蓝莓物联网生产监控系统项目建设方案.doc

蓝莓物联网生产监控系统

建设方案

目 录

一、 背景分析 2
二、 系统简介 4
三、 系统结构 5
Ø 系统架构 5
Ø 部件说明 6
四、 系统设计方案 6
Ø 种植环境描述 6
Ø 设备规格参数 7
五、 系统功能及特点 8
Ø 系统功能 8
Ø 系统特点 9
1、远程智能监测，提供应急措施预警 9
2、实时保存数据资料库，提供多种方式的种植依据 9
3、实时视频监控，如临现场 9
4、远程监管，保证产品供应链安全 10
Ø 系统优势 10
六、 预算报价 10
七、 典型应用 12

一、 背景分析
中国作为一个传统的农业国家，长时间以来仍然处于一家一户的传统农业，农业生产规模小、机械化程度低、高科技难以普及，农民科学种植观念淡薄，认识存在偏差。农业收入占家庭总收入的比例极低，导致越来越多的青壮农户转向以打工收入为主，尤其是年轻一代的农民更不愿意拴在土地上，导致大量土地资源的浪费，农业生产力低下。由于诸多因素我国农业生产方式多以人工种植和传统种植方式为主，农药使用泛滥、土地盐碱化严重、水源灌溉浪费、施肥不科学等问题近年来日益突出，我国自然环境承载力与经济发展之间的矛盾也日益突出，水资源、耕地、草地等主要农业资源不断减少，严重制约了农业综合生产力的提高。农产品供给数量、质量及价格是我国农业生产的核心问题，长期以来我国农业生产在这些问题上面临诸多的挑战：
1) 缺乏科学管理手段、现代化程度低下
受人口激增压力及生态环境相对恶劣的双重影响，导致我农业分布区域范围较为广泛，土地人口承载量低以及农业资源利用效率效益低的现状，当前农业发展尚处于生产性低耗源而结构性高耗源的非控式发展阶段。与一些农业发达国家的集约化、标准化、规模化管理水平相比，我国农业生产的科学管理手段贫乏，生产前缺乏规划，生产时缺乏管理，科技成果向生产力转化和科技成果的利用率都不高，生产管理制度和规范化作业体系有待于进一步完善和加强。农业生产的方式和生产工具的现代化程度普遍偏低，农业基础设施相当脆弱，抗御自然灾害的能力较弱，有相当一部分地方的农户都还以手工方式耕作，生产手段落后，严重浪费了劳动力和自然资源，制约了农业发展的速度。
2) 生产技术落后、农业附加值低
伴随着我国的经济的高速发展，达到小康后的我国消费者期望绿色、美味、保健、多样化和优质的农产品，这与我国农产生产现状存在矛盾。农业生产技术的落后，导致农产品品质难于提高，在农业产品本身的生物学特性指标方面，如：大小、形状、色泽、口感、营养含量、易储藏性、易运输性、易加工性等等，与一些农业发达国家相比，差距很大。在食品出口或内需供应中，人们对农产品中是否含违禁药物、农药残留是否超标、是否染有动植物疫病安全指标重视越来越重视。长期以来我国农业对科学生产的并不重视，科学生产观念落后，绝大部分地方还是以传统方法，仅凭经验去判断农作物生长环境所需的温度、湿度及其需水量等条件。
3) 农业市场信息不畅通、信息闭塞
农产品的数量问题，既包括不足也包括过剩，制约农业发展的一大“瓶颈”就是“信息闭塞、销路不畅”。在缺乏信息或信息被扭曲的条件下，缺乏市场信息引导，小农经营的广大农民极易一哄而上、一哄而下，盲目生产。由于供求双方信息被阻隔，导致盲目进入市场，一些地方卖粮难、卖菜难等问题，而另一些地方可能就是菜价、粮价攀高，由此带来巨大的经济风险。农户由于缺乏市场信息和销售渠道以及交通的不便利，农产品市场的信息不透明和沟通不及时是导致农民盲目生产、选择生产的产品又不适合市场需求，农产品缺乏流通渠道的重要原因。
4) 产业发展结构不合理、产业化规模小、竞争力不强
我国农业发展水平低，规模小，竞争力不强，各种大宗农产品之间不均衡，存在结构性的短缺，这是农业产业化发展面临的紧迫话题。农业结构单一，与其他产业之间的关联度较差，农产品加工产值在农业总产值的比重还很低。发达国家农产品加工转化率达到了90%左右，而我们国家仅仅在40%到50%左右。农业的产业化发展受制于人和科学生产的方式，只有不断提高农业的现代化程度，才能改变农业生产方式、提高农业效益、增加土地产出、降低农业污染、提高农产品质量等，将传统农业生产方式向专业化、集约化、规模化的方向发展。
二、 系统简介
蓝莓物联网生产监控系统是基于计算机应用、物联网、视频监控、3G通信、IPv6等先进技术构建的农业生产物联网监控、视频监控、农业专家智能诊断、数据对比分析及农产品安全溯源等应用为一体，实现了农业信息数字化、农业生产自动化、农业管理智能化的综合智能信息化解决方案。系统具有感知、互联、智能的特征：
Ø 感知（Instrumented）利用随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程
Ø 互联（Interconnected）先进的系统可按新的方式协同工作
Ø 智能（Intelligent）利用先进技术获取更智能的洞察并付诸实践，进而创造新的价值
在不久的将来，我们可以随处看见这样的情景：农场管理人员坐在电脑前，轻点鼠标，即可查看农场现场情况，了解温湿度等信息，实现翻地、播种、除虫、灌溉和收获，就如同“开心农场”一般简单。
通过智慧农业平台我们志在实现生产管理、安全管理、精准管理、溯源管理和信息支持等应用，降低种植成本，提高作物产量，加强食品安全，从而构建低碳节能、高效高产、绿色生态的现代农业体系，对于我国的农业发展具有重要意义。
三、 系统结构
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Ø 系统架构

