農(nóng)業(yè)大棚遠(yuǎn)程智能監(jiān)控與PLC自動化控制系統(tǒng)解決方案.doc

.農(nóng)業(yè)大棚遠(yuǎn)程智能監(jiān)控與PLC自動化控制系統(tǒng)解決方案目 錄1前言31.1智能農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的概念31.2實(shí)施農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的必要性32背景分析43大棚溫濕度光照采集與自動化控制設(shè)計(jì)53.1系統(tǒng)設(shè)備組成83.2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)93.3采集原理103.4數(shù)據(jù)架構(gòu)113.5設(shè)計(jì)原則124系統(tǒng)功能134.1功能架構(gòu)134.2功能特點(diǎn)134.2.1數(shù)據(jù)采集144.2.2數(shù)據(jù)查詢144.2.3數(shù)據(jù)分析與診斷154.2.4數(shù)據(jù)報(bào)警154.2.5視頻監(jiān)控154.3設(shè)備參數(shù)154.3.1數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備154.3.2溫/濕度測試儀昆侖海岸164.3.3光照測試儀昆侖海岸195施工組織方案195.1施工方案介紹195.2施工計(jì)劃安排195.3資源準(zhǔn)備205.4施工內(nèi)容206售后服務(wù)及承諾217施工與驗(yàn)收時(shí)間表221 前言1.1 智能農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的概念智能農(nóng)業(yè)是采用比較先進(jìn)、系統(tǒng)的人工設(shè)施，改善農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)境，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，20世紀(jì)80年代以來，智能農(nóng)業(yè)發(fā)展很快，特別是歐美、日本等一些發(fā)達(dá)國家，目前已經(jīng)普遍采用計(jì)算機(jī)控制的大型工廠化設(shè)施，進(jìn)行恒定條件下全年候生產(chǎn)，效益大為提高；在社會主義市場經(jīng)濟(jì)條件下，我國的智能農(nóng)業(yè)以其較高的科技含量、市場取向的新機(jī)制、短平快的產(chǎn)銷特點(diǎn)、效益顯著的競爭力，取得了快速發(fā)展，改善了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式、組織方式和運(yùn)行機(jī)制，提高了農(nóng)業(yè)科技含量和物質(zhì)裝備水平，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)重要的生產(chǎn)方式。 深圳市信立科技有限公司智能農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)是指利用現(xiàn)代電子技術(shù)、移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最密切相關(guān)的空氣的溫度、濕度及土壤水分等數(shù)據(jù)通過各種傳感器以無線ZigBee技術(shù)動態(tài)采集，并利用中國電信的4G，4G CDMA網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，將數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到智能專家平臺，使智能農(nóng)業(yè)管理人員、農(nóng)業(yè)專家通過手機(jī)或手持終端就可以及時(shí)掌握農(nóng)作物的生長環(huán)境，及時(shí)發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物生長癥結(jié)，及時(shí)采取控制措施，及時(shí)調(diào)度指揮，及時(shí)操作，達(dá)到最大限度的提高農(nóng)作物生長環(huán)境，降低運(yùn)營成本，提高生產(chǎn)產(chǎn)量，降低勞動量，增加收益。1.2 實(shí)施農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的必要性江蘇智能農(nóng)業(yè)發(fā)展，已經(jīng)初步形成了政府引導(dǎo)、社會支持、市場推動和農(nóng)民投入的良性運(yùn)行機(jī)制，當(dāng)前，全省發(fā)展智能農(nóng)業(yè)，有豐富的資源、成熟的技術(shù)和廣闊的市場，具備了進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)，也蘊(yùn)藏著巨大的潛力。