智慧園林-基于物聯(lián)網(wǎng)的園林環(huán)境監(jiān)測及灌溉控制系統(tǒng)課件

智慧園林---基于物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)的園林環(huán)境監(jiān)測及灌溉控制系統(tǒng)ppt課件1目錄一、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)構(gòu)架三、系統(tǒng)功能四、系統(tǒng)特點(diǎn)五、系統(tǒng)方案六、結(jié)語目錄一、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)構(gòu)架三、系統(tǒng)功能四、系統(tǒng)特點(diǎn)2系統(tǒng)概述智慧系統(tǒng)源自IBM提出的智慧地球概念，依時(shí)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(shí)時(shí)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(shí)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(wǎng)絡(luò)教學(xué)和資源互動(dòng)分享，讓更多人獲得知識(shí)；還有智慧的金融、智慧的制造、智慧的通信，以及智能電網(wǎng)、智能產(chǎn)品和服務(wù)……什么是智慧系統(tǒng)？系統(tǒng)概述智慧系統(tǒng)源自IBM提出的智慧地球概念，依時(shí)間順3系統(tǒng)概述建設(shè)綠色生態(tài)城市，需要大規(guī)模園林?jǐn)U展，但要降低資源、能源和人力需求——需要一個(gè)先進(jìn)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(fù)雜性——要有一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)平臺(tái)必須快速地將信息轉(zhuǎn)變?yōu)槎床炝?，便于?guī)劃、決策——要有一個(gè)數(shù)學(xué)模型支持的輔助規(guī)劃決策平臺(tái)完善和改進(jìn)服務(wù)，提高植保水平，優(yōu)化工作流程，提高管理快捷性——需要一個(gè)先進(jìn)的管理平臺(tái)預(yù)防、預(yù)警、預(yù)案措施有效地管理風(fēng)險(xiǎn)，以便集中精力開展創(chuàng)新工作——需要有一個(gè)完善的由數(shù)學(xué)模型支持的分析平臺(tái)為什么需要智慧系統(tǒng)？系統(tǒng)概述建設(shè)綠色生態(tài)城市，需要大規(guī)模園林?jǐn)U展，但要降低4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(shí)候需要灌溉、施肥，采用什么方式灌溉自動(dòng)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(hù)遇到問題怎樣尋求幫助……智慧園林應(yīng)該是怎樣的？系統(tǒng)概述園林生長狀況，甚至是影像智慧園林應(yīng)該是怎樣的？5系統(tǒng)概述智慧園林是集物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為一體，依托部署在城市園林中的各種傳感節(jié)點(diǎn)（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(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)園林管理的智能感知、智能預(yù)警、智能分析、智能灌溉、專家在線指導(dǎo)，為園林管理提供精細(xì)化培育、可視化管理、智能化決策等方面技術(shù)支持。我們描繪的智慧園林定義：系統(tǒng)概述智慧園林是集物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)6目錄一、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)構(gòu)架三、系統(tǒng)功能四、系統(tǒng)特點(diǎn)五、系統(tǒng)方案六、結(jié)語目錄一、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)構(gòu)架三、系統(tǒng)功能四、系統(tǒng)特點(diǎn)7系統(tǒng)構(gòu)架物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1999年，美國召開的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國際會(huì)議上，首先提出物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》2008年后，為了促進(jìn)科技發(fā)展，尋找經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)，各國政府開始重視下一代的技術(shù)規(guī)劃，將目光放在了物聯(lián)網(wǎng)上2009年8月溫家寶總理在視察中科院無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究所時(shí)，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入政府工作報(bào)告2012年初國務(wù)院發(fā)布《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》系統(tǒng)構(gòu)架物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1999年，美國召開的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)8物聯(lián)網(wǎng)概念：物聯(lián)網(wǎng)是通過RFID、傳感器、光學(xué)識(shí)別、全球定位系統(tǒng)等新一代信息技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程，采集其聲、光、熱、電力、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過程的智能化感知、識(shí)別和管理。系統(tǒng)構(gòu)架物聯(lián)網(wǎng)概念：系統(tǒng)構(gòu)架9系統(tǒng)構(gòu)架智慧園林系統(tǒng)構(gòu)架可依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)分為三個(gè)層次：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層系統(tǒng)智慧園林系統(tǒng)構(gòu)架可依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)分為三個(gè)層次：感知層10系統(tǒng)構(gòu)架通過傳感器實(shí)時(shí)采集城市園林各方面環(huán)境參數(shù)，如風(fēng)力、溫度、濕度、光照度、土壤含水量、土壤酸堿度、水質(zhì)等，并依據(jù)參數(shù)對(duì)噴灌等設(shè)備進(jìn)行智能控制。高清晰度攝像頭可以對(duì)特定區(qū)域植被生長情況進(jìn)行監(jiān)控，甚至可以觀察病蟲害情況。感知層通過有線、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)信息平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)園林信息管理、環(huán)境監(jiān)測、能源及用水量監(jiān)測等。