智慧农业物联网系统建设方案.docx

智慧农业物联网系统建设方案智慧农业物联网系统建设方案1、项目概述：项目概述：园区拥有拥有温室设施栽培、大田蔬菜种植基地、水产养殖基地蔬种植基，配备有完善的温室、灌溉、增氧设施基础。本系统主要内容是在园区内完成农业物联网温室环境信息、大田环境信息、养殖水体信息监测；温室、大田、养殖可视化监控；温室设施及灌溉自动化控制、水产养殖增氧的实施建设。根据系统建设要求，本次系统建设利用光纤网络通讯方式扩展前端农业物联网系统建设范围和功能、构建农业物联网专用的视频图像传输与自动化控制专属网络，配合农业物联网环境信息采集设备系统形成一套符合现代化智能农业物联网展示与应用需求，具有切合实际用户需求、功能全面、技术领先的综合农业物联网应用系统。2、建设内容：建设内容：2.1、系统构成项目在连栋温室内架设 1 套环境信息采集器，大田架设 2 套环境信息采集器，水产养殖架设 1 套信息采集器，利用传感器采集环境温度、湿度、土壤含水量、土壤温度、光照强度、水体溶解氧、水体 PH、作物生长与水产养殖所必须的环境因子的数据，通过无线网络传输到农业物联网生产管控平台，进行数据的存储、分析比对系统设定的数据阀值，将反馈控制命令通过无线通讯方式传输至农业物联网智能控制柜，自动控制温室卷帘、通风、喷滴灌、水产增氧机设备，使环境遇水体保持在适宜作物与水产生长的条件下。视频系统是利用在连栋温室安装的高清数字摄像机，通过光纤网络传输方式对作物生长状况、设备运行状态、员工工作场景全方位视频采集和监控；农场管理者可以应用农业物联网生产管控平台根据系统显示的作物生长情况与水产环境信息远程对农场温室设施、肥水灌溉与水产增氧实现自动化的控制，同时可远程对生产进行指导管理。集中体现农业种植的集约化、科技化、现代化。病虫害预防系统是农场主利用身边的手机等移动终端图像上传农业物联网平台病虫害防治系统，经系统分类由专家诊断后传回病虫害诊断信息与具体防治措施。2.2 无线网信息采集系统建设农业环境信息的采集和农业设施的智能化、自动化，是设施农业有别于传统农业的核心技术之一。农业物联网智能控制的基础首先要通过传感器进行环境参数的采集，传感器的选择对于获取数据的准确性和功能性非常关键。同时农业生产应用中特殊的高温、高湿度和培养液的高腐蚀性对于传感器的功能性要求很高，既需要能长期耐高温、耐高湿、耐腐蚀的传感器。 根据本项目农业物联网实际建设需求，温室架设二套环境信息采集器，采集器放置在温室中间与温室边缘；大田内架设两套环境信息采集器，根据实际应用需求环境信息采集器采集 5 种环境参数：空气温度、2、空气湿度、3 土壤水分、4 土壤温度、5 光照强度。水产养殖区架设 1 台环境信息采集器采集参数为：1 水体溶解氧、2、水体 PH2.3 实时视频监控系统建设农场视屏采集系统配套有 1 个高清数字球型摄像机和 6 台枪型摄像机。均采用网络数字摄像机，区别于传统模拟摄像机，清晰度更高，兼容 Internet传输协议，可通过网络传输图像信息，同时可以与中央服务器主机组成局域网，在农业物联网生产管控中显示。视屏系统通过铺设光纤方式实现图像传输，沿园区道路铺设 8 芯单模光纤，在温室、大田、水产区分别架设小分纤柜，采用分纤方式在每个温室内留有一芯的光纤，剩余5 芯光纤预留备用。分纤后采用单芯光纤或尾纤进入每个点，点内架设光纤收发器、交换机、最终通过网线方式连接到摄像头。摄像头分布：温室大棚 2 台枪机；大田 1 台枪机1 台球机；水产养殖区 2 台枪机。通过可视化监控系统可直观的观测连栋温室与水产养殖区设备运行状况与动植物生长情况，配合物联网信息采集系统上传的数据对设备进行及时准确的操作管理。园区办公室接入互联网之后，在任何地方只要能连接网络就可以通过网页访问方式实时看到园区测试点的实时图像信息，配合信息采集与智能化管理系统对试验点设施进行远程科学化管理。