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精准农业物联网解决方案 温室大棚环境无线监控系统

适用领域：农业大棚、花卉植株栽培温室、菇类菌类培育温室、家禽/家畜圈养棚舍 … …

*章：项目概述

概述:

     安全防范技术是集现代科学技术之大成的产物，它体现了现代电子技术、现代通信技术、现代控制技术与现代计算机技术的*结合，其特点在于它所采用的多元信息采集、传输、监控、记录、管理以及一体化集成等一系列高新技术。实践证明，利用这一技术构成的安全防范系统（简称安防系统），能为建设环境提供一个安全、便利、舒适的受保护空间。监控系统是安防系统中*的一个重要组成部分，它不仅可以对监控现场进行不间断实时监视，还可通过各种存储媒体将监视内容清晰地记录下来以备随时查证。

     随着国民经济的迅速发展，现代农业得到了长足的进步，温室工程已成为高效农业的一个重要组成部分。计算机自动控制的智能温室自问世以来，已成为现代农业发展的重要手段和措施。它的功能在于以的技术和现代化设施，人为控制作物生长的环境条件，使作物生长不受自然气候的影响，做到常年工厂化，进行高效率，高产值和高效益的生产。

     近年来，农业温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵，不适合国情。

针对目前农业大棚发展的趋势，我公司提出了一种大棚远程监控系统的设计。根据大棚监控的特殊性，需要传输大棚现场参数给管理者，并把管理者的命令下发到现场执行设备，同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。基于GPRS的农业大棚环境远程监控系统使这些成为可能。

     该系统利用物联网技术，可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，通过模型分析，远程或自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备，保证温室大棚内环境适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。同时，该系统还可以通过手机、PDA、计算机等信息终端向农户推送实时监测信息、预警信息、农技知识等，实现温室大棚集约化、网络化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。本系统适用于各种类型的日光温室、连栋温室、智能温室。

第二章：系统特点及功能

     农业大棚环境远程监控系统由前端部分来完成对环境监测因子的含量的监测与汇集、转换、传输等工作，监测因子包括温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度、CO2浓度等环境参数，这些监测因子由数据采集终端使用不同的方法进行测量获得一个非常准确的测量数据，此结果通过数据处理转换后经由GPRS网络向在线监测数据平台传输数据，在线监测数据传输平台来实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等任务，当温湿度超过设定值的时候，自动开启或者关闭设备。整个系统可达到:安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效的将真实的水产养殖环境信息展现在管理人员的面前。

2.1系统特点:

性：所采用的传感器、通信技术和软件平台在国内均属水平。

可靠性：系统的软硬件经过大量实际应用和严格测试，具有良好的可靠性。

易用性：硬件设备安装维护方便，软件平台界面友好，操作方便，易学易用。

扩展性：软硬件采用模块化设计，可扩充结构及标准化模块结构，便于系统适应不同规范和功能要求的监控系统。

◆ 农业大棚基地基本位于偏远地区，因此采用覆盖广泛的GPRS网络高信号捕捉，必要是采用高增益天线，可确保网络的正常运行。

◆ 可扩充性，支持主站设备、采集终端、传感器等规模数量的平滑增加，无需修改应用程序。
◆ 易维护性，系统可对远程数据采集终端执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置，远程控制、远程数据抄收、远程终端复位、远程终端软件升级等。

◆ 操作简易性：系统软件功能完善，模块化、图形化设计，全过程全中文帮助，操作简单方便。
◆ 性价比高，该系统专为大棚远程环境监控量身定制，充分考虑到农业大棚环境各个环节的业务需求，性价比很高。

2.2系统功能:

l    无线采集：运用当今流行的物联网技术，实现了温度传感设备的无线采集，通过远程电脑获取数据，并通过监控软件进行分析、预警、自动打印。

l    组网传输：信号采用组网无线传输技术，克服距离障碍、信号无衰减，无串扰，抗干扰强。

l 远程访问：*B/S架构，纯.NET开发技术，远程查看、操作控制，只需录入即可轻松实现。

l    实时监控：采用自动化无线监控功能，每天24小时实时监控，避免了人工监控可能出现的监控不及时、不准确，设备长时间非正常运转等问题。

l    报警功能：超过预设值系统自动报警，报警方式主要有声音报警、手机短信报警、声光报警等。各监控点报警方式配置灵活，同一监测点可以分时段、分人员报警，便于交接班管理。

l    测温准确、安装简单：测温范围在-50℃ ～ 100℃内可任设，测量精度达±0.1℃，测量温度准确度±0.2℃。数据无线上传，无需单独穿墙布线，安装方便简单。

l    自动开关控制：远程自动控制系统开关，远程调试设备状态及参数。实现水泵、冷风机等设备启停历史记录的查询及频率分析。

l    快速查询：系统提供历史数据查询、数据导出、图表显示、报表生成和打印等。

l    低成本高效率：比传统有线监控成本更低，无需布线；克服传统有线温度监控线路经常断线、查线的麻烦问题，传输效率更高。

l     LCD显示：控制显示仪采用LCD大屏幕触摸屏显示，使显示结果更清晰明了。

l    管理灵活：系统支持多部门、多角色、自定义灵活管理。不仅可使每个部门都能管理自己部门的设备，也可使具有一定权限的人员来同时监控整个系统的运行状态，既独立又统一，使管理更加灵活方便。