應(yīng)用層系統(tǒng)構(gòu)架通過傳感器實(shí)時(shí)采集城市園林各方面環(huán)境參數(shù)，如風(fēng)11目錄一、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)構(gòu)架三、系統(tǒng)功能四、系統(tǒng)特點(diǎn)五、系統(tǒng)方案六、結(jié)語目錄一、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)構(gòu)架三、系統(tǒng)功能四、系統(tǒng)特點(diǎn)12系統(tǒng)功能智慧灌溉控制針對(duì)不同土壤質(zhì)地、地勢、以及園林植被等特性要求，通過傳感器對(duì)土壤墑情及環(huán)境參數(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)的采集，統(tǒng)一集中到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)。一方面可以全面掌握?qǐng)@林環(huán)境情況；二是可以通過高清視頻查看特定環(huán)境的植被具體生長情況；三是可以通過智能控制，實(shí)現(xiàn)灌溉及施肥自動(dòng)化管理。系統(tǒng)功能智慧灌溉控制13系統(tǒng)功能智慧資源管理實(shí)現(xiàn)園林信息、水資源及能源消耗管理等功能園林專家服務(wù)主要是為園林專家和園林管理人員之間搭建溝通的橋梁，園林管理人員可以通過應(yīng)用平臺(tái)，在園林管理方面遇到的問題來求助于園林專家。系統(tǒng)功能智慧資源管理14目錄一、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)構(gòu)架三、系統(tǒng)功能四、系統(tǒng)特點(diǎn)五、系統(tǒng)方案六、結(jié)語目錄一、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)構(gòu)架三、系統(tǒng)功能四、系統(tǒng)特點(diǎn)15系統(tǒng)特點(diǎn)一、智慧化灌溉系統(tǒng)，可以有效節(jié)省資源、高效節(jié)能；并有效提高植被成活率。二、植被生長環(huán)境及土壤水分?jǐn)?shù)學(xué)模型，為園林植被科學(xué)布局提供技術(shù)支持。系統(tǒng)特點(diǎn)一、智慧化灌溉系統(tǒng)，可以有效節(jié)省資源、高效節(jié)能16系統(tǒng)特點(diǎn)節(jié)省水資源？保守估算，比已有灌溉方式可節(jié)約用水量20%；20%是什么概念？年用水量可節(jié)省幾個(gè)大明湖？智慧系統(tǒng)有什么好處？植被生長壞境模型？利用自動(dòng)噴灌系統(tǒng)可以智能控制環(huán)境濕度、土壤水份等，達(dá)到植被生長的最佳環(huán)境。精細(xì)化培育，可視化管理？基于地理信息系統(tǒng)的管理平臺(tái)可以讓您隨時(shí)查看園林狀況，比如大明湖某個(gè)位置的一棵水杉。病蟲害預(yù)防？病蟲害發(fā)生后的治理比病蟲害發(fā)生前的預(yù)防所花費(fèi)的費(fèi)用有幾倍差距，一旦發(fā)生病蟲害景觀也遭到破壞。系統(tǒng)特點(diǎn)節(jié)省水資源？保守估算，比已有灌溉方式可節(jié)約用水17目錄一、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)構(gòu)架三、系統(tǒng)功能四、系統(tǒng)特點(diǎn)五、系統(tǒng)方案六、結(jié)語目錄一、系統(tǒng)概述二、系統(tǒng)構(gòu)架三、系統(tǒng)功能四、系統(tǒng)特點(diǎn)18系統(tǒng)方案INTERNET客戶端客戶端客戶端應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層傳感網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)采集控制器水泵或電磁閥傳感層系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D系統(tǒng)方案INTERNET客戶端客戶端客戶端應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層19傳感器風(fēng)力、氣壓、溫度、濕度、光照度、土壤墑情傳感器、數(shù)據(jù)采集器、攝像頭噴灌控制遠(yuǎn)程控制器、變頻器、水泵、電磁閥噴灌水量控制---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案傳感器---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案20傳感器土壤墑情傳感器位置選擇土壤質(zhì)地：沙土、壤土、粘壤土、粘土，不同土質(zhì)保水力不同地塊位置：坡頭、斜坡、是否靠近水系等等植被種類：草坪、灌木、喬木等等土壤墑情傳感器安裝---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案傳感器土壤墑情傳感器安裝---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案21傳感器風(fēng)力、氣壓、光照度傳感器位置選擇一般安裝于較空闊無遮擋物區(qū)域；溫度、濕度傳感器位置選擇地塊位置：向陽、陽光是否直射、是否靠近水系等等植被種類：草坪、灌木、喬木等等---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案傳感器---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案22傳感器傳感器的通訊方式與數(shù)據(jù)采集器有線：現(xiàn)場總線，如LonWork無線：GPRS/WCDMA/TD/WIFI等工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：4—20mA,需遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器通訊方式也可分有線無線兩種---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案傳感器---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案23噴灌控制遠(yuǎn)程控制器、變頻器、水泵、電磁閥較大區(qū)域：變頻恒壓方式控制增壓水泵，結(jié)合管路電磁閥較小區(qū)域：直接采用電磁閥控制管路遠(yuǎn)程控制器對(duì)變頻器、電磁閥進(jìn)行控制遠(yuǎn)程控制器通訊方式：有線、無線---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案噴灌控制---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案24噴灌水量控制不能采用土壤墑情傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制一般三種方式：由管理人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行手動(dòng)關(guān)閉；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；采用降雨量采集傳感器進(jìn)行控制。