智慧农业解决专业方案.docx

智慧农业处理方案

目录
序言 -------------------------------------------------------------- 3
方案整体示意图 --------------------------------------------------- 5
方案概述 ---------------------------------------------------------- 6
系统功效总体描述 ------------------------------------------------- 8
网络传输平台设备配置清单 ---------------------------------------- 9
信息正确采集 ------------------------------------------------------ 11
数据可靠传输 ------------------------------------------------------ 12
智能远程控制 ------------------------------------------------------ 14

序言

“物联网”被称为继计算机、互联网以后，世界信息产业第三次浪潮。业内教授认为，物联网首先能够提升经济效益，大大节省成本；其次能够为全球经济复苏提供技术动力。现在，美国、欧盟、中国等全部在投入巨款深入研究探索物联网。中国也正在高度重视物联网研究，工业和信息化部会同相关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展政策方法。
中国是一个农业大国，又是一个自然灾难多发国家，农作物种植在全国范围内全部很广泛，农作物病虫害防治工作好坏、立即是否对于农作物产量、质量影响至关关键。农作物出现病虫害时能够立即诊疗对于农业生产含相关键指导意义，而农业教授又相对匮乏，不能够做到在灾难发生时立即出现在现场，所以农作物无线远程监控产品在农业领域就有了用武之地。农业信息化，智慧化是国民经济和社会信息化关键组成部分，是农业发展肯定阶段，是新时期农业和农村发展一项关键任务，是实现国民生计大事。以农业信息化带动农业现代化，对于促进国民经济和社会连续、协调发展含有重大意义。深入加强农业信息化建设，经过信息技术改造传统农业、装备现代农业，经过信息服务实现小农户生产和大市场对接，已经成为农业发展一项关键任务。

农业物联网建设关键包含环境、植物信息检测，温室、农业大棚信息检测和标准化生产监控，正确农业中节水浇灌等应用模式，比如农作物生长情况、病虫害情况、土地浇灌情况、土壤空气变更等环境情况和大面积地表检测，搜集温度、湿度、风力、大气、降雨量，相关土地湿度、氮浓缩量和土壤pH值等信息监测。
智能农业控制经过实时采集农业大棚内温度、湿度信号和光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，自动开启或关闭指定设备。能够依据用户需求，随时进行处理，为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据。大棚监控及智能控制处理方案是经过光照、温度、湿度等无线传感器，对农作物温室内温度，湿度信号和光照、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度等环境参数进行实时采集，自动开启或关闭指定设备(如远程控制浇灌、开关卷帘等)。

方案整体示意图

方案概述

方案概述
本方案针对智能农业大棚，采取现在优异无线传感技术，ZigBee技术，WiFi技术，无线智能控制终端和控制软件等，分为三个组成部分：无线传感器网络，光载无线WiFi传输，智能控制系统。无线传感器网络采取适合物联网应用ZigBee传感器件，以达成无线，低功耗，自适应组网等要求。光载无线WiFi传输系统采取飞瑞敖电子科技自行研发和生产光载无线交换机，配合远端天线模块，经过模拟光纤传输WiFi信号，达成安全，可靠，远距离覆盖目标。智能控制系统经过采取智能控制终端（如无线智能电源插座，无线智能水泵等），配合控制中心智能控制软件，对远端采集多种信号进行分析和汇总，自动控制和开启相关设备，对农作物生长环境进行正确调整，以达成智能，自控，高效，高产目标。
经过实施本方案，智能化农业大棚将含有以下功效：
1） 空气温湿度监测功效：系统可依据配置温湿度无线传感器，实时监测大棚内部空气温度和湿度。
2） 土壤湿度监测功效：配有土壤湿度无线传感器，实时监测温室内部土壤湿度。
3） 光照度监测功效：采取光敏无线传感器来实现对温室内部光照情况检测，实时性强。
4） 安防监测功效：采取无线入侵探测器，开启后当温室里面有些人出现时，探测器便向主控中心发送信号，同时开启光报警。
5） 视频监测功效：经过布署无线WiFi摄像头实时捕捉大棚内部画面，经过光载无线交换机传输给网关处理。用户既能够在控制中心显示器上看到温室内部实时画面，又能够经过PC机远程访问方法来观看温室内部实时画面。
6） 促进植物光合作用功效：植物光合作用需要光照和二氧化碳。当光照度达成系统设定值时，系统会自动开启风扇加强通风，为植物提供充足二氧化碳。
7） 空气加湿功效：假如温室内空气湿度小于设定值，系统会开启加湿器，达成设定值后便停止加湿。
8） 土壤加湿功效：当土壤湿度低于设定值时，系统便开启喷淋装置来喷水，直到湿度达成设定值为止。
9） 环境升温功效：当温室内温度低于设定值时，系统便开启加热器来升温，直到温度达成设定值为止。
10) 局域网远程访问和控制功效：物联网经过网关加入局域网。这么用户便能够使用PC机访问物联网数据，经过操作界面远程控制温室内实施器件，维护系统稳定。
11) GPRS/3G网络访问功效：物联网经过无线网关接入GPRS或3G网络。用户便能够手机来访问物联网数据，了解大棚内部环境各项数据指标（温度、湿度、光照度和安防信息）。
12) 控制参数设定及浏览：对所要实现自动控制参数（温度、湿度、光照度等）进行设置，以满足自动控制要求。用户既能够直接操作网关界面上按钮来完成系统平衡参数设置，又能够经过PC机或手机远程访方法完成参数设置。
13) 显示实时数据曲线：实时趋势数据曲线可将系统采集到大棚内数据以实时改变曲线形式显示出来，便于观察系统某时间段内整体检测情况。
14) 显示历史数据曲线：可显示出大棚内各测量参数日、月、年参数改变曲线，依据该曲线可合理设置参数，可分析环境改变对植物生长影响。

