现代化智能温室大棚建设方案.docx
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1、现代化智能温室大棚建设方案XXX科技股份显示装置实时显示温室内的温湿度、光照度等数值,能够更加一目了然地展示温室大棚数据全貌。智能温室大棚环境控制系统控制柜现场监测节点中,数据信息采集传输到控制层,形成温室大棚环 境控制系统系统的控制终端一智能控制柜。室大棚控制系统,控制柜配备了智能人机界面,外形美观大气, 操作简单方便。控制柜通过智能人机面实现温室大棚内环境参数显示、 设备的联动控制。人机界面触摸屏主要用于系统的数据显示和参数设置,并提供了 数据查看、数据修改的功能,它安装在温室大棚环境主控柜的面板上, 实时显示温室大棚内部的温度、湿度、光照强度、C02含量等数值参 数,以及配套设备如风机、
2、空调、喷淋和卷帘、卷膜等设备的启停状O另外对于系统的异常状况在屏幕上也能及时的显示,并声光报警 提醒工作人员及时的处理信息和排除故障。这样一个温室大棚只需一 个工作人员就可对整个棚内的状态和数据信息完全的掌握,节省了人 力资源。温室大棚控制系统一一控制局部智慧温室大棚环境监控系统,是基于物联网、大数据信息系统技 术,通过各种传感设备对空气温湿度、空气中二氧化碳含量、光照强 度等数据进行采集。利用以太网、4G、WIFE的网络信号传输采集到的数据到控制中第3页共87页 心,控制中心会根据人工经验所设置的各种参数来进行比拟,判断实 时的数据是否符合预制参数要求,并通过手机APP或电脑端查看温室 大棚
3、内实况,并进行远程控制。智慧农业手机APP显示控制监控管理系统,能够实时远程获取大 田或者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,还可以自动控制温室湿帘风机、 喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备。智能水肥一体化系统温室大棚一一视频图像采集监控局部基于数字音频视频的多媒体服务系统,它能通过以太网、4G网络等将实时的图像和声音同时传输,可实时观测温,室内农作物生长、病虫害的发生及变化、执行装置 的运行、工人的劳动等情况。该系统广泛应用于农业、工业、商业、教育等领域的远程监控服 务。视频监控系统的加入,能够减轻用户的劳动力实现温室大棚24
4、小时无人职守为平安保驾护航,为农业园区生产提供安防保障,催促生产员工规范化操作。温室大棚环境物联网视频监控系统的组成核心主要包含以下几 个方面。(1)视频采集系统视频采集系统主要由各观测点的摄像机组成,第4页共87页主要完成作业现场的视频图像信号采集。主要实现对每个采集点的视频采集。按照摄像机是否能移动等要求配置云台装置,主要可实现较广泛 区域的监视。通过平台设置联动报警功能,当设备感应到人员作业时,自动启 动视频录制,随时录下除草、施肥、打药、修剪、采摘画面,并开放给消费者, 远程查看。(2)通信传输系统信号传输系统主要包括电源信号的传输、视频信号的传输和控 制信号的传输线路三局部组成。在工
5、程建设中,根据施工现场的实际情况,使用无线或有线传输 的方案来建设信号传输系统。(3)视频远程访问将视频监控系统进行整合,使管理人员可以对生产区域进行生产 实时监控、消费者也可以通过远程访问视频系统,为管理人员和消费者提供 查看和监管农场生产环境的平台,可以进行园区基础信息查询、生产区环境视频监控(4)视频处理系统视频处理系统主要完成对视频信号的数字化处理、图像信号的显示、图像信号的存储、及图像信号的远程传输。第5页共87页温室大棚视频图像采集系统中采用高容量硬盘录像及远程传输系统实现对所有采集点的显示、录像和回放以及远程浏览。中心管理平台可实现网络数据采集、存储,集中管理,实现网络 地址解析
6、,数据传送到流媒体服务器上,通过建立专业实时视频平台进行对前端的数据信息进行使用、查 询。可通过终端PC、智能手机等远程实时网上直播,无论用户是在外出差、家里、办公室都能看到温室内的实时视频。方便管理人员在任何地点都可以了解到现场情况。并且通过用户 验证管理功能实现数据资料的平安保护。同时,农业园区可以把监控摄像头提供到相关的官方网站,翻开 就可以看到现场情况的实时视频数据。第3章工程建设方案3.1 工程建设主要内容3. 1. 1工程建设概要随着XXX省农业现代化进程进入务实推进的攻坚阶段,但也面 临着资源、环境与市场的多重约束,保障农品、食品平安、生态平安 的压力依然存在,确保农民增产和增收