智能農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)融合先進(jìn)的信息技術(shù)、自動化控制、無線通訊技術(shù)等高新技術(shù)和農(nóng)業(yè)科技專家為一體的綜合平臺，實(shí)現(xiàn)資金、技術(shù)、人才和信息的有效調(diào)配，改善農(nóng)民的傳統(tǒng)作業(yè)和手工操作，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益，推動農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，成為江蘇統(tǒng)籌城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建設(shè)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容和全面建設(shè)小康社會的強(qiáng)勢產(chǎn)業(yè)。2 背景分析江蘇省在“十二五”期間加大智慧城市建設(shè)，將智能農(nóng)業(yè)納入六大智慧產(chǎn)業(yè)之一，突出顯示了農(nóng)業(yè)信息化在智慧城市建設(shè)中的重要地位。智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)較好地適應(yīng)了市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求和農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的需要，取得了突破性進(jìn)展，生產(chǎn)規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大，突破了光熱水氣資源的限制，基本實(shí)現(xiàn)了淡季不淡、全年生產(chǎn)、保障供應(yīng)；科技含量較快提高，無立柱日光溫室、二氧化碳?xì)夥省⒉∠x害生物防治、無公害栽培、組織培養(yǎng)、工廠化育苗等先進(jìn)技術(shù)得到推廣應(yīng)用，科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率達(dá)到65%以上，成為種植業(yè)中科技含量較高的產(chǎn)業(yè)；智能農(nóng)業(yè)以其病蟲害相對較輕、用藥量少、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的優(yōu)勢，成為全省無公害蔬菜的骨干，質(zhì)量安全水平明顯提高。隨著自動化農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求，迫切需要在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域引入物聯(lián)網(wǎng)、4G等技術(shù)，進(jìn)一步深化農(nóng)業(yè)各環(huán)節(jié)的信息化水平，結(jié)合ZigBee技術(shù)、CDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸和傳感器技術(shù)組成無線傳感網(wǎng)絡(luò)，通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)溫度、濕度信號以及光照、土壤濕度、CO2濃度、葉面濕度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)，自動開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備?？梢愿鶕?jù)用戶需求，隨時(shí)進(jìn)行處理，為智能農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動監(jiān)測、對環(huán)境進(jìn)行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。通過模塊采集溫度傳感器等信號，經(jīng)由無線信號收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對大棚溫濕度的遠(yuǎn)程控制和管理。,.3 大棚溫濕度光照采集與自動化控制設(shè)計(jì)中國電信智能農(nóng)業(yè)信息服務(wù)平臺主要通過大棚環(huán)境溫度傳感器、大棚環(huán)境濕度傳感器、數(shù)據(jù)采集器相連接，通過綜合運(yùn)用傳感技術(shù)、無線遠(yuǎn)程通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝等技術(shù)，建成可滿足區(qū)域性服務(wù)的設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)精確感知、精準(zhǔn)操作、精細(xì)管理，促進(jìn)產(chǎn)量增加、投入品減少、勞動力消耗減少、成本降低、質(zhì)量提高，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益的目的。通過中國電信的云平臺數(shù)據(jù)發(fā)布到網(wǎng)頁，再將數(shù)據(jù)通過手機(jī)或手持終端發(fā)送給農(nóng)業(yè)人員、農(nóng)業(yè)專家；為智能農(nóng)業(yè)人員提供遠(yuǎn)程管理的方式和手段，給農(nóng)業(yè)專家提供了遠(yuǎn)程指導(dǎo)、方案決策的數(shù)據(jù)依據(jù)。