智慧園林基于物聯(lián)網的園林環(huán)境監(jiān)測及灌溉控制系統(tǒng)

智慧園林---基于物聯(lián)網的園林環(huán)境監(jiān)測及灌溉控制系統(tǒng)目錄一、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)構架三、系統(tǒng)功能四、系統(tǒng)特點五、系統(tǒng)方案六、結語系統(tǒng)概述智慧系統(tǒng)源自IBM提出的智慧地球概念，依時間順序出現(xiàn)智慧地球、智慧城市、智慧行業(yè)等概念。智慧的交通：通過實時流量監(jiān)控避免了擁堵，城市變得更加暢通；智慧的醫(yī)療：隨時隨地共享病例和治療信息，就醫(yī)更加輕松便捷；智慧的教育：支持網絡教學和資源互動分享，讓更多人獲得知識；還有智慧的金融、智慧的制造、智慧的通信，以及智能電網、智能產品和服務……什么是智慧系統(tǒng)？系統(tǒng)概述建設綠色生態(tài)城市，需要大規(guī)模園林擴展，但要降低資源、能源和人力需求——需要一個先進的監(jiān)測與控制系統(tǒng)需要采集保存管理和檢索大量數(shù)據(jù)，為園林規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支持，卻不能夠增加管理成本和管理復雜性——要有一個強大的數(shù)據(jù)平臺必須快速地將信息轉變?yōu)槎床炝Γ阌谝?guī)劃、決策——要有一個數(shù)學模型支持的輔助規(guī)劃決策平臺完善和改進服務，提高植保水平，優(yōu)化工作流程，提高管理快捷性——需要一個先進的管理平臺預防、預警、預案措施有效地管理風險，以便集中精力開展創(chuàng)新工作——需要有一個完善的由數(shù)學模型支持的分析平臺為什么需要智慧系統(tǒng)？系統(tǒng)概述園林生長狀況，甚至是影像園林主要物種是什么什么時候需要灌溉、施肥，采用什么方式灌溉自動灌溉、施肥這片區(qū)域適合種植什么植被植被種類該怎樣搭配不同植被年用水量該是多少該怎樣養(yǎng)護遇到問題怎樣尋求幫助……智慧園林應該是怎樣的？系統(tǒng)概述智慧園林是集物聯(lián)網技術、互聯(lián)網和移動互聯(lián)網為一體，依托部署在城市園林中的各種傳感節(jié)點（環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等）和有線、無線通信網絡實現(xiàn)園林管理的智能感知、智能預警、智能分析、智能灌溉、專家在線指導，為園林管理提供精細化培育、可視化管理、智能化決策等方面技術支持。我們描繪的智慧園林定義：目錄一、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)構架三、系統(tǒng)功能四、系統(tǒng)特點五、系統(tǒng)方案六、結語系統(tǒng)構架物聯(lián)網的發(fā)展1999年，美國召開的移動計算和網絡國際會議上，首先提出物聯(lián)網這個概念2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布《ITU互聯(lián)網報告2005：物聯(lián)網》2008年后，為了促進科技發(fā)展，尋找經濟新的增長點，各國政府開始重視下一代的技術規(guī)劃，將目光放在了物聯(lián)網上2009年8月溫家寶總理在視察中科院無錫物聯(lián)網產業(yè)研究所時，對于物聯(lián)網應用也提出了一些看法和要求，并提出“感知中國”；近幾年物聯(lián)網被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產業(yè)之一，寫入政府工作報告2012年初國務院發(fā)布《物聯(lián)網“十二五”發(fā)展規(guī)劃》物聯(lián)網概念：物聯(lián)網是通過RFID、傳感器、光學識別、全球定位系統(tǒng)等新一代信息技術，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電力、化學、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網絡接入，實現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別和管理。