第叁章： 系统结构及组成

     智能农业—温室大棚无线监测系统实现了对影响农作物生长的环境传感数据实时监控智能调节，采集现场的传感信号包括：空气温湿度、光照、土壤温度、CO2浓度、土壤水分等，并实时准确的输出指令智能控制包括大棚风机、微喷罐、滴灌、卷帘机、补光灯、CO2发生器、CO2风机等现场设备。同时支持远程无线信息传输功能，可配的摄像装置，实现对现场农作物和环境真实状况呈现。

     本系统采用GPRS无线传感网络技术，扩展节点可随时随地无缝扩展，节点上电即可加入网络，而不会对现行网络造成任何影响。无线传感器数据通过GPRS移动基站网络实时传输到互联网端任一台计算机，亦可传送到Web服务器提供网页呈现数字化监测。本系统安装、调试、使用极为便捷，用户可以像搭积木一样部署物联网系统实现系统便携式，无线化，规模化。支持远程计算机桌面软件系统数据分析、控制、存储、数字可视化呈现。

3.1、系统架构

精准农业监控—温室大棚无线监控系统采用物联网典型叁层架构设计：

Sensors + ZigBee/WSN + GPRS + 3G + Internet + PC/MP

系统架构说明：

温室大棚无线监测系统包含四层架构：传感层、控制层、手机/互联网层、应用层。

3.2、传感层：包括 空气温湿度、光照、土壤温度、CO2浓度、土壤水分等在内的多种传感器信号的采集，支持多类型传感器多接口外置，支持节点显示屏呈现传感器采集值。

3.3、控制层：根据服务器或手机端下达的控制指令，实时准备的控制现场的设备，包括大棚风机、微喷罐、滴灌、卷帘机、补光灯、CO2发生器、CO2风机等现场设备。

3.4、手机/互联网层：该系统与中国移动手机基站无缝连接，同时通过GPRS无线网络以TCP/IP方式无缝连接互联网（GPRS网关作为TCP/IP协议的客户端，监控端计算机作为服务器端）。

3.5、应用层：计算机端应用软件。支持WinForm版与Web版。数字化、可视化智能监测传感器节点及现场设备的启停状况。监控端计算机可以通过局域网、3G、Wi-Fi、广域网等方式，只要能连接上互联网即可。本系统标配之上位机监控软件支持多个移动网关和以太网网关同时连接。若采用Web系统，则支持网页可视化、数字化呈现现场状况，且支持手机等移动终端实时查看传感器数据并实时发出控制指令。

第四章: 农业智能监控软件介绍

4.1、运行软件后即进入监控画面如图：（显示数值不停的闪烁表示过高或过低报警，同时有报警声音输出。）

4.2、点击画面右上角的“切换画面菜单”即可切换到“报警参数设置”画面，如图：（此处可以修正数据的误差，设定各个参数的报警限；同时可以设置自动运行状态下的各个参数值。）

4.3、点击画面的“切换画面菜单”即可切换到“天气预报”画面，如图：                       

4.4、点击画面右上角的“切换画面菜单”即可切换到“决策信息”画面，如图：（可以输入相关参数信息，由系统自动决策管理农作物的生长情况。） 

4.5、点击画面右上角的“切换画面菜单”即可切换到“历史曲线查询”画面，如图：（可以添加多个要查询的数据进行历史曲线查询。） 

4.6、点击画面右上角的“切换画面菜单”即可切换到“历史数据报表”画面，如图：（此处可以实现“数据查询”“页面设置”“打印预览”“和“打印报表”等功能。）

4.7、点击画面右上角的“切换画面菜单”即可切换到“短信功能设置” 画面，如图：（此处可以设置接收报警短信的手机等信息。）

4.8、软件功能总述:

◆ 可在线实时24小时连续的采集和记录监测点位的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分、CO2浓度等环境各项参数情况，以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录存储监测信息，监测点位可扩充多达上千个点。

◆ 可设定各监控点位的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分、CO2浓度等报警限值，当出现被监控点位数据异常时可自动发出报警信号，报警方式包括：现场多媒体声光报警、网络客户端报警、手机短信息报警等。上传报警信息并进行本地及远程监测，系统可在不同的时刻通知不同的值班人员。

◆ 数据中心软件采用标准windows 98/2000/XP全中文图形界面，实时显示、记录各监测点的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分、CO2浓度等曲线变化。

◆ 监控主机端利用监控软件可随时打印不同时刻的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分、CO2浓度等环境数据及运行报告。

◆ 强大的数据处理与通讯能力，采用计算机网络通讯技术，局域网内的任何一台电脑都可以访问监控电脑，在线查看监控点位的数据变化情况，实现远程监测。系统不但能够在值班室监测，在自己办公室和智能手机都可以非常方便地观看和监控。

◆ 系统可扩充多种记录数据分析处理软件，能进行绘制棒图、饼图，进行曲线拟合等处理，可按EXCEL电子表格式输出进行数据处理。

◆ 系统设计时预留有接口，可随时增加减硬软件设备，系统只要做少量的改动即可，可以在很短的时间内完成。可根据现场的需要和客户的需求改变随时增加新的内容。

     我公司主要提供：现代农业温室大棚智能监控管理系统、各种自动控制系统、机房监控系统、温度集中监测系统、温湿度监控报警系统、各种温湿度仪表，短信报警设备，各种温度传感器、温湿度传感器、温度巡检仪RTU及相关。产物广泛应用于：各种岩土、地温、深水井、生产设备测温、各种库房、大棚、冷库、冰柜、试剂箱、冷藏箱、冰箱、粮仓、矿建温度监测、混凝土测温、各种建筑行业等领域。咨询详情，索取产物资料手册！

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