溫室大棚智能管理系統(tǒng)從溫室環(huán)境領(lǐng)域來講，由于各種溫室在地域上分散分布，要總覽現(xiàn)場環(huán)境信息和作物生長狀況，或要實(shí)現(xiàn)對分散在各地的溫室進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，沒有一個(gè)遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是很困難的，使用基于MODBUS總線的數(shù)據(jù)采集技術(shù)和基于光纖網(wǎng)絡(luò)以及GPRS的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫室環(huán)境監(jiān)控，即在遠(yuǎn)離溫室現(xiàn)場的異地，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行溫、濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取；也可以變更數(shù)據(jù)采集設(shè)備的一些工作參數(shù)，極大地提高了工作效率、方便了用戶。 溫室大棚智能管理系統(tǒng)的功能及特點(diǎn)：1、根據(jù)目前正在施工和目前已經(jīng)存在的溫室，實(shí)現(xiàn)單個(gè)溫室作物生長情況的相關(guān)數(shù)據(jù)在線檢測，如每個(gè)溫室的空氣溫度、土壤溫度、光照強(qiáng)度等，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對這些參數(shù)的監(jiān)測。2、單個(gè)溫室具備協(xié)調(diào)作物生長的自動化設(shè)備的集中控制：（1）滴灌功能（2）卷簾控制（3）通風(fēng)口開關(guān)控制3、采用現(xiàn)代化的通訊設(shè)備將溫室組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且進(jìn)行集中控制，從而節(jié)省運(yùn)行成本，提高生產(chǎn)力。 溫室大棚智能管理系統(tǒng)的任務(wù)目標(biāo)：通過目前的光纖網(wǎng)絡(luò)以及GPRS、CDMA無線網(wǎng)絡(luò)建造一個(gè)現(xiàn)代化溫室大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。（1）棚內(nèi)控制系統(tǒng)中涉及的在線采集分析儀表。本系統(tǒng)可自動監(jiān)測調(diào)節(jié)農(nóng)作物環(huán)境的溫濕度、光照等參數(shù)。（2）通過軟件開發(fā)，設(shè)置參數(shù)來實(shí)現(xiàn)棚內(nèi)自動化設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，如通風(fēng)、卷簾升降、滴灌控制等。（3）溫室大棚智能管理系統(tǒng)的組網(wǎng)設(shè)計(jì)。采用光纖和光電轉(zhuǎn)換技術(shù)將分布多點(diǎn)的溫室組成可靠的光纖通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備的操作和相關(guān)數(shù)據(jù)的報(bào)警提示等。（4）實(shí)現(xiàn)溫室大棚的集中控制。HMI輸出幫助種植者做全面細(xì)致的數(shù)據(jù)分析，將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)的通訊協(xié)議傳遞給上位數(shù)據(jù)存儲和顯示區(qū)域，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)采集。（5）所有的數(shù)據(jù)集中到電信云平臺系統(tǒng)，可以通過手機(jī)端，電腦查看控制可控制灌溉、風(fēng)機(jī)、卷膜、天窗、遮陽等各類設(shè)備，同時(shí)支持手動和自動模式。主要由溫室控制器、控制柜以及相應(yīng)的現(xiàn)場控制設(shè)備組成，溫室控制器根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理分析，對控制柜及連接的現(xiàn)場控制設(shè)備進(jìn)行自動智能化控制，包括遮陽系統(tǒng)、滴水、風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)、補(bǔ)光系統(tǒng)、開窗系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、等等，該系統(tǒng)可根據(jù)用戶的實(shí)際情況，選擇部署具體的控制設(shè)備，也可根據(jù)栽培作物品種、生長周期的不同，靈活設(shè)定溫室環(huán)境自動控制目標(biāo)，確保農(nóng)作物在最理想的環(huán)境下生長，增加作物產(chǎn)量.