***章：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)自動控制系統(tǒng)

1.1自動控制系統(tǒng)概述

隨著生活水平的提高，人們對食品生產(chǎn)、流通及儲存等環(huán)節(jié)的監(jiān)測要求也越來越高，尤其是對生產(chǎn)環(huán)節(jié)指標的監(jiān)測，有關(guān)部門甚至已經(jīng)將此項內(nèi)容納入考核指標。由于檢測點數(shù)較多，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備及技術(shù)已經(jīng)不能適用于精細化及多樣化需求，這就要求我們結(jié)合現(xiàn)代科學技術(shù)，開發(fā)一種多點、遠程、便捷的環(huán)境智能監(jiān)測系統(tǒng)。我公司運用科學的技術(shù)，結(jié)合用戶的實際需求，推出了適用于溫室大棚內(nèi)的環(huán)節(jié)智能監(jiān)測控制系統(tǒng)，***限度保證了溫室大棚環(huán)境符合生產(chǎn)、科研及生活的需要。

經(jīng)過現(xiàn)場環(huán)境考察，并結(jié)合使用部門的功能需求，特針對都江堰現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園做出以下系統(tǒng)方案。

1.2系統(tǒng)內(nèi)容簡介

國內(nèi)******的溫室環(huán)境監(jiān)測(智慧農(nóng)業(yè))軟硬件整體解決方案，結(jié)合了的物聯(lián)網(wǎng)及軟件技術(shù)以及在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域豐富的實踐經(jīng)驗。

該系統(tǒng)可以實時遠程獲取溫室大棚內(nèi)部的空氣溫度、空氣濕度、土壤水分、土壤溫濕度、光照強度、和對應大棚的遠程視頻采集。通過溫濕度上下限，可以自動控制溫室濕簾風機、噴淋滴灌、內(nèi)外遮陽、頂窗側(cè)窗、加溫補光等設(shè)備。同時管理者可以遠程調(diào)節(jié)視頻攝像頭（調(diào)焦、旋轉(zhuǎn)、截屏等功能），系統(tǒng)還可以通過計算機等信息終端向管理者推送實時報警信息，實現(xiàn)溫室大棚信息化、智能化遠程管理，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用保證溫室大棚內(nèi)環(huán)境***宜作物生長實現(xiàn)精細化的管理,為作物的高產(chǎn)、***、***、生態(tài)、安全創(chuàng)造條件，幫助客戶提***率、降低成本、增加收益。

系統(tǒng)軟件采用C/S架構(gòu)，系統(tǒng)軟件安裝在用戶自己PC上，方便用戶隨時觀察數(shù)據(jù)。C/S架構(gòu)界面和操作很豐富、直觀。安全性能可以保證，分別有普通用戶和超級用戶登錄權(quán)限。軟件響應速度很快。系統(tǒng)硬件系統(tǒng)采用成都靖坤自主研發(fā)的（無線）環(huán)境溫室智能監(jiān)控終端， 集成度高安裝非常簡便，插電即用，穩(wěn)定可靠， 便于維護。

第二章：溫室環(huán)境采集與控制部分

2.1 溫室環(huán)境監(jiān)測及系統(tǒng)實現(xiàn)原理

都江堰現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園由于大棚內(nèi)部只有外遮掩網(wǎng)、風機和噴滴灌系統(tǒng)，在大棚內(nèi)部布置了溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器、土壤水分、土壤溫度傳感器來采集大棚內(nèi)部環(huán)境參數(shù)，通過環(huán)境參數(shù)的采集來反向控制大棚內(nèi)部的對應的設(shè)備，使得大棚內(nèi)部的環(huán)境達到適合農(nóng)作物生長的環(huán)境條。

