物聯(lián)網(wǎng)智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)集成和應(yīng)用（初級）課件 任務(wù)一 安裝智慧農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)

集成和應(yīng)用智慧農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)任務(wù)一安裝智慧農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)CONTENTS目錄任務(wù)描述01任務(wù)分析02任務(wù)實施03知識鏈接04思考與練習05任務(wù)描述根據(jù)智慧農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的需求完成系統(tǒng)方案的設(shè)計，包括傳感器的選擇，系統(tǒng)的組成。實現(xiàn)對土壤墑情的遠程監(jiān)測及灌溉設(shè)備的遠程及智能控制。01任務(wù)分析我國土地面積廣闊，南北差異較大，適合種植的作物種類繁多，不同的作物和同一種作物的不同時期的灌溉需求差別比較大。以往的灌溉方法技術(shù)陳舊，無法滿足作物的灌溉需求，亟待改進。隨著傳統(tǒng)灌溉技術(shù)的不斷改進和現(xiàn)代灌溉技術(shù)的不斷成熟，我國的農(nóng)業(yè)灌溉已經(jīng)取得了些許成效。但是，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)進程的推進，當前的農(nóng)業(yè)灌溉已經(jīng)不能滿足當前的市場需求。監(jiān)控方面主要大量的人力投入，不僅投資成本大，農(nóng)作物品質(zhì)和產(chǎn)量受到嚴重制約。為了全面提升智慧農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的整體水平，不但需要硬件設(shè)備做支撐，而且智能的感知節(jié)點、現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和現(xiàn)代化的控制策略也很有必要。02任務(wù)實施設(shè)計的遠程智慧農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)采用了LoRa無線擴頻通信、無線WiFi和有線通信網(wǎng)作為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。遠程智慧農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)從功能結(jié)構(gòu)上可以分為四部分：傳感器采集系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、云平臺系統(tǒng)和移動監(jiān)控端部分。03智慧農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖（1）工具與器材工具：螺絲刀*1套、斜口鉗*1、剝線鉗*1。器材：智慧農(nóng)業(yè)實驗臺*1、土壤PH傳感器*1、傳感器節(jié)點、M4螺絲+螺母若干、M3螺絲+螺母若干、M2螺絲+螺母若干、M3螺柱若干、線材若干、扎帶若干。（2）傳感器參數(shù)工作電壓：12VDC最大功耗：0.5W量程：3-9PH精度：0.3PH響應(yīng)時間：≤10s任務(wù)實施03步驟一：安裝土壤PH傳感器（3）殼體尺寸及外觀圖 土壤PH傳感器尺寸圖及實物圖如圖所示。任務(wù)實施03土壤PH傳感器尺寸圖土壤PH傳感器實物圖任務(wù)實施03（4）導線安裝電源：棕色接12VDC、黑色接GND、通信線：黃色接DATA1、藍色接DATA2

1.使用剝線鉗將一體式的4根線上的絕緣膠去掉，如圖所示。絕緣膠剝除

2.使用一字螺絲刀將剝好的線按照下圖接在傳感器節(jié)點的端子上，如圖所示。任務(wù)實施03傳感器節(jié)點端子連接（6）設(shè)備安裝LORA節(jié)點安裝見項目二任務(wù)一中一體式氣象站節(jié)點安裝，任務(wù)實施03數(shù)據(jù)上傳（6）注意事項1.測量時探針必須全部插入土壤里。野外使用注意防雷擊。2.勿暴力折彎探針，勿用力拉拽傳感器引出線，勿摔打或猛烈撞擊傳感器。3.傳感器防護等級IP68，可以將傳感器整個泡在水中。4.由于在空氣中存在射頻電磁輻射，不宜長時間在空氣中處于通電狀態(tài)。任務(wù)實施03（7）常見問題

1.傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)線DATA1、DATA2線請勿接反；

2.傳感器節(jié)點電源線請勿接反；

3.傳感器節(jié)點不要使用超過12VDC電源進行供電。 4.設(shè)備數(shù)量過多或布線太長，應(yīng)就近供電，加485增強器，同時增加120Ω終端電阻。