系統(tǒng)構架系統(tǒng)構架智慧園林系統(tǒng)構架可依據(jù)物聯(lián)網結構分為三個層次：感知層、網絡層、應用層系統(tǒng)統(tǒng)構構架架通過過傳傳感感器器實實時時采采集集城城市市園園林林各各方方面面環(huán)環(huán)境境參參數(shù)數(shù)，，如如風風力力、、溫溫度度、、濕濕度度、、光光照照度度、、土土壤壤含含水水量量、、土土壤壤酸酸堿堿度度、、水水質質等等，，并并依依據(jù)據(jù)參參數(shù)數(shù)對對噴噴灌灌等等設設備備進進行行智智能能控控制制。。高清清晰晰度度攝攝像像頭頭可可以以對對特特定定區(qū)區(qū)域域植植被被生生長長情情況況進進行行監(jiān)監(jiān)控控，，甚甚至至可可以以觀觀察察病病蟲蟲害害情情況況。。感知知層層通過過有有線線、、無無線線傳傳輸輸網網絡絡把把數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)傳傳輸輸?shù)降綌?shù)數(shù)據(jù)據(jù)信信息息平平臺臺。。網絡絡層層實現(xiàn)現(xiàn)園園林林信信息息管管理理、、環(huán)環(huán)境境監(jiān)監(jiān)測測、、能能源源及及用用水水量量監(jiān)監(jiān)測測等等。。應用用層層目錄錄一、、系系統(tǒng)統(tǒng)概概述述二、、系系統(tǒng)統(tǒng)構構架架三、、系系統(tǒng)統(tǒng)功功能能四、、系系統(tǒng)統(tǒng)特特點點五、、系系統(tǒng)統(tǒng)方方案案六、、結結語語系統(tǒng)統(tǒng)功功能能智慧慧灌灌溉溉控控制制針對對不不同同土土壤壤質質地地、、地地勢勢、、以以及及園園林林植植被被等等特特性性要要求求，，通通過過傳傳感感器器對對土土壤壤墑墑情情及及環(huán)環(huán)境境參參數(shù)數(shù)指指標標數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的采采集集，，統(tǒng)統(tǒng)一一集集中中到到數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)存存儲儲平平臺臺。。一方方面面可可以以全全面面掌掌握握園園林林環(huán)環(huán)境境情情況況；；二是是可可以以通通過過高高清清視視頻頻查查看看特特定定環(huán)環(huán)境境的的植植被被具具體體生生長長情情況況；；三是可以通通過智能控控制，實現(xiàn)現(xiàn)灌溉及施施肥自動化化管理。系統(tǒng)功功能智慧資源管管理實現(xiàn)園林信信息、水資資源及能源源消耗管理理等功能園林專家服服務主要是為園園林專家和和園林管理理人員之間間搭建溝通通的橋梁，，園林管理理人員可以以通過應用用平臺，在在園林管理理方面遇到到的問題來來求助于園園林專家。目錄錄一、系統(tǒng)概概述二、系統(tǒng)構構架三、系統(tǒng)功功能四、系統(tǒng)特特點五、系統(tǒng)方方案六、結語系統(tǒng)特特點一、智慧化化灌溉系統(tǒng)統(tǒng)，可以有有效節(jié)省資資源、高效效節(jié)能；并并有效提高高植被成活活率。二、植被生生長環(huán)境及及土壤水分分數(shù)學模型型，為園林林植被科學學布局提供供技術支持持。系統(tǒng)特特點節(jié)省水資源源？保守估估算，比已已有灌溉方方式可節(jié)約約用水量20%；20%是什么概念念？年用水水量可節(jié)省省幾個大明明湖？