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物联网智慧农业温室大棚监控系统整体方案

  在数字乡村建设之中,传统的单纯以提高劳动生产率和依靠经验管理的农业生产模式,会逐渐开始由知识化、信息化和智能化定量管理为特征的信息化生产技术取代。智慧的温室大棚是新型知识化、信息化农业生产方式的典型案例。
  方案背景
  温室大棚蔬菜、花卉、中草药等农作物种植是农业生产的重要方式,由于其劳动强度高,技术复杂,属于劳动密集型产业。石家庄陀螺科技凭借强大技术实力,研发出物联网智能农业领域空气温湿度、光照度、CO2、土壤温湿度、土壤PH、土壤电导率及风速风向、雨量等环境因子、土壤墒情、气象等传感器及控制器,同时把多年从事远程数据获取监控,工业自动控制的实施经验应用于物联网智能农业行业,针对农作物种植提出了自己的方案和运营模式。温室大棚远程监控目标简述
  温室大棚环境监控的六个要素:空气温湿度、土壤(基质)温湿度、光照强度、二氧化碳浓度。
  在花卉、中草药、热带水果等农作物生产中,空气、土壤温度湿度、光照和CO2浓度等是影响其生长的重要环境因子。物联网提供的先进工具和技术手段,能改善微气候,促进植物生长。
  温室大棚生产环境智能监控系统,是将计算机技术、传感器技术、自动控制技术,视频监控技术,互联网技术融为一体,能够自动监测并调节温室内的二氧化碳含量、温度、湿度,具有二氧化碳排放控制功能、加湿、除湿控制功能和升温、降温控制功能,可以控制卷帘机、卷膜机、风机、加湿器等设备,通过管理平台设置二氧化碳、光照度、空气温湿度、土壤温湿度的上下限以及控制回差,构成大棚环境自动监控系统。系统组成及控制模式
  (1)系统两大组成部分
  系统主要包括:中心服务器管理云平台;现场数据采集传感器、控制节点、视频监控:
  中心服务器管理平台是为客户专门定制的操作监测平台。能够实现数据监测、查询、运算、建模、统计、控制、存储、分析、报警以及视频图像监控等多项功能。
  现场数据采集及控制节点由各种传感器、控制器,以及配电控制柜及安装附件组成,与中心服务器管理平台可通过有线RS485、以太网或无线ZIGBEE、Lora,以及远端4G3G2G等多种方式连接到一起。根据温室大棚内温度、湿度、光照强度及二氧化碳浓度等参数,对环境调节设备进行控制。
  视频监控由现场摄像头、视频服务器、路由器通过以太网光纤将大棚视频图像传输到监控中心,对农作物培育、生长、病虫害预防等提供辅助判断。
  (2)控制方式包括:
  自动控制根据设定的参数,现场控制器按照预先编制的程序自动运行。
  手动控制根据需要,可以选择现场手动控制方式,任意启动各种模式。
  集中监控有线方式:通过一根RS485通讯线缆将每间大棚的控制器串联起来,然后传送至监控中心的上位机;无线方式:现场传感器、控制器采用LORA频段或ZIGBEE方式无线发送到监控中心的数据接收网关,再由网关的串口将数据发送到上位机,从而构成大棚环境集中监控系统。
  该监控系统能够实时显示并自动记录每间大棚的监测数据(湿度、温度、光照度、二氧化碳含量)以及外围设备的工作状态,远程设定对每台控制器的工作参数,自动报警提示并记录报警发生的时间及报警原因。
  互联网监控通过安装我司配套的物联网WEB版监控软件,使得用户在家或者出差,都可以通过互联网或手机APP方式实时了解温室大棚的各种温度、湿度、光照度、二氧化碳含量、卷帘机、风机、加湿机等设备的运行状态等信息,并可远程操作控制现场电气设备的启停,让农作物的生产尽在我们的掌控之中。
  (3)传感器监测及控制
  A、温湿度监测
  通过温湿度传感器监测大棚室外空气环境温湿度、室内空气环境温湿度、地表温湿度、土壤温湿度等,低温越限时自动启动卷帘机保温,高温越限时自动开启降温设备。
  B、光照度监测
  通过光感和光敏传感器监测记录大棚内光线的强度,可以直接与相关的补光系统、遮阳系统等设备相连,必要时自动打开相关设备。通过有线或无线传输技术将相关数据传送到用户监控终端。
  C、CO2浓度监测
  在大棚内部署二氧化碳浓度传感器,实时监测房中二氧化碳的含量,当浓度超过系统设定的阈值范围时,通过有线或无线传输技术将相关数据传送到用户监控终端,由相关工作人员做出相应调整。
  D、二氧化碳排放控制
  当大棚内的二氧化碳含量高于所设二氧化碳上限时,控制器自动打开排风机和换气扇,进行通风换气;当二氧化碳降到正常时,控制器自动关闭排风机和换气扇。
  E、加湿控制功能
  当大棚内的湿度低于所设湿度下限时,控制器自动打开加湿器,进行加湿;当湿度升到正常时,控制器自动关闭加湿器。
  F、循环风控制
  根据用户所设定的循环风启动周期,自动启动循环风机,使大棚内的温湿度分布均匀。
  G、报警控制
  用户可设定某些参数指标的上限和下限。比如大棚内温度应在3510摄氏度之间,高于或低于这个温度范围都会产生报警信息,并在上位机中控平台和现场控制节点显示出来。
  (4)管理平台(单机版、WEB版)
  平台软件有单机版、WEB两种规格。单机版管理软件必须安装在监控中心电脑上,只能现场显示,操作;WEB版本则可以安装在管理平台服务器上,用户通过互联网登录电脑及智能手机APP可WEB方式远程浏览、控制,同时集成视频监控功能。
  管理平台主要由以下5个部分组成:
  A、数据收集、存储服务软件:完成传感器数据的获取、解析、分类,归档、最后按预设的格式存入数据库。
  B、远程控制软件:
  C、设备参数设定、修改,历史数据库查询、历史曲线浏览,数据追忆、报警记录等软件
  D、报表生成、日志打印等软件
  E、视频监控软件(WEB版、海康威视品牌)
  F、平台软件提供开放的数据口接口,便于第三方管理后台数据调用(WEB版)
  G、微信报警

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