系统功效总体描述
（1） 温室灾难性气候无线预警：经过密集分布ZigBee无线温度，湿度，光照度，CO2等传感器，定时实时采集大棚内和土壤温湿度，棚内光照度，空气中CO2含量等数据，并将数据实施经过WIFI传输到控制中心。控制中心软件中已经预设多种数据临界范围值，一旦某个参数超出范围，系统将发出预警信号，经过声光装置进行报警，同时也能够发出控制指令，开启智能插座令多种设施如加温器，加湿器，进/排气扇，遮阳棚，喷淋器等进行工作，用以对抗西部地域常见低温，干旱，光照度过强，昼夜温差大等气候影响。
（2） 温室节水高效滴灌控制：采取土壤湿度传感器对土壤湿度进行实时监测并将数据上传到控制中心，一旦土壤湿度低于预设值，系统将发出指令开启喷淋滴灌系统，做到正确控制；当土壤湿度回复到农作物生长正常值以后，系统又可发出指令让喷淋滴灌系统停止工作，以最大程度地达成高效滴灌，节省用水目标。
（3） 分布式日光温室群监测：经过在每个大棚中布署光照度传感器和CO2浓度传感器，并将数据聚集到控制中心，实现集群式光照度和CO2环境数据采集和控制。经过手动或自动控制遮阳棚，进/排气扇开启和关闭，能够有效地成片控制温室大棚内光照度和空气，以达成农作物最为适宜光照和CO2浓度。
（4） 教授远程生产指导：经过无线传感器搜集了大棚中农作物实时生长环境参数：温度、湿度、光照强度等。这些环境实时信息，经过网络传输到中心控制室并保留在数据库中，能够随时供教授系统软件调用分析。同时，系统软件中还预置了教授经验数据库，给出了多种参数值范围和理想值，和针对多种问题指导意见和处理问题具体操作指导。另外，用户能够在大棚现场经过手机拍照，将图片经过WiFi上网直接发送给教授进行诊疗。布署在现场无线视频头也能够提供实时大棚内农作物生长态势照片及视频图像，经过系统传输并存放在控制中心，随时供教授调用和分析，实现远程指导。

网络传输平台设备配置清单
根据一个标准农业大棚（单体大棚）尺寸150m*10m*6m(长*宽*高)，要实现无缝无线WIFI覆盖，
飞瑞敖提议采取以下覆盖方法，即用4个AP覆盖1个大棚，覆盖半径大约为18米，802.11b所能支持最大速率能够达成11 Mbit/s，而802.11g在此覆盖距离下速率能够达成48 Mbit/s。本项目根据5个标准大棚来进行配置，设备组网以下图所表示。

