目錄
一、項目概述 4
二、建設內(nèi)容 6
2.1系統(tǒng)構(gòu)成 6
2.2無線網(wǎng)信息采集系統(tǒng)建設 9
2.3實時視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設 12
2.4物聯(lián)網(wǎng)自動控制系統(tǒng)建設 15
（1）自動控制 15
（2）定時生產(chǎn)控制 16
（3）遠程或手動控制 16
2.5病蟲害信息采集預警系統(tǒng) 19
2.6拼接屏系統(tǒng)建設： 20
2.5農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控平臺軟件建設 22
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設方案
一、項目概述
園區(qū)擁有擁有溫室設施栽培、大田蔬菜種植基地、水產(chǎn)養(yǎng)殖基地蔬種植基，配備有完善的溫室、灌溉、增氧設施基礎。本系統(tǒng)主要內(nèi)容是在園區(qū)內(nèi)完成農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室環(huán)境信息、大田環(huán)境信息、養(yǎng)殖水體信息監(jiān)測；溫室、大田、養(yǎng)殖可視化監(jiān)控；溫室設施及灌溉自動化控制、水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧的實施建設。根據(jù)系統(tǒng)建設要求，本次系統(tǒng)建設利用光纖網(wǎng)絡通訊方式擴展前端農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設范圍和功能、構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專用的視頻圖像傳輸與自動化控制專屬網(wǎng)絡，配合農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境信息采集設備系統(tǒng)形成一套符合現(xiàn)代化智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)展示與應用需求，具有切合實際用戶需求、功能全面、技術(shù)的綜合農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)。
二、建設內(nèi)容
2.1、系統(tǒng)構(gòu)成
項目在連棟溫室內(nèi)架設1套環(huán)境信息采集器，大田架設2套環(huán)境信息采集器，水產(chǎn)養(yǎng)殖架設1套信息采集器，利用傳感器采集環(huán)境溫度、濕度、土壤含水量、土壤溫度、光照強度、水體溶解氧、水體PH、作物生長與水產(chǎn)養(yǎng)殖所必須的環(huán)境因子的數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡傳輸?shù)睫r(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控平臺，進行數(shù)據(jù)的存儲、分析比對系統(tǒng)設定的數(shù)據(jù)閥值，將反饋控制命令通過無線通訊方式傳輸至農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能控制柜，自動控制溫室卷簾、通風、噴滴灌、水產(chǎn)增氧機設備，使環(huán)境遇水體保持在適宜作物與水產(chǎn)生長的條件下。
視頻系統(tǒng)是利用在連棟溫室安裝的高清數(shù)字攝像機，通過光纖網(wǎng)絡傳輸方式對作物生長狀況、設備運行狀態(tài)、員工工作場景視頻采集和監(jiān)控；農(nóng)場管理者可以應用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控平臺根據(jù)系統(tǒng)顯示的作物生長情況與水產(chǎn)環(huán)境信息遠程對農(nóng)場溫室設施、肥水灌溉與水產(chǎn)增氧實現(xiàn)自動化的控制，同時可遠程對生產(chǎn)進行指導管理。集中體現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植的集約化、科技化、現(xiàn)代化。
病蟲害預防系統(tǒng)是農(nóng)場主利用身邊的手機等移動終端圖像上傳農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺病蟲害防治系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)分類由專家診斷后傳回病蟲害診斷信息與具體防治措施。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
系統(tǒng)建設實施圖