6.設(shè)備安裝螺絲緊固盡量以對角進行緊固。

7.布線保持橫平豎直，設(shè)備布局保持上下對稱，左右對齊。

8.安裝設(shè)備時必須斷電。任務(wù)實施03（1）工具與器材

工具：螺絲刀*1套、斜口鉗*1、剝線鉗*1。

器材：智慧農(nóng)業(yè)實驗臺*1、土壤三合一肥力傳感器*1、傳感器節(jié)點、M4螺絲+螺母若干、M3螺絲+螺母若干、M2螺絲+螺母若干、M3螺柱若干、線材若干、扎帶若干。（2）傳感器參數(shù)

1.工作電壓：12VDC

2.最大功耗：≤0.15W

3.量程：1-1999mg/kg(mg/l)

4.精度：2%FS

5.工作溫度：0℃~55℃任務(wù)實施03步驟二：安裝土壤氮磷鉀三合一肥力傳感器（3）殼體尺寸及外觀圖 土壤氮磷鉀三合一肥力傳感器尺寸圖及實物圖如圖所示。任務(wù)實施03土壤三合一肥力傳感器尺寸圖土壤三合一肥力傳感器實物圖任務(wù)實施03（4）導線安裝電源：棕色接12VDC、黑色接GND、通信線：黃色接DATA1、藍色接DATA2

1.使用剝線鉗將一體式的4根線上的絕緣膠去掉，如圖所示。絕緣膠剝除

2.使用一字螺絲刀將剝好的線按照下圖接在傳感器節(jié)點的端子上，如圖所示。任務(wù)實施03傳感器節(jié)點端子連接（5）設(shè)備安裝LORA節(jié)點安裝見項目二任務(wù)一中一體式氣象站節(jié)點安裝任務(wù)實施03數(shù)據(jù)上傳（6）注意事項1.測量時鋼針必須全部插入土壤里。2.避免強烈陽光直接照射到傳感器上而導致溫度過高。野外使用注意防雷擊。3.勿暴力折彎鋼針，勿用力拉拽傳感器引出線，勿摔打或猛烈撞擊傳感器。4.傳感器防護等級IP68，可以將傳感器整個泡在水中。5.由于在空氣中存在射頻電磁輻射，不宜長時間在空氣中處于通電狀態(tài)。任務(wù)實施03（7）常見問題1.傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)線DATA1、DATA2線請勿接反；2.傳感器節(jié)點電源線請勿接反；3.傳感器節(jié)點不要使用超過12VDC電源進行供電。4.設(shè)備數(shù)量過多或布線太長，應(yīng)就近供電，加485增強器，同時增加120Ω終端電阻。5.設(shè)備安裝螺絲緊固盡量以對角進行緊固。6.布線保持橫平豎直，設(shè)備布局保持上下對稱，左右對齊。7.安裝設(shè)備時必須斷電。任務(wù)實施03（1）工具與器材

工具：螺絲刀*1套、斜口鉗*1、剝線鉗*1。

器材：智慧農(nóng)業(yè)實驗臺*1、投入式液位傳感器*1、傳感器節(jié)點、M4螺絲+螺母若干、M3螺絲+螺母若干、M2螺絲+螺母若干、M3螺柱若干、線材若干、扎帶若干。（2）傳感器參數(shù)1.工作電壓：12VDC2.工作溫度：-20℃~80℃3.溫度漂移：0.03%FS/℃4.測量范圍：0-300m5.測量介質(zhì)：對不銹鋼無腐蝕的油、水等任務(wù)實施03步驟三：安裝投入式液位傳感器（3）殼體尺寸及外觀圖 投入式液位傳感器尺寸圖及實物圖如圖所示。任務(wù)實施03投入式液傳感器尺寸圖投入式液位傳感器實物圖任務(wù)實施03（5）導線安裝電源：紅色接12VDC、藍色接GND、通信線：黃色接DATA1.黑（白）色接DATA21. 使用剝線鉗將一體式的4根線上的絕緣膠去掉絕緣膠剝除

2.使用一字螺絲刀將剝好的線按照下圖接在傳感器節(jié)點的端子上，如圖所示。任務(wù)實施03傳感器節(jié)點端子連接（6）設(shè)備安裝LORA節(jié)點安裝見項目二任務(wù)一中一體式氣象站節(jié)點安裝任務(wù)實施03電源線走線示意圖（6）常見問題1.傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)線DATA1、DATA2線請勿接反；2.傳感器節(jié)點電源線請勿接反；3.傳感器節(jié)點不要使用超過12VDC電源進行供電。4.設(shè)備數(shù)量過多或布線太長，應(yīng)就近供電，加485增強器，同時增加120Ω終端電阻。5.設(shè)備安裝螺絲緊固盡量以對角進行緊固。6.布線保持橫平豎直，設(shè)備布局保持上下對稱，左右對齊。7.安裝設(shè)備時必須斷電。任務(wù)實施031.安裝直流水泵（1）工具與器材