項(xiàng)目概述江蘇同人生物科技有限公司成立于2008年11月，是一家集科研、生產(chǎn)、銷售、技術(shù)轉(zhuǎn)讓和咨詢服務(wù)于一體的以高科技生物技術(shù)為紐帶的現(xiàn)代企業(yè)；公司擁有2000平方米的組培凈化生產(chǎn)車間、6000平方米的國產(chǎn)高檔薄膜聯(lián)棟溫室和30000平方米的示范種植區(qū)；公司旨在利用高科技生物技術(shù)手段進(jìn)行高檔觀賞植物（蝴蝶蘭、大花蕙蘭、鳳梨等）、珍稀藥用植物組培種苗（鐵皮石斛）、植物和微生物天然保健產(chǎn)品（鐵皮楓斗）的開發(fā)生產(chǎn)，成為國內(nèi)知名國際有影響力的植物組織和細(xì)胞克隆組培種苗及植物、微生物天然保健產(chǎn)品供應(yīng)商，擁有一批有自身知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新產(chǎn)品。公司主要產(chǎn)品為高檔觀賞植物、珍稀藥源植物組培種苗、植物和微生物天然保健產(chǎn)品。公司產(chǎn)品供應(yīng)國內(nèi)市場和出口美、日、韓等國此次實(shí)施智能監(jiān)控管理大棚為國產(chǎn)高檔薄膜聯(lián)棟溫室，面積約6000平方米，內(nèi)共有4個(gè)大棚，兩個(gè)大棚為鐵皮石斛種植基地，兩個(gè)大棚為蝴蝶蘭養(yǎng)殖基地溫室。要求精細(xì)化管理，重點(diǎn)區(qū)域視頻、大棚內(nèi)部空氣溫濕度監(jiān)控、光照度。數(shù)據(jù)采集點(diǎn)布置在具有代表性的位置，在大棚選擇具有代表性的點(diǎn)位進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)大棚數(shù)據(jù)的收集和預(yù)測；要做到能將大棚情況及現(xiàn)場數(shù)據(jù)可視化于操作，便于管理和科學(xué)化種植。整體大棚環(huán)境如下圖所示：3.1 系統(tǒng)設(shè)備組成基于鐵皮石斛和蝴蝶蘭的種植要求，實(shí)驗(yàn)大棚需要檢測大棚“空氣溫濕度”、“光照度”和 ，自動卷簾通風(fēng)控制，重點(diǎn)區(qū)域需安裝攝像頭用以隨時(shí)觀測作物生長狀況。依設(shè)備可監(jiān)測范圍，以及現(xiàn)場勘測情況傳感器部署如下圖：注：監(jiān)控?cái)z像頭通過宜興電信視頻云解決。3.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)l 智能農(nóng)業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集l智能農(nóng)業(yè)現(xiàn)場主要以大棚生產(chǎn)為主，地理環(huán)境復(fù)雜、區(qū)域分布廣是智能農(nóng)業(yè)共同的特點(diǎn)，為此我們采用無線分布式數(shù)據(jù)采集，如上圖所示，將每個(gè)大棚中現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集器采集，經(jīng)無線ZigBee傳輸至采控器，再通過中國電信網(wǎng)絡(luò)的CDMA無線傳輸?shù)竭h(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)；l 中國電信網(wǎng)絡(luò)依托中國電信4G無線網(wǎng)絡(luò)主要為遠(yuǎn)程傳輸、無線發(fā)布提供高效率的傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺；l 信息發(fā)布信息發(fā)布主要通過中國電信4G無線網(wǎng)絡(luò)將采集的空氣溫度、濕度和土壤的溫度、濕度等通過手機(jī)/手持終端及時(shí)、快速地傳送到智能農(nóng)業(yè)人員、農(nóng)業(yè)專家手中，以便及時(shí)掌握農(nóng)作物的生產(chǎn)環(huán)境，避免因?yàn)樽匀画h(huán)境的變化給農(nóng)作物帶來不利的生長環(huán)境，也不會因?yàn)橹悄苻r(nóng)業(yè)人員不在現(xiàn)場而得不到及時(shí)信息，也為農(nóng)業(yè)專家的遠(yuǎn)程指導(dǎo)提供良好的數(shù)據(jù)保證；3.3 采集原理根據(jù)智能農(nóng)業(yè)大棚區(qū)域分布較廣及采集現(xiàn)場相對比較復(fù)雜、綜合布線難度大等特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)采集方式上不同于傳統(tǒng)的工業(yè)自動化總線方式，考慮中國電信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域廣、信號相對穩(wěn)定，我們選用小區(qū)域內(nèi)無線ZigBee技術(shù)和遠(yuǎn)程無線CDMA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合方式，實(shí)現(xiàn)分片采集、廣域傳輸，我們以一個(gè)大棚為例，如下圖：智能農(nóng)業(yè)大棚數(shù)據(jù)采集原理根據(jù)上圖所示，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，將空氣溫/濕度傳感器、土壤溫/濕度傳感器安置于智能農(nóng)業(yè)現(xiàn)場，并連接到無線數(shù)據(jù)采集器，考慮大棚內(nèi)區(qū)域較大，我們采用多點(diǎn)測量，通過無線ZigBee將采集器和采控器進(jìn)行連接，將智能儀表通訊協(xié)議嵌入到數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備中，數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備會自動周期性讀取每臺智能儀表采集的溫度、濕度和實(shí)時(shí)現(xiàn)場圖像，再通過中國電信的CDMA網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)通過移動互聯(lián)的方式發(fā)送現(xiàn)場管理人員、農(nóng)業(yè)專家等，減少了大量的現(xiàn)場綜合布線，即節(jié)約了大量的人力、物力和財(cái)力，也提高系統(tǒng)的可維護(hù)性；3.4 