2.2無線網(wǎng)信息采集系統(tǒng)建設
農(nóng)業(yè)環(huán)境信息的采集和農(nóng)業(yè)設施的智能化、自動化，是設施農(nóng)業(yè)有別于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的核心技術(shù)之一。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能控制的基礎首先要通過傳感器進行環(huán)境參數(shù)的采集，傳感器的選擇對于獲取數(shù)據(jù)的準確性和功能性非常關(guān)鍵。同時農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應用中特殊的高溫、高濕度和培養(yǎng)液的高腐蝕性對于傳感器的功能性要求很高，既需要能長期耐高溫、耐高濕、耐腐蝕的傳感器。
根據(jù)本項目農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實際建設需求，溫室架設二套環(huán)境信息采集器，采集器放置在溫室中間與溫室邊緣；大田內(nèi)架設兩套環(huán)境信息采集器，根據(jù)實際應用需求環(huán)境信息采集器采集5種環(huán)境參數(shù)：空氣溫度、2、空氣濕度、3土壤水分、4土壤溫度、5光照強度。水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)架設1臺環(huán)境信息采集器采集參數(shù)為：1水體溶解氧、2、水體PH
2.3實時視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設
農(nóng)場視屏采集系統(tǒng)配套有1個高清數(shù)字球型攝像機和6臺槍型攝像機。均采用網(wǎng)絡數(shù)字攝像機，區(qū)別于傳統(tǒng)模擬攝像機，清晰度更高，兼容Internet傳輸協(xié)議，可通過網(wǎng)絡傳輸圖像信息，同時可以與服務器主機組成局域網(wǎng)，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控中顯示。
視屏系統(tǒng)通過鋪設光纖方式實現(xiàn)圖像傳輸，沿園區(qū)道路鋪設8芯單模光纖，在溫室、大田、水產(chǎn)區(qū)分別架設小分纖柜，采用分纖方式在每個溫室內(nèi)留有一芯的光纖，剩余5芯光纖預留備用。分纖后采用單芯光纖或尾纖進入每個點，點內(nèi)架設光纖收發(fā)器、交換機、最終通過網(wǎng)線方式連接到攝像頭。攝像頭分布：溫室大棚2臺槍機；大田1臺槍機1臺球機；水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)2臺槍機。
通過可視化監(jiān)控系統(tǒng)可直觀的觀測連棟溫室與水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)設備運行狀況與動植物生長情況，配合物聯(lián)網(wǎng)信息采集系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)對設備進行及時準確的操作管理。園區(qū)辦公室接入互聯(lián)網(wǎng)之后，在任何地方只要能連接網(wǎng)絡就可以通過網(wǎng)頁訪問方式實時看到園區(qū)測試點的實時圖像信息，配合信息采集與智能化管理系統(tǒng)對試驗點設施進行遠程科學化管理。系統(tǒng)監(jiān)控畫面如下圖所示：
（2）定時生產(chǎn)控制
根據(jù)設定的作物生長規(guī)律與水產(chǎn)養(yǎng)殖管理經(jīng)驗，在特定的時間對農(nóng)業(yè)設施設備與水產(chǎn)增氧機進行特定時段的開啟關(guān)閉定時操作。
（3）遠程或手動控制
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控平臺可以設置成手動模式，在這種模式下，管理者可遠程通過互聯(lián)網(wǎng)對園區(qū)所有可控設備進行人工管理，以便處理應用過程中的復雜情況。
| 序號 | 設備名稱 | 設備參數(shù) | 設備數(shù)量 | 備注 |
| 1 | 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能控制器 | 控制柜可接入24路控制單元，可配合繼電器擴展模塊控制風機、卷膜、肥水灌溉電磁閥、增氧機等電控設備；可通過光纖網(wǎng)絡傳輸。支持：MODBUS通訊協(xié)議； | 1 | |
| 2 | 智能擴展繼電器模塊 | 24路繼電器擴展模塊，根據(jù)設備功率計控制模式不同，為、通風、補光、開窗、水產(chǎn)增氧等配置獨立控制模塊。 | 1 | |