系统监控画面如下图所示：（2）定时生产控制根据设定的作物生长规律与水产养殖管理经验，在特定的时间对农业设施设备与水产增氧机进行特定时段的开启关闭定时操作。（3）远程或手动控制 农业物联网生产管控平台可以设置成手动模式，在这种模式下，管理者可远程通过互联网对园区所有可控设备进行人工管理，以便处理应用过程中的复杂情况。2.5 病虫害信息采集预警系统 病虫信息采集预警系统软件是植保工程的基础设施，是构筑整个病虫害监测预警和控制体系的基础通信平台，能够全面提高病虫害的监测和控制系统信息化工作水平。系统满足病虫害调查数据信息的系统化采集、统计、分析、发布，实现信息资源共享的需要。园区管理者可将农作物生长与病害状况的图片信息录入病虫害信息采集预警系统，通过系统的分类汇总，结合数据库与专家会诊对病虫害种类进行判断给出准确的判断由系统回传预防与防治办法。系统保证园区农作物的生产安全，降低病虫害大面积发生概率，合理进行病虫害防治工作。2.6 拼接屏系统建设：拼接屏系统建设： 系统采用 3*3 的共九块 46 寸液晶显示拼接屏建设而成。屏幕采用墙挂式支架，借用原有办公室墙面采用铝合金与角件搭建，屏幕建成后进行包边处理。系统配置有拼接屏矩阵，可对物联网平台图像信息进行图像接入与分块处理。同时系统采用三星拼接屏采用的是工业级设计，满足各种环境长时间高清显示，支持 365(天)×24(小时)不间断工作，最大限度的保障了各种环境对其持久稳定工作的需求。2.5 农业物联网生产管控平台软件建设农业物联网生产管控平台软件建设针对本项目多点分布的情况本项目结合园区实际应用需求将物联网生产管控平台集成两部分：1、基地平台：基地平台针对的是农场的实际生产管理者。基地平台在实验中心架设一台物联网平台服务器，对农业物联网信息采集系统采集的信息进行分析处理为智能控制决策提供依据，构建完整控制、展示、远程访问平台。农场管理者可通过农业物联网生产管控平台实时直观的看到温室、水产养殖区实时数据与图像信息，也可通过平台软件对测试点设施进行科学合理的控制，本平台注重的是实际生产应用。2、管理展示平台：管理展示平台应用对象为管理者与参观展示人群。平台配有 GIS 地图功能，可将园区生产基地的基地平台整合到 GIS 平台中，在平台中可显示生产基地地理位置信息、基地生产温室环境信息、配合视屏图像管理。让管理者与参观者对园区的生产基地拥有直观生动的了解。本平台可作为园区的宣传通道，传达公司农业生产管理的现代化、智能化、集约化管理理念，提升公司科技含量与知名度。2.4 物联网自动控制系统建设本项目采用分布式布点统一控制模式实现园区内的自动化控制，在水产养殖区域架设一台农业物联网控制柜，控制柜拥有 24 路控制点，将温室大棚与大田灌溉控制都集中到水产区进行统一的控制，温室大棚区控制遮阳、通风、灌溉，大田区控制水泵及电磁阀进行灌溉，水产区控制增氧机。智能控制设备通讯接入光纤局域网络，根据物联网信息采集系统信息经过物联网生产管控平台处理决策后，控制信号通过光纤网络方式传输至智能控制柜达到实时监测自动控制目的。系统控制模式分为三种：（1）自动控制自动控制系统根据信息采集系统上传的数据通过生产管控平台专家系统对环境参数的分析结果，可以对肥水灌溉、设施操作水产增氧进行智能控制。比如系统判定土壤湿度小于作物事宜生长湿度度，系统会对电磁阀设备进行开启操作实现提高土壤湿度的目的，当温度恢复到植物生长正常土壤湿度则关闭电磁阀。对水产养殖进行预警阀值设置，当溶解氧含量低于预警值时自动开启增氧机环境信息采集器通过无线自组网方式接力传输环境信息，相互间通讯距离可达 1 公里。环境信息采集器兼容市电及太阳能供电两种供电模式，当光照充足或者园区内断电时采用太阳能供电保证设备正常不间断运行。环境采集器信息经过接力传输后最终汇聚到农场管理办公室的无线接收器中接入农业物联网平台，并通过农业物联网生产管控平台实时显示环境信息。