數(shù)據(jù)架構(gòu)智能農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)從數(shù)據(jù)架構(gòu)上采用先進(jìn)的三層架構(gòu)模式，即數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)集中層和數(shù)據(jù)應(yīng)用層，如下圖：l 數(shù)據(jù)采集層數(shù)據(jù)采集層主要對智能農(nóng)業(yè)現(xiàn)場農(nóng)作物生長大棚里空氣溫度、濕度和土壤的溫度、濕度的數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)現(xiàn)場圖像，采集方式為周期性自動采集，采集周期可根據(jù)用戶要求設(shè)定；l 數(shù)據(jù)集中層主要對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行周期性的存儲，為數(shù)據(jù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)，也為農(nóng)業(yè)專家的遠(yuǎn)程指導(dǎo)提供數(shù)據(jù)依據(jù)；l 數(shù)據(jù)應(yīng)用層考慮農(nóng)業(yè)現(xiàn)場環(huán)境比較偏遠(yuǎn)，信息化設(shè)施可能不到位，由于手機(jī)的普及化程度較高，中國電信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積廣，數(shù)據(jù)應(yīng)用層主要通過手機(jī)短信和現(xiàn)場視頻方式將數(shù)據(jù)及時(shí)傳送給現(xiàn)場智能農(nóng)業(yè)人員及農(nóng)業(yè)專家；3.5 設(shè)計(jì)原則l 先進(jìn)性采用先進(jìn)的系統(tǒng)架構(gòu)體系和基于4G的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)設(shè)備，做到配置和技術(shù)應(yīng)用的先進(jìn)；l 經(jīng)濟(jì)、實(shí)用性智能農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)以實(shí)用性為原則，充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)、移動通訊技術(shù)，在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、硬件軟件選型時(shí)結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有系統(tǒng)實(shí)際情況，確定了合理、高性價(jià)比的建設(shè)方案；l 開放、可擴(kuò)展性軟件、硬件平臺均采用模塊化設(shè)計(jì)與開發(fā)，具有良好的可擴(kuò)充、擴(kuò)展能力，能夠非常方便地進(jìn)行系統(tǒng)升級和更新，以適應(yīng)今后業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，并提供與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口；l 易于管理維護(hù)由于主干網(wǎng)和數(shù)據(jù)通訊多采用無線通訊技術(shù)和中國電信的4G CDMA通訊技術(shù)，減少了復(fù)雜的人工布線，以便于管理和維護(hù)；4 系統(tǒng)功能智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)通過對農(nóng)作物生長現(xiàn)場的空氣溫度、濕度和土壤的溫度、濕度等數(shù)據(jù)采集，讓智能農(nóng)業(yè)人員、農(nóng)業(yè)專家等實(shí)時(shí)掌握農(nóng)作物的現(xiàn)場生長環(huán)境，并結(jié)合農(nóng)作物不同生長周期（如：育苗期、開花期、結(jié)果期）、不同的季節(jié)對溫度、濕度、光照的要求，進(jìn)行人為干預(yù)、專家指導(dǎo)，以保證農(nóng)作物有一個(gè)合適的生長環(huán)境；作物種植業(yè)根據(jù)主要關(guān)注土壤水份、大棚溫濕度及光照的數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)了解大棚的土壤濕度和大棚內(nèi)空氣溫濕度，對于大棚內(nèi)超過作物種植要求的土壤水份、大棚內(nèi)溫濕度，通過手機(jī)短信及時(shí)通知管理人員，通過人工干預(yù)及時(shí)處理，保證作物有個(gè)良好的生長環(huán)境。