| 3 | 7寸觸摸屏控制器 | LCD分辨率：800×480;LCD亮度;350cd/㎡ 通信接口：4路RS232（有2路含485），1路以太網(wǎng)，USB; 工作溫度：-10～60℃;工作環(huán)境濕度：10～90%RH 供電電源：直流12V/24V，內(nèi)置電源隔離保護器 功耗：5W 寫入程序后，可事實顯示溫室水產(chǎn)設備運行狀態(tài)，并可通過觸摸屏控制現(xiàn)場設備。 | 1 | |
| 4 | 網(wǎng)絡控制傳輸模塊 | 信號輸出方式：485轉(zhuǎn)網(wǎng)口無線通訊方式 工作溫度：-40℃~80℃ 供電電壓：DC12-24V 傳輸距離：空曠地帶2公里 | 1 | |
| 5 | 網(wǎng)絡控制接收模塊 | 信號輸出方式：網(wǎng)口轉(zhuǎn)485通訊方式 工作溫度：-40℃~80℃ 供電電壓：DC5V 可直接通過USB供電 傳輸距離：空曠地帶2公里 與服務器對接通過串口或者串口轉(zhuǎn)USB模式。 | 1 | |
2.5病蟲害信息采集預警系統(tǒng)
病蟲信息采集預警系統(tǒng)軟件是植保工程的基礎設施，是構(gòu)筑整個病蟲害監(jiān)測預警和控制體系的基礎通信平臺，能夠全面提高病蟲害的監(jiān)測和控制系統(tǒng)信息化工作水平。系統(tǒng)滿足病蟲害調(diào)查數(shù)據(jù)信息的系統(tǒng)化采集、統(tǒng)計、分析、發(fā)布，實現(xiàn)信息資源共享的需要。園區(qū)管理者可將農(nóng)作物生長與病害狀況的圖片信息錄入病蟲害信息采集預警系統(tǒng)，通過系統(tǒng)的分類匯總，結(jié)合數(shù)據(jù)庫與專家會診對病蟲害種類進行判斷給出準確的判斷由系統(tǒng)回傳預防與防治辦法。系統(tǒng)保證園區(qū)農(nóng)作物的生產(chǎn)安全，降低病蟲害大面積發(fā)生概率，合理進行病蟲害防治工作。
2.6拼接屏系統(tǒng)建設：
系統(tǒng)采用3*3的共九塊46寸液晶顯示拼接屏建設而成。屏幕采用墻掛式支架，借用原有辦公室墻面采用鋁合金與角件搭建，屏幕建成后進行包邊處理。系統(tǒng)配置有拼接屏矩陣，可對物聯(lián)網(wǎng)平臺圖像信息進行圖像接入與分塊處理。同時系統(tǒng)采用三星拼接屏采用的是工業(yè)級設計，滿足各種環(huán)境長時間高清顯示，支持365(天)×24(小時)不間斷工作，限度的保障了各種環(huán)境對其持久穩(wěn)定工作的需求。
2.4物聯(lián)網(wǎng)自動控制系統(tǒng)建設
本項目采用分布式布點統(tǒng)一控制模式實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)的自動化控制，在水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域架設一臺農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)控制柜，控制柜擁有24路控制點，將溫室大棚與大田灌溉控制都集中到水產(chǎn)區(qū)進行統(tǒng)一的控制，溫室大棚區(qū)控制遮陽、通風、灌溉，大田區(qū)控制水泵及電磁閥進行灌溉，水產(chǎn)區(qū)控制增氧機。智能控制設備通訊接入光纖局域網(wǎng)絡，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)信息采集系統(tǒng)信息經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控平臺處理決策后，控制信號通過光纖網(wǎng)絡方式傳輸至智能控制柜達到實時監(jiān)測自動控制目的。系統(tǒng)控制模式分為三種：
（1）自動控制
自動控制系統(tǒng)根據(jù)信息采集系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)通過生產(chǎn)管控平臺專家系統(tǒng)對環(huán)境參數(shù)的分析結(jié)果，可以對肥水灌溉、設施操作水產(chǎn)增氧進行智能控制。比如系統(tǒng)判定土壤濕度小于作物事宜生長濕度度，系統(tǒng)會對電磁閥設備進行開啟操作實現(xiàn)提高土壤濕度的目的，當溫度恢復到植物生長正常土壤濕度則關(guān)閉電磁閥。對水產(chǎn)養(yǎng)殖進行預警閥值設置，當溶解氧含量低于預警值時自動開啟增氧機（如下圖所示）。
環(huán)境信息采集器通過無線自組網(wǎng)方式接力傳輸環(huán)境信息，相互間通訊距離可達1公里。環(huán)境信息采集器兼容市電及太陽能供電兩種供電模式，當光照充足或者園區(qū)內(nèi)斷電時采用太陽能供電保證設備正常不間斷運行。環(huán)境采集器信息經(jīng)過接力傳輸后最終匯聚到農(nóng)場管理辦公室的無線接收器中接入農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，并通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控平臺實時顯示環(huán)境信息。
