基于物联网智能大棚设计方案(编辑修改稿)

基于物联网智能大棚设计方案(编辑修改稿)内容摘要：

基于物联网的农业生产管理解决方案 第 19 页 智能节水灌溉系统 可 针对具体的植物种类、成熟度、土壤质地、地形坡度、灌水器类型等，通过相应的传感器包括（如温度、湿度、光照辐射、降雨、风力等），实时采集环境信息，并通过专家系统对数据进行综合分析及数据组织，并发布及时准确的生产指令，将土壤含水量保持在满足植物生长的最佳状态，又不浪费水。 系统的功能设计表 序 号 功能名称 功能说明 1 自动、手动控制功能 控制柜上设置了手动 /自动开关，用户可以用这两种方式进 行 灌溉施肥控制。 当自动系统出现故障时，可采用于动系统进行控 制增加了系统控制的灵活性。 2 SPAC 智能控制肥水灌溉功能 根据 SPAC 理论，利用气候仪及土壤环境监测传感器监测作 物生长实时环境，进行自动灌溉施肥控制。 这种控制方式可实现 根据天气及土壤状况进行多个阀门的元人值守灌溉施肥控制。 3 智能化混肥功能 根据作物生长所需营养液的酸碱度 pH 和浓度 EC ，计算机 按照施肥配方的 pH 、 EC 设定值，调节营养液的 pH 、 EC 达到 作物正常生长所需的范围，以满足作物的生长要求。 （根据实际 情况设 定） 4 灌溉施肥信息的统 计、查询、显示功能 该系统可记录每种作物单个阀门每天的灌概施肥量和灌溉 施肥次数，可连续存储 180 天记录信息。 5 水泵的恒压变频控 制功能、系统运行的 动态显示功能 水泵的恒压变频控制为系统提供一个恒定的管当系统运行 时，系统主界面显示当前正在运行网压力，使用户一目了然的掌 握系统运变化，保证系统的安全可靠供水。 运行状态显示。 6 人工干预灌溉施肥 功能 根据用户设定的不同作物多个阀门的灌溉施肥量，可实现一 次性多个阀门的自动灌溉施肥控制。 7 定时定量灌溉施肥 功能 根据用户设定的不同作物多个阀门的灌概施肥量、灌施起始 时间、灌施结束时间、灌水周期等，系统可实现一个月内多个阀 门的自动灌班施肥控制。 8 系统的安全保护功 能 当用户设置不当、系统出现异常情况时，计算机会及时发出 声光报警，提醒用户介入处理，防止对系统或作物造成更大危害。 系统的组成 基于物联网的农业生产管理解决方案 第 20 页 喷滴灌施肥智能化控制系统由中心控制计算机、系统首部装置、田间电磁阀和控制电缆、滴灌管网系统组成。 中心控制计算机系统和PLC。 系统首部装置 :包括加压泵、施肥泵、过滤器、流量计、水肥自动泪合系统、机泵恒压变频控制柜。 田间电磁阀和控制电缆 :电磁阀采用 AC24V 塑料电磁阀，控制电缆采用铠装地埋控制电缆。 智能节水灌溉系统优势及特点 结合作物特性，采取差异化配水及需水精准分析控制，实现精量供水。 系统可定制及扩容，灵活性强，分区域、多路的集中或分散智能控制。 可实现根据天气变化智能定时及间歇灌溉。 多种控制连接方式，能适应多种灌溉方式。 利用自然降雨及太阳能有效降低成本投入。 有效提高灌溉效率及管理方式，解决农业用水矛盾，合理配置资源，提高作物产量。 精准作业管理系统 基于物联网的农业生产管理解决方案 第 21 页 系统概述 精准作业管理系统是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持，根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的 “系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理 ”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。 传统农业的模式已远不能适应农业 可持续发展的需要，产品质量问题，资源严重不足且普遍浪费，环境污染，产品种类需求多样化等诸多问题使农业的发展陷入恶性循环，而精确农业为现代农业的发展提供了一条光明之路， 精确农业与传统农业相比最大的特点是以高新技术和科学管理换取对资源的最大节约。 它是一项综合 性很强的系统工程，是农业实现低耗、高效、优质、环保的根本途径，是世界农业发展的新趋势，也是我国农业迈向 21 世纪的最佳选择。 通过分析我们可以发现在实现精确农业的道路上，现有的基于有线的智能农业系统依然存在着诸多问题，而基于无线传感网的物联网精确农业系统更具发 展潜力， 无线网络具有较高的传输带宽、抗干扰能力强、安全保密性好，而且功率谱密度低。 利用上述特点，可组建针对农田信息采集和管理的目的无线网络，实现农田信息的无线、实时传输。 同时，可以给用户提供更多的决策信息和技术支持，实现整 基于物联网的农业生产管理解决方案 第 22 页 个系统的远程管理。 