智慧系統(tǒng)有有什么好處處？植被生長壞壞境模型？？利用自動動噴灌系統(tǒng)統(tǒng)可以智能能控制環(huán)境境濕度、土土壤水份等等，達到植植被生長的的最佳環(huán)境境。精細化培育育，可視化化管理？基基于地理信信息系統(tǒng)的的管理平臺臺可以讓您您隨時查看看園林狀況況，比如大大明湖某個個位置的一一棵水杉。。病蟲害預防防？病蟲害害發(fā)生后的的治理比病病蟲害發(fā)生生前的預防防所花費的的費用有幾幾倍差距，，一旦發(fā)生生病蟲害景景觀也遭到到破壞。目錄錄一、系統(tǒng)概概述二、系統(tǒng)構構架三、系統(tǒng)功功能四、系統(tǒng)特特點五、系統(tǒng)方方案六、結語系統(tǒng)方方案INTERNET客戶端客戶端客戶端應用層網絡層傳感網絡傳感器網關傳感器節(jié)點采集控制器水泵或電磁閥傳感層系統(tǒng)網網絡拓撲圖圖傳感器風力、氣壓壓、溫度、、濕度、光光照度、土土壤墑情傳傳感器、數(shù)數(shù)據(jù)采集器器、攝像頭頭噴灌控制遠程控制器器、變頻器器、水泵、、電磁閥噴灌水量控控制---感知層及控控制系統(tǒng)系統(tǒng)方方案傳感器土壤墑情傳傳感器位置置選擇土壤質地：：沙土、壤土土、粘壤土土、粘土，，不同土質質保水力不不同地塊位置：：坡頭、斜坡坡、是否靠靠近水系等等等植被種類：：草坪、灌木木、喬木等等等土壤墑情傳傳感器安裝裝---感知層及控控制系統(tǒng)系統(tǒng)方方案傳感器風力、氣壓壓、光照度度傳感器位位置選擇一般安裝于于較空闊無無遮擋物區(qū)區(qū)域；溫度、濕度度傳感器位位置選擇地塊位置：：向陽、陽光光是否直射射、是否靠靠近水系等等等植被種類：：草坪、灌木木、喬木等等等---感知層及控控制系統(tǒng)系統(tǒng)方方案傳感器傳感器的通通訊方式與與數(shù)據(jù)采集集器有線：現(xiàn)場場總線，如如LonWork無線：GPRS/WCDMA/TD/WIFI等工業(yè)標準信信號：4—20mA,需遠程數(shù)據(jù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器器通訊方式式也可分有有線無線兩兩種---感知層及控控制系統(tǒng)系統(tǒng)方方案噴灌控制遠程控制器器、變頻器器、水泵、、電磁閥較大區(qū)域：：變頻恒壓壓方式控制制增壓水泵泵，結合管管路電磁閥閥較小區(qū)域：：直接采用用電磁閥控控制管路遠程控制器器對變頻器器、電磁閥閥進行控制制遠程控制器器通訊方式式：有線、、無線---感知層及控控制系統(tǒng)系統(tǒng)方方案噴灌水量控控制不能采用土土壤墑情傳傳感器采集集的數(shù)據(jù)進進行控制一般三種方方式：由管理人員員根據(jù)經驗驗進行手動動關閉；根據(jù)經驗設設定時間實實現(xiàn)自動控控制；采用降雨量量采集傳感感器進行控控制。---感知層及控控制系統(tǒng)系統(tǒng)方方案遠程設備供供電采用無線方方式通訊的的遠程數(shù)據(jù)據(jù)采集器、、控制器、、傳感器等等設備，可可采用太陽陽能板加蓄蓄電池方式式供電采用有線通通訊方式的的遠端設備備利用線路路供電---感知層及控控制系統(tǒng)系統(tǒng)方方案---感知層及控控制系統(tǒng)系統(tǒng)方方案利用現(xiàn)有互互聯(lián)網、電電信網、廣廣電網等通通信網絡渠渠道，進行行數(shù)據(jù)通訊訊；區(qū)域監(jiān)測計計算機及用用戶終端通通過網關接接入互聯(lián)網網---網絡層系統(tǒng)方方案---應用層系統(tǒng)方方案智慧園林信息管理系統(tǒng)智慧園林系統(tǒng)智慧園林環(huán)境及墑情監(jiān)測系統(tǒng)智慧園林水資源利用監(jiān)測系統(tǒng)智能噴灌控制及設備監(jiān)控系統(tǒng)園林專家服務系統(tǒng)---應用層系統(tǒng)方方案軟件系統(tǒng)架架構地理信息數(shù)據(jù)庫植被信息數(shù)據(jù)庫環(huán)境參數(shù)及墑情歷史數(shù)據(jù)庫園林信息數(shù)據(jù)庫影像信息數(shù)據(jù)庫植被生長環(huán)境數(shù)學模型、植被用水量模型園林信息錄入系統(tǒng)影像信息處理系統(tǒng)智慧園林水資源利用監(jiān)測系統(tǒng)智能噴灌控制及設備監(jiān)控系統(tǒng)園林信息查詢系統(tǒng)園林信息管理系統(tǒng)環(huán)境參數(shù)及墑情實時數(shù)據(jù)庫智慧園林環(huán)境及墑情監(jiān)測系統(tǒng)智慧園林信息管理系統(tǒng)---應用層系統(tǒng)方方案智慧園林信信息管理系系統(tǒng)基于地理信信息系統(tǒng)的的開放的智智慧園林信信息管理系系統(tǒng)，可以對城市園園林信息進進行綜合管管理，設置置分級權限限，為園林林規(guī)劃及管管理、園林林綠地現(xiàn)狀狀和歷史數(shù)數(shù)據(jù)、古樹樹名木的管管理、植物物物種和多多樣性、植植保等方面面提供一個個完整管理理平臺。---應用層系統(tǒng)方方案智慧園林信信息管理系系統(tǒng)信息內容：：園林矢量量信息、園園林影像信信息、園林林主要植被被及分布信信息、古樹樹名木信息息等軟件功能：：數(shù)據(jù)錄入入、編輯、、存儲、查查詢和智慧分析決決策等查詢信息：：除數(shù)據(jù)可可以查詢外外，遠景功功能還可以以實現(xiàn)只要要在地圖上上一點就可可以看到某某一位置的的實時視頻頻圖像智慧分析與與決策：可可以幫助您您從生態(tài)角角度確定適適合種什么么，怎么搭搭配植被種種類。---應用層系統(tǒng)方方案智慧園林環(huán)環(huán)境及墑情情監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)：實現(xiàn)管理人人員對園林林各個區(qū)域域的環(huán)境溫溫度、濕度度、風速、、光照、土土壤水分等等參數(shù)進行行監(jiān)測；支持當前歷歷史數(shù)據(jù)查查詢；為植被物種種生長環(huán)境境提供數(shù)據(jù)據(jù)支持。---應用層系統(tǒng)方方案智慧園林環(huán)環(huán)境及墑情情監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)：依據(jù)歷史數(shù)數(shù)據(jù)建立適宜植被生生長的環(huán)境境數(shù)學模型型；根據(jù)數(shù)學模模型結合天天氣預報，，可以實現(xiàn)現(xiàn)溫度、濕濕度、干旱旱、病蟲害害等方面的的預警功能能。---應用層系統(tǒng)方方案智慧園林水水資源利用用監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)：對園林噴灌灌用水量進進行監(jiān)控，，為水資源源利用提供供有效的數(shù)數(shù)據(jù)分析支支持；根據(jù)土壤墑墑情及環(huán)境境參數(shù)現(xiàn)狀狀建立用水量及灌灌溉方法數(shù)數(shù)學模型。---應用層系統(tǒng)方方案智能園林噴噴灌控制及及設備監(jiān)測測系統(tǒng)：根據(jù)植被生生長環(huán)境數(shù)數(shù)學模型、、用水量及及灌溉方式式數(shù)學模型型，對噴灌灌設備進行行控制；也可以進行行施肥（液液態(tài)肥料））對噴灌設備備、采集設設備及其它它電氣設備備進行監(jiān)控控，及時發(fā)發(fā)現(xiàn)故障及及時維修。---應用層系統(tǒng)方方案園林專家服服務系統(tǒng)：：提供園林植植被培育技技術支持功功能；提供植物栽栽培技術交交流平臺，，為園林人人才培養(yǎng)提提供一個開開放的環(huán)境境。結語語利用物聯(lián)網網技術、現(xiàn)現(xiàn)代通訊技技術、現(xiàn)代代控制技