系统由智能监控中心业务平台、智能监控中心管理平台、远程监控终端、手机客户端等组成，中心建立大型数据库，每个子系统与中心监控中心进行网络连接并实现数据共享。
Ø 部件说明
一、 数据采集与远程传输子系统：
是由数据采集器、采控器和边缘网关（带有CDMA功能）的核心模块组成。从数据采集器用于采集大棚内现场数据，并通过ZigBee无线通信技术将其发送到采控器，再由采控器经边缘网关通过CDMA网络和INTERNET对接，将数据发送至远程数据监控中心。
二、 服务器端数据接收与存储子系统：
由MS SQL Server2008/Oracle11g数据库服务器平台和运行在数据库服务器上的数据接收存储程序组成。该部分负责侦听指定端口，判断并识别数据采集终端发出的TCP Socket连接请求，如属于合法数据则存入数据库。
三、 基于Web/Wap的数据管理与应用子系统：
是运行在Web/Wap服务器上的一套网络应用程序。该系统采用ASP．NET动态网页技术，通过Visual S 2010开发工具和C#等混合语言设计开发而成。系统采用B／S模式架构，用户无需在本地安装客户端软件，只要通过PC客户端浏览器或手机浏览器即可访问此Web/Wap应用程序。授权用户登录访问时自动读取SQL Server/Oracle数据库的相关数据，实现数据的实时显示、历史数据查询、视频展现和数据分析等综合功能。
四、 系统设计方案
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Ø 种植环境描述
在一个10亩大棚内安装监测系统加控制设备。
监测环境方面：
依设备可监测范围，以及现场勘测情况安装五套传感器，设备分别安装在大棚东南西北中五个点且均匀分布，使检测到的数据更加准确。监测数据分别为：空气湿度、空气温度、光照度、土壤水分。