(1) 通過電腦遠程查看溫室的實時環(huán)境數(shù)據(jù)，包括(無線)空氣溫度、(無線)空氣濕度、(無線)土壤溫度、(無線)土壤濕度、(無線)土壤水分、(無線)光照度、(終端收到所有傳感器數(shù)據(jù)統(tǒng)一通過無線頻段779HZ遠傳到指定辦公室服務(wù)器電腦上。在辦公室實現(xiàn)遠程實時查看溫室內(nèi)各種環(huán)境參數(shù)。

(2) 溫室環(huán)境報警記錄及時短信報警提醒，用戶可直接處理報警，系統(tǒng)記錄處理信息，可以自動控制溫室設(shè)備。

(3) 自動化控制溫室內(nèi)環(huán)境設(shè)備，提高工作效率，如自動灌溉系統(tǒng)、風機、側(cè)窗、頂窗等。

(4) 用戶可以直觀查看溫室環(huán)境數(shù)據(jù)的實時曲線圖，及時掌握溫室農(nóng)作物生長環(huán)境。

(5）用戶可以在PC端和手機APP端看到大棚環(huán)境的視頻和對應的環(huán)境參數(shù)。

系統(tǒng)構(gòu)架圖

2.2 智能報警系統(tǒng)

(1) 系統(tǒng)可以靈活的設(shè)置各個溫室不同環(huán)境參數(shù)的上下閥值。一旦超出閥值，系統(tǒng)可以根據(jù)配置，通過手機***消息等方式提醒相應管理者。

(2) 短信報警提醒可設(shè)置多人接警手機號碼，防止用戶因個人手機問題沒收到訊息而未及時處理故障所造成不必要的損失。

(3) 可以根據(jù)報警記錄查看關(guān)聯(lián)的溫室設(shè)備，更加及時、快速遠程查看溫室設(shè)備各項數(shù)據(jù)，***處理溫室環(huán)境問題。

(4) 可及時發(fā)現(xiàn)不正常狀態(tài)設(shè)備，通過短信或系統(tǒng)消息及時提醒管理者，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

2.3 遠程自動控制：

(1) 系統(tǒng)通過***的工業(yè)自動化控制技術(shù)，當超過所設(shè)定上下限值時自動控制溫室設(shè)備，無需人工操作。

(2) 可以自定義規(guī)則，讓整個溫室設(shè)備隨環(huán)境參數(shù)變化 自動控制，比如當土壤水分過低時，溫室灌溉系統(tǒng)自動開始澆水、當空氣溫度超高時溫室排氣扇系統(tǒng)自動工作。

(3) 系統(tǒng)軟硬件公司自主研發(fā)設(shè)計若用戶有具體需求可提供二次開發(fā)。

(4) 可以遠程手機端控制大棚相應設(shè)備。

2.4 歷史數(shù)據(jù)分析：

(1) 系統(tǒng)可以通過不同條件組合查詢和對比歷史環(huán)境數(shù)據(jù)。

(2) 支持列表和圖表兩種不同方式查看，用戶可以更直觀看到歷史數(shù)據(jù)曲線。

(3) 與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)可以分析更適合農(nóng)作物生長、***能提高農(nóng)作物產(chǎn)量的環(huán)境參數(shù)，輔助決策。

2.5 系統(tǒng)優(yōu)勢：

(1) 數(shù)據(jù)采集性。所有傳感器均采用進口傳感器。精度高、穩(wěn)定性高。

(2)現(xiàn)場安裝便捷性。壁掛式安裝。

(3)無線傳輸可靠性。采用852MHz頻道通信，無線傳輸有強大AES加密功能，抗干擾性強，有豐富的通信頻道可選擇。

(4)數(shù)據(jù)顯示集中性。將每個檢測點的傳感器數(shù)據(jù)統(tǒng)一發(fā)送到液晶顯示屏顯示在傳輸?shù)焦芾碇行碾娔X進行集中顯示，一目了然，避免了定時人工巡檢和記錄。