7、的任务越来越重。实施本类项 目工程,对于探索农业物联网技术在农业现代化进程中的产业化应用 显得十分迫切、各类技术集成、重点领域应用突破、商业模式及推进第6页共87页 路径,提高农业物联网的落地应用水平,促进农业生产方式转变、农 民增收有重要现实意义。“开放式智慧农业物联网公共服务平台”物联网应用示范工程由 XXXX科技股份牵头,杭州东创科技股份作为示范 工程的技术支撑单位,负责示范工程的整体方案设计、技术支持等工 作。杭州智坤农业科技产业园区等现代农业园区作为示范单位,共同 参与示范工程建设。根据工程建设需求,基于物联网的智慧农业公共服务平台建设 内容主要包括“一核五子”,即一个智慧农业公共服
8、务核心平台,集 成五大子系统,基于云计算与大数据库应用的精准农业生产管理子系 统、基于对接物联网标识公共服务平台的农产品生产可追溯管理子系 统、基于农业全产业链调研与监管的政府农业信息化管理子系统、基 于全平台融合的农品云电商子系统以及基于云平台实时监控的平台第7页共87页 运维子系统。通过公共服务平台和农业物联网技术的应用,能够实时 收集农田温度、湿度、风力、大气、降雨量等数据信息,监视农作物 灌溉情况,监测土壤和空气状况的变更,根据用户需求,随时进行处 理,为现代农业综合信息监测、环境控制以及智能管理提供科学依据, 提高农产品质量和产量。利用物联网技术建立农产品食品平安追溯系 统,为农产品
9、增加二维码,建立对农产品的种植、生产、加工、运输 与销售的全过程跟踪和监控,保障了 “从农田到餐桌”的全过程质量 追溯体系的实现。3. 1.2工程建设背景农业部办公厅关于印发农业物联网区域试验工程工作方案的 通知等一系列的文件明确了农业信息化开展的方向和顶层设计,希望 通过信息化和物联网技术的务实应用实现:农业生产智能化:包括物联网技术和智能农业机械的广泛使用等。经营过程网络化:大力促进电子商务,包括农产品流通,推行农 产品身份制度。高效透明的管理:做到农业产业的阳光管理。信息服务高效便捷:提供针对性强的个性化的农业产业信息化服 务。4. 2工程建设规模及目标本工程总投资近XXXX万元,计划3
10、年内完成,工程以浙江农业第8页共87页 现代化的集聚标准化服务为目标,遵循需求为先的原那么,本次工程完 成智慧农业公共服务平台的五大工程要的(核心内容),在省内首次 表达“信息消费”的国策类业务要求,沿着互联网、物联网、云计算、 大数据的IT之路推进浙江智慧农业的可持续开展,做到农业信息资 源共建共享,信息系统互联互通,工作义务协作协同,彻底防止形成 新的“信息孤岛”,最终形成浙江农业的“随时、随地、随心、随需 ”的智慧服务。通过本工程“开放式智慧农业物联网公共服务平台”的“一核五 子”系统的建设,即一个智慧农业公共服务的核心平台,集成五大子 系统,即基于云计算与大数据库应用的精准农业生产管理
11、子系统、基 于对接物联网标识公共服务平台的农产品生产可追溯管理子系统、基 于农业全产业链调研与监管的政府农业信息化管理子系统、基于全平 台融合的农品云电商子系统以及基于云平台实时监控的平台运维子 系统的建设,实现农业生产、销售、消费、监管四位一体的公共服务 平台,将农业生产标准化,农产品销售电商化,农产品消费平安化, 农业监管信息化。基于云计算与大数据库应用的精准农业生产管理子系统,运用云 计算、大数据库融合分析、电子信息技术、无线传感技术、视频技术 与远程数据采集技术,完成多点采集,统一汇聚的物联网数据分析与 作物生长曲线的模型计算,对作物生产过程精细化管理、环境信息监 测与智能控制、视频监