精准作业管理系统组成： 1 、 无线网络传输系统 在农业控制系统中，物联网系统的温度传感器、湿度传感器、 PH值传感器、光传感器、离子传感器、生物传感器、 CO2 传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、 PH 值、光照强度、土壤养分、 CO2浓度等物理量参数，通过各种仪器仪表 实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。 远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。 采用无线网络来测量来获得作物生长的最佳条件，可以为温室精准调控提供科学依据，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。 基于物联网的农业生产管理解决方案 第 23 页 高清 视频监控系 统 系统主 机统一安装 在监控中心的机柜中，前端摄像机根据现场需要配置带红外的枪机或半球机，通过网络实现 24 小时不间断监控。 系统总体规划图如下： 智能灌溉控制系统 利用 传感器感应土壤的水分并控制灌溉系统以实现自动节水节 基于物联网的农业生产管理解决方案 第 24 页 能，可以构建高效、低能耗、低投入、多功能的农业节水灌溉平台。 农业灌溉是我国的用水大户，其用水量约占总用水量的 70％。 据统 计，因干 旱我国粮 食每年平 均受灾面 积达两千 万公顷，损 失粮食占全国因灾减产粮食的 50％。 长期以来，由于技术、管理水平落后，导致灌溉用水浪费十分严重，农业灌溉用水的利用率仅 40％。 如果根据监测土壤墒情信息，实时控制灌溉时机和水量，可以有效提高用水效率。 而人工定时测量墒情，不但耗费大量人力，而且做不到实时监控；采用有线测控系统，则需要较高的布线 成本，不便于扩展，而且给农田耕作带来不便。 因此，设计一种基于无 线 传感器 网络的节水灌溉控制系统，该系统主要由低功耗无线传感网络节点通过 ZigBee自组网方式构成，从而避免了布线的不便、灵活性较差的缺点，实现土壤墒情的连续在线监测，农田节水灌溉的自动化控制，既提高灌溉用水利用率，缓解我国水资源日趋紧张的矛盾，也为作物生长提供良好的生长环境。 基于物联网的农业生产管理解决方案 第 25 页 精准农 业的数字化管理系统 数字化管理技术主要研究温度、化学等多种传感器对农产品的生长过程全程监控和数据化管理；结合 RFID 电子标签在培育、生产、质检、运输等过程中，进行可识别的实时数据存储和管理，实现农业生产的标准化、网络化、数字化。 数字化农业管理系统集成网络地理信息系统、物联网监控管理系统，可实现数据共享和动态数据控制。 生态农业数字化管理系统以一定物理模式和逻辑模式的形式进行架设。 具体涉及：遥感影像或相关图像的处理与分析：包括高分辨率的遥感影像及其它以图像方式提供的各类数据；地物的空间模型：包括对象、地形、环 境、网络和拓朴关系等；属性信息管理：即动、静态数据管理；空间分析：包括缓冲区、测量、等值线及地统计分析与图表等；应用程序：包括服务器和客户端程序，以实现农业生产管理平台的系统功能；其它附属功能：统计分析等。 此系统在功能上可实现农产品信息查询与发布、专家决策知识库优化决策与分析，达到信息、技术和网络的高效结合，最终实现农业精准数字化控制管理。 基于物联网的农业生产管理解决方案 第 26 页 智能精确农业在应用领域的未来 应用自动控制和电子计算机实现农业生产和管理的自动化，是农业现代化的重要标志之一，近年来电子技术和信息技术的飞速发展，带来了温室控 制与管理技术方面的一场革命，在农业生产，园艺生产，动植物养殖等等方面有着广泛的运用，对于农业生产的增产增质增量产生了巨大的经济效益与社会效应。 国内温室大棚控制系统在九五期间有了长足快速的增长，但我省水平居于低端水平或大部分引自于国外的成熟技术与产品，然而引进费用的昂贵以及维护服务难以跟进等严重制约着该产业的长足快速发展。 在应用领域，智能精确农业在大范围应用过程中应具有其以下特点 : (1) 智能化、傻瓜化的友好人机界面； (2) 突破传统控制系统的多线路铺设，工程量大，线路复杂，成本高等缺点，分布式管理，采用多区化调 控管理，各区独立智能化总线寻址控制，系统铺设简单，精确度高，可控区域广； (3) 远程自动控制，参数实时在线显示，精确度高，真正实现“在家也能种田”； (4) 集成加热系统、通风系统、遮荫 /保温内帘幕系统、外遮荫系统、 C02 施肥系统、空气循环系统、植物保护系统、高压喷雾降温系统、湿帘 — 风机系统、屋顶喷淋系统、补充光照系统、。