(5)自動化聯(lián)動控制。現(xiàn)場設(shè)備可自行設(shè)置上下限，也可通過系統(tǒng)軟件發(fā)送命令聯(lián)動控制，無需人為操作。更系統(tǒng)、更科學控制模式。

2.6 無線溫濕度傳感器：

無線溫濕度傳感器X2W850-H1是一種采用數(shù)字溫濕度傳感器的網(wǎng)絡(luò)型變送器,將環(huán)境中的溫度和濕度轉(zhuǎn)變成與之相對應的數(shù)字信號;可以通過有線網(wǎng)絡(luò)連接,將溫濕度數(shù)據(jù)上傳給主機,進行實時監(jiān)控;傳感器選用高品質(zhì)集成數(shù)字溫濕度傳感器,保證了變送器優(yōu)良的長期穩(wěn)定性、低延滯性、以及抗化學污染性,具有極優(yōu)的可重復性。

2.7 無線土壤水份傳感器：

無線土壤水份傳感器上下限設(shè)置功能，設(shè)置監(jiān)測參數(shù)的上限值與下限值；

超限報警，當實時監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設(shè)定的上限或下限，可以報警；

控制功能，可以根據(jù)預設(shè)的控制方式，在實時監(jiān)測數(shù)據(jù)超***，啟動控制；

2.8. 無線光照傳感器：

無線光照傳感器具有上下限設(shè)置功能，設(shè)置監(jiān)測參數(shù)的上限值與下限值；

超限報警，當實時監(jiān)測數(shù)據(jù)超過設(shè)定的上限或下限，可以報警；

控制功能，可以根據(jù)預設(shè)的控制方式，在實時監(jiān)測數(shù)據(jù)超***，啟動控制；

2.9 太陽能小型氣象：

太陽能小型氣象站7要數(shù)環(huán)境監(jiān)測，主要對都江堰市興農(nóng)蔬菜種植農(nóng)民***現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園的環(huán)境監(jiān)測。參數(shù)：氣象站采用GPRS傳輸/太陽能供電。7要素包括：空氣溫度傳感器，光照強度傳感器，太陽輻射傳感器，土壤水分溫度傳感器，雨量傳感器，風速傳感器，風向傳感器。

第三章：遠程視頻監(jiān)控

3.1 項目建設(shè)背景：

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)作為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個重要途徑，已經(jīng)越來越受到世界各國的重視，而設(shè)施農(nóng)業(yè)中問世工程的建設(shè)與發(fā)展是都市型發(fā)展的重要組成部分，是設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段，溫室生產(chǎn)突破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式，避免連農(nóng)作物種植受地域、自然環(huán)境、氣候等因素的限制，從而成為一種新的農(nóng)作物種植技術(shù)，對農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

我國是農(nóng)業(yè)大國，目前蔬菜大棚已成為我國一些農(nóng)村的重要產(chǎn)業(yè)，是當?shù)剞r(nóng)民的主要經(jīng)濟來源，蔬菜大棚逐漸呈現(xiàn)大規(guī)模、集團化的特點，隨著電子技術(shù)、無線通訊技術(shù)的蓬勃發(fā)展與廣泛引用，農(nóng)業(yè)大棚技術(shù)也在向自動化、信息化方向發(fā)展。基于以太網(wǎng)通訊接口技術(shù)的大棚視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了大棚的無人職守，而且還可以通過各類終端實現(xiàn)對大棚及各類數(shù)據(jù)的監(jiān)控或遙控。

隨著溫室大棚經(jīng)濟的發(fā)展，物資被盜案例時有發(fā)生。雖然采用過設(shè)點、巡邏的辦法但見效不大。作為溫室大棚的經(jīng)營者***頭疼的問題莫過于兩點：一是所經(jīng)營作物的防盜問題；二是作物的生長狀況。多數(shù)經(jīng)營者在大棚里安營扎塞日夜守護著，大棚的規(guī)模越大，在看護上投入的費用和人力也就越多，這就嚴重制約了蔬菜產(chǎn)地的發(fā)展和擴大。