按五个标准大棚设备配置清单：
设备清单及技术参数
序号
系统
名称
系统设备名称
数量
单位
关键技术参数
1

物联网工程信息平台套件
主机箱
3
台
支持射频交换和信道重构
支持远距离传输，即一组当地WiFi无线信号源经过模拟
光纤分到远端天线，模拟光纤传输距200-3000米
信号箱
3
台
支持802.11b/g
当地化管理，即当地可对全部wifi信号集中和统一管理 实现可管、可控、可测
维护性高，AP数量可更改，可扩展
远端射频单元
20
台
带宽，室内覆盖半径50米，室外覆盖半径100米
支持信号分路，即可将射频信号分为多路，支持远端信号发射和接收
交换机
3
台
背板带宽：1.6Gbps；端口描述：8个10/100M自适应RJ45端口
包转发率：10Mbps：14800pps 100Mbps:148800pps
传输模式：全双工/半双工自适应
网络标准：IEEE 802.3,IEEE 802.3u,IEEE 802.3x
工作电压：9VDC
光载无线网络管理软件
1
套
信息平台射频参数管理和控制，频道设置，安全密码设置，网段管理，无线网络管理，信号强度和防干扰管理，接入设置管理，射频交换管理可实现光载无线传输链路按需选择
信息正确采集
无线传感器网络由含有多种感知功效ZigBee无线传感器，ZigBee中心节点，ZigBee无线网关（转WiFi）等组成，关键负责大棚内部光照、温度、湿度和土壤含水量等数据采集和控制命令转发。传感器数据上传经过Zigbee通信方法发送模块传送到Zigbee中心节点上，省去了通讯线缆布署工作。ZigBee中心节点再经过ZigBee网关将传感器采集到数据上传到WiFi远端天线模块， 经过光纤将数据传回中心控制室光载无线交换机，进入当地控制和管理局域网。用户能够经过有线网络/无线网络访问系统业务平台，实时监测大棚现场传感器参数，控制大棚现场相关设备。ZigBee模式含有布署灵活、功耗极低、扩展方便等优点。

无线温湿度传感器 无线光照度传感器

无线土壤温度传感器 无线土壤湿度传感器 无线光照度传感器
数据可靠传输
数据传输包含经过ZigBee网关采集到大棚内多种数据如空气温度，湿度，土壤温度，湿度，棚内光照度，和经过无线视频头捕捉大棚内照片截图和视频图像等，这些信息将经过ZigBee无线网关转换成WiFi信号，经过无线方法发送到飞瑞敖光载无线交换机远端天线模块，进而经过光纤传输到中心控制室，经过光载交换机进入当地有线局域网，实现信息上传。另外，系统自动产生控制命令和人工发出控制命令，如自动开启加温器/加湿机，自动开启遮光/透光卷帘，自动开启土壤喷淋系统等。这些指令也经过光载交换机+ZigBee网关进行传输并正确下发到基于ZigBee组网各个智能控制终端（如无线智能电源插座，无线智能电磁阀等），进而实现大棚自动控制和智能化。
广州飞瑞敖电子科技

北京邮电大学
联合研发

第三代WiFi网络
工业无线局域网
物联网信息平台
无线信号源
当地化
混合传输
WiFi和2G3G
网络带宽
可重构
三大关键优势

光载无线交换机是由广州飞瑞敖电子科技和北京邮电大学联合研发第三代WiFi网络交换机。该产品将WiFi信号产生、处理集中于内部（中央机房），以光纤实现大范围（200到5000米）分布，经过远端天线完成信号覆盖及双向传输。该产品可混合传输WiFi和2G3G4G和其它无线信号，可为使用者节省大量无线网络建设投资，避免反复施工，并极大地提升网络建设速度。

无线信号源当地化优势

光载无线交换机经典应用组网

智能远程控制
智能远程自动控制系统关键由一体化控制平台和软件、智能终端实施设备和传输网络组成，经过一体化控制器能够自由控制多种农业生产实施设备，包含加热/加湿/喷淋系统/光照卷帘/风机等设备。控制软件经过对采集和统计下来空气温湿度、土壤温湿度、光照度等传感信息做分析和统计，可动态显示传感数据改变曲线，对传感数据和要求值进行比较，当超出要求值时发出控制指令，自动控制喷淋、通风、加热、加湿、卷帘等设备工作。当大棚内相关参数值回到要求值后，控制平台会向智能终端设备发出停止工作指令。用户也可经过手机连接GPRS/3G网络进行远程控制。

无线控制智能插座 无线控制智能电磁阀