带清粪装置开窗系统继电器继电器继电器继电器继电器传 输 模 块Page 7 of 12主要使用的硬件设施如下：项目 配件名称 数量 单位 备注空气温湿度传感器 1 个二氧化碳传感器 1 个氨气传感器 1 个传感器部分光照传感器 1 个数据采集控制模块 1 个
12、 DMG-1数据采集控制器数据存储传输模块 1 个 MSG-2无线传输模块 1 个无线传输软件系统 1 套 数据的无线传输无线传输系统数据线 太阳能板（带支架） 1 个控制器 1 个太阳能供电系统电瓶 2 块供电系统支架及固定设备 1 个配件避雷装置 1 个2.3.5 果园智能化精准管理模块系统通过对单株果树的精准管理，从而实现整个果园的智能化精准管理，实现果园效益的最大化。Page 8 of 12图 10果园智能化精准管理系统结构图该模块可实现以下功能控制功能：软件可按控制逻辑图完成各项控制中工作。监视功能：在正常的系统运转中，能监测各个控制部件的工作状态，并显示在屏幕上。手控功能：当监测系
13、统出故障不能发出正常指令时，操作人员可通过主控计算机手工控制各控制部件的工作状态。统计功能：能统计出每棵果树的用水用肥量及过程曲线。参数设定：对果树生长所需要的含水量上下限、土壤电导率上限、主管道电导率、主管道pH值等参数进行设定。如果可能，则对整个果树生育周期中的城需肥指标、年周期中的需水指标、年周期需肥指标等进行设定。该系统的使用，可以为果树提供一个理想的土壤环境，并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善土壤质地、减少病虫害、增加作物产量，提高作物品质等作用。主要使用设备如下：项目 配件名称 数量 单位 备注土壤水分传感器 4 个PH 传感器 4 个灌溉装灌单株灌溉控制器 4 套48
14、5HUB 1 个数据采集控制器数据存储传输模块 1 个 MSG-2无线传输模块 1 个无线传输软件系统 1 套 数据的无线传输无线传输系统数据线 供电系统 开关电源 1 个 供电系统电磁阀 4 个配套设施避雷装置 1 个2.4 平台建设总体预算平台建设的总体预算如下：Page 9 of 12序号 功能模块 项目 配件名称 数量 单位 单价1 气象监测 气象站 智能气象站 1 套 350002 监控部分 视频摄像头 10 台 23003 传输部分 无线网桥 10 对4 安装支架 10 套 10505作物长势监测模块 配件 电源线 若干 米6 空气温湿度传感器 1 个 12657 光照传感器 1
15、个 14008 水位传感器 1 个 12009 水温传感器 1 个 35010 PH 传感器 1 个 65011 电导率传感器 1 个 90012 BOD 传感器 1 个 240013传感器部分溶解氧传感器 1 个 220014 数据采集控制模块 2 个 253015数据采集控制器数据存储传输模块 1 个 600016 无线传输系统 无线传输模块 1 个 132017 供电系统 太阳能供电系统 1 套 200017 支架及固定设备 1 个18水产养殖监测模块安装配件避雷装置 1 个 185019 空气温湿度传感器 1 个 126520 二氧化碳传感器 1 个 260021 氨气传感器 1 个
16、186022传感器部分光照传感器 1 个 140023 数据采集控制器 数据采集控制模块 1 个 253024 数据存储传输模块 1 个 600025 无线传输系统 无线传输模块 1 个 132026 供电系统 太阳能供电系统 1 套 200027 支架及固定设备 1 个28畜牧养殖信息监测模块配件避雷装置 1 个 185029 土壤水分传感器 4 个 143030 PH 传感器 4 个 65031果树精准灌溉模块灌溉装灌单株灌溉控制器 4 套 2000Page 10 of 1232 485HUB 1 个 38033数据采集控制器数据存储传输模块 1 个 600034 无线传输系统 无线传输模块 1 个 132035 供电系统 开关电源 1 个 18036 配套设施 电磁阀 4 个 35037 软件系统 智能监控平台 1 套 5000038展示平台电视墙 3X4m 1 套小计 19152039