為此，如何正確處理安全與生產(chǎn)、安全與效益的關(guān)系，如何準確、實時、快速履行大棚全監(jiān)測職能，有效進行大棚管理，面對新形勢、新機遇和新挑戰(zhàn)，***各級主管部門的領(lǐng)導對安全生產(chǎn)工作提出了很高的要求和期望。針對于此種現(xiàn)象趨勢，成都靖坤系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司推出此套蔬菜大棚視頻智能監(jiān)控系統(tǒng)。切實為農(nóng)戶著想，將現(xiàn)代電子技術(shù)引入農(nóng)業(yè)溫室大棚中。

3.2 需求分析

安全監(jiān)控主要是通過在溫室大棚四周安裝攝像頭實現(xiàn)整個大棚外部周圍環(huán)境情況進行監(jiān)控，從而防治不法分子對大棚的偷盜和破壞，在溫室大棚內(nèi)部安裝攝像機實現(xiàn)對農(nóng)作物生長情況進行實時了解，從而切實起到安全防范作用，減輕了勞作農(nóng)戶的勞動力，提高工作效率。監(jiān)控系統(tǒng)為溫室大棚的安全保駕護航，為農(nóng)業(yè)基地生產(chǎn)提供安防保障，督促生產(chǎn)員工規(guī)范化操作。

為了能在減少成本的基礎(chǔ)上***地對溫室大棚進行看護，解決蔬菜大棚管理難的問題，我司設(shè)計研發(fā)的此農(nóng)業(yè)溫室大棚環(huán)境全景視頻監(jiān)控系統(tǒng)建立以數(shù)字化視頻監(jiān)控為主的溫室大棚視頻監(jiān)控系統(tǒng)，為蔬菜大棚的安全、管理系統(tǒng)提***率做出貢獻。

農(nóng)業(yè)安防管理系統(tǒng)是指以一套***、可靠的系統(tǒng)和系統(tǒng)設(shè)備為基礎(chǔ)設(shè)施，為園區(qū)提供一個智能、安全、舒適、便捷的集種植、研發(fā)、休閑等一體的高新農(nóng)業(yè)綜合園區(qū)。根據(jù)目前國內(nèi)安防管理系統(tǒng)的發(fā)展狀況，并結(jié)合”都江堰現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園”自身定位及需求，公司設(shè)計“都江堰現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園”安防管理系統(tǒng)由以下一些子系統(tǒng)所組成：

3.3 視頻監(jiān)控總體架構(gòu)設(shè)計：

視頻監(jiān)控構(gòu)架

第四章．自動控制軟件系統(tǒng)介紹

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)描述：

系統(tǒng)構(gòu)架描述

說明：本系統(tǒng)采用云服務(wù)模式，讓用戶即可本地查看管理各類信息官居，也可遠程查看管理各項數(shù)據(jù)及設(shè)備，以達到數(shù)據(jù)實時掌控的目的，以提供更及時準確的實時數(shù)據(jù)支撐。

各類傳感器數(shù)據(jù)通過串口或者TCP/IP傳輸與本地計算機，在通過本地計算機將數(shù)據(jù)傳遞至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，并在服務(wù)器上進行各項數(shù)據(jù)的記錄，并且將此類各項數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至用戶的手機APP進行展示。同時用戶通過手機APP可進行設(shè)備的開啟關(guān)閉操作，也可設(shè)置各設(shè)備的自動化開啟關(guān)閉的規(guī)則。

通過手機、網(wǎng)頁可查看某個位置區(qū)域的實時視頻數(shù)據(jù)。并掌握此區(qū)域的時候氣候數(shù)據(jù)，看是否符合本區(qū)域農(nóng)作物的生長環(huán)境。

4.2 手機APP顯示界面：

手機APP控制設(shè)備界面：