自动化控制方面：
在大棚内安装智能控制设备实现：
Ø 卷帘控制：通过手机客户端、PC平台能够远程控制卷帘的打开或者关闭。
Ø 自动喷灌控制：通过手机客户端、PC平台能够远程控制喷灌设备的的打开或者关闭。
Ø 遮阳帘控制：通过手机客户端、PC平台能够远程控制遮阳帘的的打开或者关闭。
Ø 风机控制：通过手机客户端、PC平台能够远程控制遮阳帘的的打开或者关闭。
Ø 设备规格参数
l 空气温湿度
l 空气温度：范围 -20℃～80℃
l 精度±0.15℃，
l 空气湿度：范围 0～100%
l 精度 ±2%，
l 土壤湿度
l 土壤水分测量精度±3%
l 互换精度±1%
l 量程0-100%；
l 光照度
l 光 照强度：范围 0～200Klx
l 精度 ±5%
l ZigBee数据采集器
l 供电电源：6VDC(5～12VDC)
l 工作频率：2.400-2.483GHZ
l DSSS速率：250kbps Max
l 传输距离：10-100米
l 数据接口：UART/IO
l 工作温度：-40℃～80℃
l 材料：ABS塑料、防两米摔落
l ZigBee采控器
l 标准输入电压：220V
l 工作频率：2.4-2.483GHZ
l DSSS速率：250kbps Max
l 传输距离（可视环境）：1000M
l 数据接口：RS232/485
l 工作温度：-40℃～80℃
l 材料：ABS塑料、防两米摔落
l CDMA边缘网关
l 供电电源：9VDC
l 通讯频率：800MHz CDMA2000 1x
l 9600Kbps速率，RS232通讯接口
l 设备尺寸：160*150*60（单位mm）
l 支持语音呼叫，收发短消息，TCPIP数据通讯
l 网络连接指示灯
l 需插入电信标准SIM卡方可正常使用
五、 系统功能及特点
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Ø 系统功能
Ø 实时监测：24小时不间断实时监测；
Ø 无线远程监测：工作人员不必亲临现场就可对大棚环境作监测；
Ø 自动报警：可通过3G手机客户端、中心监控软件等方式报警；
Ø 报表统计：监测数据的管理、分析和统计；定期生成监测报表；
Ø 远程访问：用户可以通过电脑上网或登录手机客户端进行远程访问；
Ø 远程控制：用户可以通过电脑或手机终端等方式控制终端设备，比如可以根据设定的时间、条件或用户指令控制灌溉、卷膜等调节装置；
Ø 系统特点
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6.1
6.2
1、远程智能监测，提供应急措施预警
由于天气原因突变，如骤下暴雨，引起现场环境改变，系统提供24小时提供不间断自动检测，将大棚内环境数据通过物联网传感技术传递给后台数据处理系统进行智能分析，一旦发现超越警戒线，及时提供告警信息，以便管理人员采取应急措施，工作人员不必亲临现场就可对大棚环境作监测。比起传统方式，可以及时预防，提高产量。
2、实时保存数据资料库，提供多种方式的种植依据
农业种植很多依靠经验，经验需要很多数据积累分析，以往都是靠人工记录的方式，智能大棚监控系统可以自动记录保存植物整个种植过程的环境数据变化，系统对获取的信息智能分析，形成简单明了的结果，并以报表的形式展现给专家和种植户，工作人员通过互联网web、手机客户端软件、短信等方式进行讯息获取，同时结合专家指导系统给农户提供一定的科学指导，系统获取的数据可以形成多种形式的报表数据，给农业专家科研提供数据依据。
3、实时视频监控，如临现场
专家不必亲临大棚现场，随时通过3G手机或电脑可以观看到现场的实际影像，对农户进行远程指导。
4、远程监管，保证产品供应链安全
远程智能监控系统能通过远程采集数据，监管部门可以通过采集到的数据对种殖户的行为进行远程监管。
Ø 系统优势
l ² SaaS模式开发：实现全国用户统一接入，独立使用，既减少了客户维护系统的麻烦，又可以降低软件投入成本。
l ² 提供手机应用：满足农户实际需要，真正实现随时随地的农业管理和操作。
l ² 短信实时报警：农户可根据自身农作物种类、季节等需要，自由设置合适环境数据阈值，一旦超过通过短信及时报警。
l ² 统一平台服务：现阶段提供农业生产现场数据监测、农业远程控制应用服务
六、 预算报价
以10亩地为标准，面积为10×667=6670平方米的9联体大棚，每拱下面为2垄地。以此为计算标准，每2垄地分别共用1个喷淋控制和一个滴漏控制，共计：9个喷淋控制和9个滴漏控制。9联体大棚共安装5套采集系统（空气温湿度、光照度及土壤水分）；顶部18个、三面3个卷帘控制，共计21个卷帘控制系统。
功能类别
设备类别
设备名称
单位
数量
单价/元
金额/元
环境指标
数据采集
传感器
空气温湿度传感器
只
5
796.5
3982.5
光照传感器
只
5
1012.5
5062.5
土壤水分传感器
只
5
1282.5
6412.5
采集器
无线数据采集器
只
5
1073.25
5366.25
环境指标
智能控制设备
控制器
一体化控制器
台
22
1876.5
41283
自动卷膜器
台
21
1201.5
25231.5
卷动支杆及套件
套
21
891
18711
卷帘故障保护器
个
21
405
8505
电机控制器
个
0
1350
0
电磁阀
个
18
2025
36450
三组阀套件
套
0
1350
0
其它控制
水泵、风机控制
集中控制器
套
0
13500
0
水泵、风机控制柜
个
0
8775
0
主控制箱
（控制节点）
主控箱
主控箱
个
1
9450
9450
数据传输设备
3G传输
3G网关
套
1
3375
3375
视频监控
高清球机
200万像素高清红外球机
个
5
15000
80000
NVR
16路NVR，可接驳网络摄像机、网络快球和网络视频服务器， 10T存储容量
套
1
40000
40000
配件
线缆、支架、电源、防雷、机箱等
套
1
30000
30000
辅助材料
施工辅助材料
5*500CJ)+21*650(JL)+18*1000(DCF)+1*1000(ZKX)
套
1
47452.5
47452.5
集成费用
系统安装调测费用
系统安装调测费用
1
47452.5
47452.5
合计
408,734.25
备注：
1.所有的卷帘、喷淋及滴漏等控制是在原有的手动控制基础上进行改造的。
2.传感器的数量是根据东、南、西、北四个方向及中心点进行配置的，特殊要求另定价。
七、 典型应用
嘉兴百玫生态农庄、浙江省下姜村“智慧农业葡萄园” 、宁波鄞州区石砌街道汪家仁杰葡萄场等农作物种植企业，采用我公司的解决方案，借助土壤水分、温湿度、光照等传感器对设施大棚生产环境进行监测，通过远程控制对卷帘、水泵等设备操作实现生产环境的调整，基于zigbee和3G移动互联网技术，使用手机电脑多种接入方式，有效实现管理人员随时随地的监控设施大棚，帮助用户使用现代信息化手段实现种植环境的优化和可控。