4.1 功能架構(gòu)4.2 功能特點(diǎn)智能農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)從功能特點(diǎn)上分為5個(gè)模塊，主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析、報(bào)警等，如下圖：作物棚遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖4.2.1 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集是智能農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，數(shù)據(jù)采集通過數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備和溫度傳感器、濕度傳感器通過無線Zigbee連接，通過通訊協(xié)議輪訓(xùn)式問答，實(shí)時(shí)采集每臺采集器的數(shù)據(jù)，包括：大棚的溫度、濕度和土壤、濕度及大棚光照度，再通過中國電信4G無線網(wǎng)絡(luò)，以手機(jī)短信方式將數(shù)據(jù)傳送到農(nóng)業(yè)管理人員、農(nóng)業(yè)專家，如下圖：4.2.2 數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)查詢用于查詢歷史一段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)變化情況，可查詢歷史任意時(shí)間及時(shí)間段查詢每個(gè)大棚的歷史數(shù)據(jù)，并通過圖表的方式直觀地展現(xiàn)給農(nóng)業(yè)管理人員、農(nóng)業(yè)專家等，如下圖：4.2.3 數(shù)據(jù)分析與診斷智能農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)提供高級的數(shù)據(jù)分析，可同時(shí)對某一數(shù)據(jù)或多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)分析，分析方式可通過曲線、圖標(biāo)、棒圖/餅圖等，通過歷史一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)變化趨勢及異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的頻率高低，可對歷史時(shí)間內(nèi)的溫度變化、濕度變化進(jìn)行分析，診斷出農(nóng)作物不同生長周期、不同的季節(jié)生產(chǎn)的最佳溫度、濕度等，給農(nóng)業(yè)專家的遠(yuǎn)程指導(dǎo)、現(xiàn)場管理人員的協(xié)調(diào)指揮提供數(shù)據(jù)依據(jù)。4.2.4 數(shù)據(jù)報(bào)警數(shù)據(jù)報(bào)警是智能農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能，數(shù)據(jù)報(bào)警包括越上限報(bào)警、越下限報(bào)警、越上上限報(bào)警和越下下限報(bào)警，需要預(yù)先將每個(gè)數(shù)據(jù)的上限值、下限值、上上限值和下下限值進(jìn)行設(shè)定，閥值可根據(jù)農(nóng)作物種類、不同的生長周期、不同的季節(jié)進(jìn)行修改，當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)超過上限或上上限、低于下限或下下限是，系統(tǒng)立即發(fā)出報(bào)警信息，報(bào)警信息包括報(bào)警時(shí)間、報(bào)警值、限值，并通過手機(jī)短信及時(shí)發(fā)送給農(nóng)業(yè)管理人員、農(nóng)業(yè)專家等，以便管理人員及時(shí)進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，避免因天氣變化、換季、自然災(zāi)害等原因造成溫度、濕度變化給農(nóng)作物帶來不利的生長條件。4.2.5 視頻監(jiān)控農(nóng)戶不必親臨大棚現(xiàn)場，隨時(shí)通過4G手機(jī)或電腦可以觀看到大棚內(nèi)的實(shí)際影像，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)大棚的視頻監(jiān)控，并可兼具防盜功能。