---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案噴灌水量控制---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案25遠(yuǎn)程設(shè)備供電采用無線方式通訊的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集器、控制器、傳感器等設(shè)備，可采用太陽能板加蓄電池方式供電采用有線通訊方式的遠(yuǎn)端設(shè)備利用線路供電---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案遠(yuǎn)程設(shè)備供電---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案26---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案---感知層及控制系統(tǒng)系統(tǒng)方案27利用現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò)渠道，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；區(qū)域監(jiān)測計(jì)算機(jī)及用戶終端通過網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)---網(wǎng)絡(luò)層系統(tǒng)方案---網(wǎng)絡(luò)層系統(tǒng)方案28---應(yīng)用層系統(tǒng)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(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)園林專家服務(wù)系統(tǒng)---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智慧園林信息管理系統(tǒng)智慧園林系統(tǒng)智29---應(yīng)用層系統(tǒng)方案軟件系統(tǒng)架構(gòu)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(xué)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(shè)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(shí)時(shí)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(yīng)用層系統(tǒng)方案軟件系統(tǒng)架構(gòu)地理信息數(shù)據(jù)庫植被信息30---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智慧園林信息管理系統(tǒng)基于地理信息系統(tǒng)的開放的智慧園林信息管理系統(tǒng)，可以對(duì)城市園林信息進(jìn)行綜合管理，設(shè)置分級(jí)權(quán)限，為園林規(guī)劃及管理、園林綠地現(xiàn)狀和歷史數(shù)據(jù)、古樹名木的管理、植物物種和多樣性、植保等方面提供一個(gè)完整管理平臺(tái)。---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智慧園林信息管理系統(tǒng)以對(duì)城市園林信31---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智慧園林信息管理系統(tǒng)信息內(nèi)容：園林矢量信息、園林影像信息、園林主要植被及分布信息、古樹名木信息等軟件功能：數(shù)據(jù)錄入、編輯、存儲(chǔ)、查詢和智慧分析決策等查詢信息：除數(shù)據(jù)可以查詢外，遠(yuǎn)景功能還可以實(shí)現(xiàn)只要在地圖上一點(diǎn)就可以看到某一位置的實(shí)時(shí)視頻圖像智慧分析與決策：可以幫助您從生態(tài)角度確定適合種什么，怎么搭配植被種類。---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智慧園林信息管理系統(tǒng)查詢信息：除數(shù)32---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智慧園林環(huán)境及墑情監(jiān)測系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)管理人員對(duì)園林各個(gè)區(qū)域的環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、光照、土壤水分等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測；支持當(dāng)前歷史數(shù)據(jù)查詢；為植被物種生長環(huán)境提供數(shù)據(jù)支持。---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智慧園林環(huán)境及墑情監(jiān)測系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)管33---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智慧園林環(huán)境及墑情監(jiān)測系統(tǒng)：依據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立適宜植被生長的環(huán)境數(shù)學(xué)模型；根據(jù)數(shù)學(xué)模型結(jié)合天氣預(yù)報(bào)，可以實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、干旱、病蟲害等方面的預(yù)警功能。---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智慧園林環(huán)境及墑情監(jiān)測系統(tǒng)：依據(jù)歷34---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智慧園林水資源利用監(jiān)測系統(tǒng)：對(duì)園林噴灌用水量進(jìn)行監(jiān)控，為水資源利用提供有效的數(shù)據(jù)分析支持；根據(jù)土壤墑情及環(huán)境參數(shù)現(xiàn)狀建立用水量及灌溉方法數(shù)學(xué)模型。---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智慧園林水資源利用監(jiān)測系統(tǒng)：35---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智能園林噴灌控制及設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)：根據(jù)植被生長環(huán)境數(shù)學(xué)模型、用水量及灌溉方式數(shù)學(xué)模型，對(duì)噴灌設(shè)備進(jìn)行控制；也可以進(jìn)行施肥（液態(tài)肥料）對(duì)噴灌設(shè)備、采集設(shè)備及其它電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)維修。---應(yīng)用層系統(tǒng)方案智能園林噴灌控制及設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)：對(duì)36---應(yīng)用層系統(tǒng)方案園林專家服務(wù)系統(tǒng)：提供園林植被培育技術(shù)支持功能；提供植物栽培技術(shù)交流平臺(tái)，為園林人才培養(yǎng)提供一個(gè)開放的環(huán)境。---應(yīng)用層系統(tǒng)方案園林專家服務(wù)系統(tǒng)：37結(jié)語

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)及軟件技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)小區(qū)域乃至整個(gè)城市的園林信息、園林環(huán)境墑情監(jiān)測及噴灌控制；采用智慧監(jiān)測及控制可以合理利用水資源，有效保持生態(tài)環(huán)境，美化宜居城市，使天空更藍(lán)，植被更綠，讓人們的生活更加美好，心情更加舒暢。結(jié)語