12、控等工作。基于对接物联网标识公共服务平台的农品溯源子系统,运用物联第9页共87页 网标识公共服务平台的统一编码标准,对农品采收、分拣、包装等环 节进行真实细致的溯源,利用远程定位、远程数据采集、传感技术对 农品物流环节进行全程监控。基于农业全产业链调研与监管的政府信息化子系统,调用公共服 务平台中的相关数据及分析结果,提供相关政府部门对农业全产业链 的监管和农业产业的调研提供详细、精确的数据支撑。基于全平台融合的农品云电商子系统,运用开放式数据标准接口 的多系统对接技术,形成移动互联网,互联网的全覆盖云电商农品销 售平台。形成诚信的(符合三品一标要求)放心农产品可闻可视的展示、 推荐和服务中心
13、。(创新的阳光农产品模式);形成农业产业集聚化经 营中心(创新的集聚经营模式);形成农业产品优质化管控中心(创 新的质量和平安的保障模式);形成智慧农业的阳光信息化管理支撑 中心(创新的信息化管理模式);形成农产品的电子商务中心(创新 的网络商务模式);形成智慧农业的社会化服务中心(创新的信息化 服务模式)。在全国率先建成物联网专业服务和增值服务应用示范基 地。3.3工程技术方案与技术特点根据工程建设需求,基于物联网的智慧农业公共服务平台建设内 容主要包括“一核五子”,即基于云计算与大数据库应用的精准农业 生产管理子系统、基于对接物联网标识公共服务平台的农产品生产可第10页共87页追溯管理子系
14、统、基于农业全产业链调研与监管的政府农业信息化管 理子系统、基于全平台融合的农品云电商子系统以及基于云平台实时 监控的平台运维子系统设计方案3. 3. 1总体架构终端及终端及智童弊端查询终端农产品电子 商务子系统拼接大屏数据所设薛从智能设施农业1政府及产业园区管理子系统I信息化管理子系统农产品生产可追溯 管理子系统平台运营支撑子系 统业务权限管理II地理信息管理业为平安管理0用户权限管理数据交换管理终端控制伦理视频控制接口认证管理地理信息库 环境信息库 生长数据库 农业业务库 市场信息库 视频波支碗ifi、光纤.RJ45. Rs232. Zigbee 制终端81像头温室设备平安保障运维保障体系
15、1)设施层:主要指保障上层系正常运行的硬件设备、运行于硬件上 的基础系统和传输网络等。包括前端传感设备、自动化控制设备、视 频监控设备、传输网络等。2)数据层:主要是为上层系统提供数据支持,包括地理信息数据库、 农作物生长数据库、农业种植业务库、市场信息数据库、环境信息数 据库等与农业生产、管理、销售有关的数据。第11页共87页3)支撑层:支撑层负责为应用系统的运行提供技术支撑服务,并将 这些服务能力依据不同功能划分,以松散耦合的形式组织成各类基础 服务。这些基础服务在SOA的总体架构内互相提供服务和数据,构成 了上层应用系统所需要的底层应用支撑。4)应用系统层建设:包含用于支持不同权限管理者
16、和用户的五大子 系统:智能设施农业管理子系统、农产品生产可追溯管理子系统、政 府及产业园区信息化管理体子系统、农产品电子商务子系统以及平台 运营支撑子系统。5)终端接入层:为平台各类用户提供具有良好用户体验的终端展现 界面,业务数据的自动化录入,各种应用的服务、功能及信息被集成 在前端接入层。主要包括智能手机、智能手持机、大屏幕、个人电脑、 前端查询机等设备。6)保障体系:用于保障所有接入平台的农业企业传感设备、网络设 备、通信设备的稳定平安运行。3. 3. 2系统物理网络拓扑结构服务器数据库是信息数据中心和互联网接入中心、网络管理和安 全中心,承载着工程平台据存储、数据交换以及平台的运行。为
17、保证 平台应用系统的顺利平稳运行,并充分考虑未来平台用户的不断增加 及数据的日益庞大,网络结构选用星型拓扑结构,支持或扩展后能够 支持三层交换技术。配置服务器和磁盘阵列用于运行内部业务系统、基础数据和业务第12页共87页目录第1章工程概述1第2章需求分析2第3章工程建设方案63. 1工程建设主要内容63. 1. 1 工程建设概要63. 1. 2 工程建设背景83.2工程建设规模及目标83. 3工程技术方案与技术特点103. 1总体架构113. 3. 2系统物理网络拓扑结构123.3系统硬件平台134. 3. 4智慧农业标准采集设施硬件示意图153.5平台软件系统构架165. 3.6工程设备选型