4.3 設(shè)備參數(shù)4.3.1 數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備A)功能 定時(shí)采集設(shè)備控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)根據(jù)與設(shè)備控制系統(tǒng)協(xié)議，定時(shí)讀取設(shè)備控制系統(tǒng)數(shù)據(jù) 根據(jù)命令采集設(shè)備控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過智能通道平臺的命令，臨時(shí)讀取設(shè)備控制系統(tǒng)數(shù)據(jù) 向設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)送控制命令通過智能通道平臺，向設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)送控制命令 遠(yuǎn)程更新設(shè)備控制系統(tǒng)軟件通過智能通道平臺，向設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)送軟件，遠(yuǎn)程更新（根據(jù)與設(shè)備控制系統(tǒng)自定義協(xié)議）B)規(guī)格1、基于ARM9 高速CPU，操作系統(tǒng)linux2、提供二個(gè)RS232 或二個(gè)RS485 或一個(gè)RS232 一個(gè)RS4853、提供一個(gè)ethnet接口C)特性1、 溫度范圍-20 60 度2、 濕度0-95 無凝露3、電磁干擾滿足EMI/EMC要求4、電壓電流9-12A5、 硬件看門狗4.3.2 溫/濕度測試儀昆侖海岸北京昆侖海岸傳感技術(shù)有限公司成立于1994年，是經(jīng)北京市科委、北京市財(cái)政局、北京市國稅局、北京市地稅局共同認(rèn)證的高新技術(shù)企業(yè)，總部設(shè)于北京市中關(guān)村高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)核心區(qū)。無錫昆侖海岸物聯(lián)科技有限公司是北京昆侖海岸傳感技術(shù)有限公司在無錫設(shè)立的全資子公司，主要為國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算企業(yè)提供感知層的傳感器、網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)。昆侖海岸于2000年通過了ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證，現(xiàn)在同時(shí)還具備GJB國軍標(biāo)體系認(rèn)證、船級社質(zhì)量體系等行業(yè)質(zhì)量體系認(rèn)證。 十余年來，質(zhì)量保證體系運(yùn)營穩(wěn)定，使昆侖海岸具備了嚴(yán)格的產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量控制能力;完善的環(huán)境老化試驗(yàn)室、電磁兼容試驗(yàn)室等各種標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)設(shè)施，皆在為產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制能力保駕護(hù)航。昆侖海岸擁有員工200多人，其中中級以上技術(shù)人員占員工總數(shù)的70%以上，目前已在上海、南京、蘇州、武漢、深圳、沈陽、西安、濟(jì)南、青島、廣州、成都、烏魯木齊等大中城市設(shè)立了辦事處和分公司，負(fù)責(zé)產(chǎn)品的售前售后技術(shù)支持和服務(wù)。昆侖海岸是超聲波物位計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)溫度變送器規(guī)范中國國家標(biāo)準(zhǔn)的主要起草人,工業(yè)自動化嵌入式智能控制器中國國家標(biāo)準(zhǔn)的參與起草人,“蛟龍?zhí)枴?000米載人潛水器的參研參試單位，并承擔(dān)過北京市科委的“高精度大氣壓力傳感器產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)”國家級科技項(xiàng)目。昆侖海岸在北京和無錫分設(shè)有兩個(gè)生產(chǎn)基地，其中，北京生產(chǎn)廠主要生產(chǎn)的產(chǎn)品為：壓力、液位傳感器、變送器;超聲波物位傳感器、變送器;安全柵、隔離模塊、數(shù)據(jù)采集器、專用儀表;Zigbee無線傳感器、900M無線記錄儀、溫度記錄儀等。無錫生產(chǎn)廠主要生產(chǎn)的產(chǎn)品為：溫濕度傳感器、變送器;水浸、二氧化碳、照度傳感器;電磁流量計(jì)等。隨著物聯(lián)網(wǎng)無線傳感器、數(shù)據(jù)交換網(wǎng)關(guān)、云數(shù)據(jù)對接服務(wù)體系的不斷完善，昆侖海岸正在從單純的硬件生產(chǎn)商向現(xiàn)場數(shù)據(jù)提供商轉(zhuǎn)型，為流程工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場、制造業(yè)生產(chǎn)線、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、倉儲、物流以及冷鏈全程提供一攬子數(shù)據(jù)測量、采集、記錄、傳輸和數(shù)據(jù)對接服務(wù)。昆侖海岸為填補(bǔ)自身高端產(chǎn)品的不足，同時(shí)還代理了瑞士ROTRONIC公司溫濕度產(chǎn)品;英國MICHELL公司露點(diǎn)儀產(chǎn)品;美國GE公司溫濕度、二氧化碳產(chǎn)品，為用戶提供更加完整的解決方案。參數(shù)與功能說明：1.采集器技術(shù)參數(shù)：記錄容量：約524262條（除以通道數(shù)為實(shí)際存儲組數(shù)）記錄間隔：1分鐘100天連續(xù)可調(diào)通訊接口：USB2.0 485/GPRS/CDMA/以太網(wǎng)RJ45 可選防水等級：可防護(hù)潮濕環(huán)境及雨水沖刷，但禁止透水或用水浸泡！工作環(huán)境：-3070(溫度低于-20時(shí)候建議采用保溫措施！)平均功耗：主機(jī)平均工作電流10mA(不包含控制模塊)電源供電：交流220V3A（DC12VDC5V雙子電源）2.傳感器參數(shù)：風(fēng)速傳感器：范圍 030m/s精度 1m/s分辨率 0.1m/s風(fēng)向傳感器：范圍 16風(fēng)向（注：風(fēng)向北已在傳感器上用紅箭頭標(biāo)出）空氣溫度： 范圍 -3070 精度 0.2 分辨率 0.01空氣濕度： 范圍 0100% 精度 3%分辨率 0.1%光照強(qiáng)度： 范圍 0200Klx精度 5%分辨率 0.1Klx雨雪傳感器：范圍 0100% 精度 5%(100%為傳感器表面有雨雪覆蓋) 安裝時(shí)請將傳感器面板與水平面成30度左右夾角，以便于水液下流3.功能及特點(diǎn)：能夠與現(xiàn)有流行操作系統(tǒng)相兼容：操作系統(tǒng)采用Microsoft Windows 2000及以上版本。支持無線GPRS/CDMA、有線485/CAN、以太網(wǎng)接入模式，采集中心最大支持255個(gè)子站共同接入。支持即時(shí)數(shù)據(jù)采集、定時(shí)數(shù)據(jù)采集、硬件歷史數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)庫在線管理等功能。支持?jǐn)?shù)據(jù)圖表功能，具備縮放功能的曲線繪圖，支持EXCEL導(dǎo)出方式。軟件操作界面應(yīng)具有直觀明了、操作簡便的特點(diǎn)。至少具備一路軟件聲光報(bào)警功能，方便在線參數(shù)監(jiān)測。采用5.6寸大屏幕點(diǎn)陣圖形式顯示器，操作簡明，便捷。支持有線、無線控制模式，可自由切換手動、自動控制模式。采集器最大支持18通道采集、擴(kuò)展能力標(biāo)準(zhǔn)16路，最大支持32路繼電器控制輸出，輸出可設(shè)置軟件超時(shí)限位采集器在精度不受影響前提下支持任意互換軟件支持最大255個(gè)子站的無線接入能力系統(tǒng)支持GPRS無線與RS485有線兼容的控制模式強(qiáng)大便捷的用于自編程模式，支持用戶自由配置輸入?yún)?shù)與輸出的關(guān)系，支持參數(shù)上下限與繼電器動作的自由配置接口定義：1.航插定義：2.供電接口：一般在采集器內(nèi)部均安放有AC220V轉(zhuǎn)DC12V/5V開關(guān)電源，與開關(guān)電源相連的為交流220V市電線，此接線為銅網(wǎng)屏蔽電纜，請勿私自用其他普通電線替換！安全注意：使用時(shí)要特別注意，請勿暴力對待。切勿觸碰內(nèi)部走線！如果因連線斷裂而產(chǎn)生的問題，后果請自負(fù)！開關(guān)電源為多孔散熱設(shè)計(jì)，請勿將金屬物或碎屑掉入其中，以免發(fā)生短路故障。電源端子處較危險(xiǎn)，請勿用手觸碰，以免發(fā)生觸電事故！另外請確認(rèn)儀器安放處無未成年人或無電工常識者，以免其有觸電危險(xiǎn)！控制器安裝：1.接入電源：采集器在進(jìn)行所有有效操作之前，是必須要先供電的！這里默認(rèn)使用的是交流220V市電接口。安裝的步驟：將采集器引出的市電插頭插入電源插板即可。如果采集器與電源插板處距離較遠(yuǎn)，建議將插頭部分拆開，用電線加長后做好插頭，再接入。但這里需要注意的是，禁止將產(chǎn)品原配的電源線全部去掉，而從設(shè)備內(nèi)部直接接線。如果必須這樣處理，所使用的電源線必須為銅網(wǎng)或錫箔屏蔽電纜線！2.接插通訊線：供電正常的采集器若要與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)操作，必須保證通訊線被有效安插在電腦USB數(shù)據(jù)口上，并在此之前安裝產(chǎn)品配套光盤中的驅(qū)動程序，且此數(shù)據(jù)口所轉(zhuǎn)換得到的COM口數(shù)小于COM9。3.殼體安裝說明：主機(jī)后背具有預(yù)留有兩個(gè)安裝固定孔，請選擇合適的地方固定安裝。如果產(chǎn)品具備接線端子盒，請將端子盒固定安裝，并防止端子盒發(fā)生進(jìn)水現(xiàn)象。另外端子盒一般接有非安全電壓，所以請勿隨意拆卸，并避免兒童或無電工操作經(jīng)驗(yàn)者接觸。端子盒接線定義以及連接方法參見上圖“航插定義”部分，注意航插出入口順序。謹(jǐn)防接錯(cuò)，反接，或者將220V甚至380V接觸連接線插口，否則后果自負(fù)！端子盒共有1-4個(gè)串聯(lián)安裝，每個(gè)端子盒容納有8個(gè)繼電器接口，此端子盒串接順序及繼電器號順序，將于顯示器和軟件界面中的繼電器號對應(yīng)，請勿接錯(cuò)！4.3.3 光照測試儀昆侖海岸光照度測試儀，采用國際先進(jìn)的傳感器技術(shù)，具有測量范圍寬，使用方便，便于安裝，傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。5 施工組織方案5.1 施工方案介紹工程施工包括所有監(jiān)測服務(wù)器端和客戶端的安裝、調(diào)試，包括中心主控制室智能農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)安裝調(diào)試，作物棚傳感器和無線傳輸設(shè)備安裝調(diào)試，