工具：螺絲刀*1套、斜口鉗*1、剝線鉗*1。

器材：智慧農(nóng)業(yè)實驗臺*1、噴霧靜音電機*1、傳感器節(jié)點*1、可調(diào)霧化噴頭*1、水泵進水口過濾網(wǎng)*1、9/12mmPVC軟管*1、連通接頭*1、M4螺絲+螺母若干、M3螺絲+螺母若干、M2螺絲+螺母若干、M3螺柱若干、線材若干、扎帶若干。任務(wù)實施03步驟四：安裝直流水泵（2）直流水泵功能特點1.電機的定子和電路板部分采用環(huán)氧樹脂灌封并與轉(zhuǎn)子完全隔離，解決了電機式直流水泵長期潛水產(chǎn)生的漏水問題，可以水下安裝而且完全防水2.同一電壓可以做出很多種參數(shù)，比如24V水泵可以做成揚程2米，也可以做成揚程7米。水泵可以寬電壓運行，比如24V的水泵可以在電壓24V以下運行。3.水泵的軸心采用高性能陶瓷軸，精度高，抗震性好，由于水泵采用陶瓷軸套與陶瓷軸的精密配合，噪音低于35分貝，功率小一點的甚至可以達到30分貝以下，幾乎達到靜音效果。4.水泵中的三相無霍爾程序驅(qū)動直流水泵可以實現(xiàn)PWM調(diào)速，模擬信號輸入調(diào)速，電位器手動調(diào)速，這樣就可以調(diào)節(jié)流量及揚程，可以訂做音樂噴泉。三相直流水泵具有卡死保護，反接保護。5.水泵已根據(jù)需求配置4分管螺紋或6分管螺紋，滿足特殊的需求。6.多功能設(shè)計，可以潛水使用也可以放在外面（安裝位置低于液面）。任務(wù)實施03（3）參數(shù)1.工作電壓：12VDC2.最大功能：60W3.開口流量：5L/min4.吸程：1.5米5.揚程：50米6.射程：7米7.通信協(xié)議：RS485(Modbus協(xié)議)任務(wù)實施03任務(wù)實施03（4）外觀圖 直流水泵實物圖如圖所示。直流水泵外觀圖（5）導線安裝電源：紅色接12VDC、綠色接GND

1.使用剝線鉗將一體式的2根線上的絕緣膠去掉，如圖所示。任務(wù)實施03絕緣膠剝除

2.使用一字螺絲刀將剝好的線按照下圖接在傳感器節(jié)點的端子上，如圖所示。任務(wù)實施03直流水泵傳感器節(jié)點端子連接3.將9/12mmPVC軟管分別接在入水口和出水口，如圖所示。任務(wù)實施03流水泵進出水口示意圖（6）設(shè)備安裝LORA節(jié)點安裝見項目二任務(wù)一中一體式氣象站節(jié)點安裝任務(wù)實施03數(shù)據(jù)上傳（7）注意事項1.不可以在水中浸泡。2.壓力調(diào)整螺絲不可以隨意調(diào)整3.進水口必須干燥過濾裝置，否則容易造成水泵堵塞。造成壓力降低。任務(wù)實施03（8）常見問題1.傳感器節(jié)點電源線請勿接反；2.傳感器節(jié)點不要使用超過12VDC電源進行供電。3.設(shè)備數(shù)量過多或布線太長，應(yīng)就近供電，加485增強器，同時增加120Ω終端電阻。4.設(shè)備安裝螺絲緊固盡量以對角進行緊固。5.布線保持橫平豎直，設(shè)備布局保持上下對稱，左右對齊。6.安裝設(shè)備時必須斷電。任務(wù)實施03LoRa無線技術(shù)1.什么是LoRa LoRa（LongRangeRadio，遠距離無線電）是一種基于擴頻技術(shù)的遠距離無線傳輸技術(shù)，是LPWAN（低功耗廣域網(wǎng)）通信技