18、173. 3. 6. 1设备选型173. 3. 7基于云计算与大数据库应用的精准农业生产管理子系统193. 3. 7. 1 精准设施农业管理模块193. 3. 7. 1. 1 感知层203. 3. 7. 1.2 网络层203. 3. 7. 1.3云计算平台203. 3. 7. 1. 4设备管理213. 3. 7. 1.5指令管理213. 3. 7. 1.6节点故障通知213. 3. 7. L 7历史数据213. 3.7. 1.8报警管理21视频监控223. 3. 7. 1. 10 远程控制223. 3. 7. 2 产业园区信息化管理系统22 数据存储管理,通过路由器和防火墙接入互联网,实现企业
19、之间的信 息共享和交换。3. 3. 3系统硬件平台服务器是作为平台的载体及核心设备,提供平台数据的云存储、 云处理、网络应用和其他服务。根据网络结构的设计,及基于Oracle (甲骨文)虚拟化和集群化的云部署理念,服务器集群系统采用物理 部署,虚拟化管理的原那么,由数据服务器、应用服务器、备份服务器 和Web服务器组成。数据服务器数据服务器是保证数据中心可以为用户提供各种应用服务的基 础,必须能支持大容量访问,能够支持多种数据库结构。备份服务器备份服务器用于对数据中心各类数据进行备份使用,必须能支持 大容量访问,能够支持多种数据库结构。磁盘阵列针对系统的大容量数据的管理和存储,需要配置相应的磁
20、盘阵列 等存储系统,能够提供平台基础档案数据、检测数据和统计分析数据 的存储,并具备完善的系统管理、数据管理和数据保护功能。应用服务器第13页共87页应用服务器是数据中心为用户提供相关应用服务的服务器,和平 台用户业务紧密相关,必须能够满足数据中心的业务扩展,应具有很 好的扩展性,并能够支持多种类型的应用软件。平台数据库是系统数据汇集的总节点,用户多,信息量大,采用 具有优良性能的机架式服务器,兼具省电、节能和环保。此外,为保证平台数据库的高效运转,需要配置交换机和路由器等网 络交换设备实现数据中心网络的数据传输,应具备或扩展后具备三层 交换功能。同时,还需要配置防火墙等平安防护设备实时监控数
21、据中 心数据传输网络的平安隐患,确保网络平安,并配置UPS不间断电源, 确保平台的顺利运行。第14页共87页3. 3.4智慧农业标准采集设施硬件示意图主控机历无纹M关无线路由陈加热器(按需安奘)o无线空气温度/湿度传感器o无线土壤温度/湿度传感器O无我光照传照器无线太阳能二班化碳传感器第15页共87页3. 3.5平台软件系统构架第16页共87页3. 3.6工程设备选型3. 3. 6. 1设备选型智慧农业平台系统硬件清单序号设备名称应用描述技术参数1服务器机柜放置机架式服务器42U标准机柜(含侧面板)2网络机柜放置网络设备37U标准机柜(含侧面板)3数据服务器应用于业务系统数据的综合 管理UNI
22、X小型机IBM P720 (xxxx-E4C)4应用服务器应用于平台业务系统运行HP DL380 G7、 HP 388 、 HP 3605备份服务器应用于数据备份服务HP DL380 G7、 HP 388 、 HP 3606存储设备(磁盘阵 列)应用于平台数据/监控数据 的存储DSxxxx (xxxx-20A)7交换机应用于数据传输光纤交换机IBM B24 (xxxx-B24) 接入交换机 H3C SxxxxTP-EA核心交换机H3C Sxxxx8防火墙应用于网络平安防护H3C SecPath Fxxxx-S-AI9UPS电源组应用于数据中心硬件系统的 不间断供电UPS类型:在线式额定功率:2
23、0KVA电池电压:16pcsX12VDC电源效率:到达90%输入配线:三相四线+地线输入电压范围:210-475VV纠软件系统是基于网络结构和硬件系统的支撑之上开展对外服务 的重要手段,主要包括数据库操作系统、服务器操作系统、系统平安 软件,分别实现数据管理、系统运行和平安防护功能。第17页共87页智慧农业平台系统软件清单序号软件名称产品型号应用描述1服务器操作系统应用于服务器系统运行2服务器云部署软件用于服务器云数据库部署 及数据库虚拟化管理3软件防火墙应用于网络平安防护4开发软件用于平台软件、系统开发第18页共87页3. 3.7基于云计算与大数据库应用的精准农业生产管理子系统基于云计算与大
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