农业物联网温室大棚监控系统解决方案
农业物联网温室大棚监控系统解决方案
项目背景
托普物联网研究的物联网应用是将采集数据经行分析后进行的全自动监控灌溉、施肥、喷药、降温和补光等一系列操作，它由中央控制柜与多节点数据采集器构成两级分布式计算机控制网络，具有分散采集，集中操作管理的特点，系统配置可以根据要求灵活增加或减少。通过传感器实时采集温度、湿度、光照等环境参数，并传到各个节点，数各个节点实现和上位机的通讯，在计算机软件界面上可显示所采集到环境参数的值，可进行数据设定、存贮、报警。具体如下：物联网在农业领域中有着广泛的应用。从农产品生产不同的阶段来看，无论是从种植的培育阶段和收获阶段，都可以用物联网的技术来提高它工作的效率和精细管理。例如：
（1）在种植准备的阶段，我们可以通过在温室里布置很多的传感器，实时采集当前状态下土壤信息，来选择合适的农作物并提供科学的种植信息及其数据经验。
（2）在种植和培育阶段，可以用物联网的技术手段进行实时的温度、湿度、CO2等的信息采集，且可以根据信息采集情况进行自动的现场控制，以达到高效的管理和实时监控的目标，从而应对环境的变化，保证植物育苗在最佳环境中生长。例如：通过远程温度采集，可了解实时温度情况然后手动或自动的在办公室对其进行温度调整，而不需要人工去实施现场操作，从而节省了大量的人力。
（3）在农作物生长阶段，可以利用物联网实时监测作物生长的环境信息、养分信息和作物病虫害情况。利用相关传感器准确、实时地获取土壤水分、环境温湿度、光照等情况，通过实时的数据监测和物定作物的专家经验相结合，配合控制系统调理作物生长环境，改善作物营养状态，及时发现作物的病虫害爆发时期，维持作物最佳生长条件，对作物的生长管理及其为农业提供科学的数据信息等方面有着非常重要的作用。
（4）在农产品的收获阶段，我们也同样可以利用物联网的信息，把它传输阶段、使用阶段的各种性能进行采集，反馈到前端，从而在种植收获阶段进行更精准的测算。
总而言之，物联网农业智能测控系统能大大的提高生产管理效率，节省人工
（例如：对于大型农场来说，几千亩的土地如果用人力来进行浇水施肥，手工加温，手工卷帘等工作，其工作量相当庞大且难以管理，如果应用了物联网技术，手动控制也只需点击鼠标的微小的动作，前后不过几秒，完全替代了人工操作的繁琐），而且能非常便捷的为农业各个领域研究等方面提供强大的科学数据理论支持，其作用在当今的高度自动化、智能化的社会中是不言而谕的。
二、物联网温室大棚监控系统所技术特点：
（1）监控功能系统：根据无线网络获取的植物实时的生长环境信息，如通过各个类型的传感器可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。其它参数也可以选配，如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理，实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。
（2）监测功能系统：在农业园区内实现自动信息检测与控制，通过配备无线传感节点，太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备、配备无线传感传输具系统，每个基点配置无线传感节点，每个无线传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。其它参数也可以选配，如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理，实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据种植作物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息。
（3）实时图像与视频监控功能：农业物联网的基本概念是实现农业上作物与环境、土壤及肥力间的物物相联的关系网络，通过多维信息与多层次处理实现农作物的最佳生长环境调理及施肥管理。但是作为管理农业生产的人员而言，仅仅数值化的物物相联并不能完全营造作物最佳生长条件。视频与图像监控为物与物之间的关联提供了更直观的表达方式。比如：哪块地缺水了，在物联网单层数据上看仅仅能看到水分数据偏低。应该灌溉到什么程度也不能死搬硬套地仅仅根据这一个数据来作决策。因为农业生产环境的不均匀性决定了农业信息获取上的先天性弊端，而很难从单纯的技术手段上进行突破。视频监控的引用，直观地反
映了农作物生产的实时状态，引入视频图像与图像处理，既可直观反映一些作物的生长长势，也可以侧面反映出作物生长的整体状态及营养水平。可以从整体上给农户提供更加科学的种植决策理论依据。
三、主要监测参数（可按自身的要求任意选择）：
测定指标：温度；湿度；光照强度；光合有效辐射；CO2；土壤温度；土壤水分；土壤PH值；电导（盐份）；气压；风向；风速；雨量等等。
四、项目的需求分析：
（一）、信息采集子系统
1、数据采集点 无线发射模块、太阳能电池板、支架、蓄电池
2、数据采集传感器 温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、光合有效辐射传感器、CO2传感器、土壤温湿度传感器、风向、速、雨量传感器等
3、数据分析及显示部分 电脑、软件、无线接收模块、报警系统
备注：数据采集节点数可根据客户需求或实际分析确定数据采集节点数（建议以大棚或每块田地为单位根据实际大小确定每个大棚或田地的节点数量），其中每个节点附带一个该类型的数据采集传感器，如有传感器及其电脑主机、显示器的尺寸、特殊精度、数量和品牌等要求请在说明一栏中说明。若无特殊说明将按系统的实际情况及其用户要求作出最佳配置选择。
（二）、无线控制部分
备注：其中控制柜具体数量根据控制点的数量而定；变频器可一拖三（即一个变频器可公用与三个水泵等设备），如需特殊要求请在说明一栏中说明。若无特殊说明将按系统的实际情况及其用户要求作出最佳配置选择。
（三）、实时图像与监控部分
备注：如需特殊要求请在说明一栏中说明。若无特殊说明将按系统的实际情况及其用户要求作出最佳配置选择。
（四）、系统整体功能部分
1、气象站及联动棚内各项数据能统计分析，并实时在控制室电脑显示、分析；
2、监控图像、数据分析等图像同时在多台液晶屏上显示；
3、数据及监控图像通过GPRS传到网络，用户可在任何有网络的地方查看，并可根据其用户权限进行相应的操作；
4、可远程控制田间电磁阀，并设定不同的灌溉施肥方案；远程控制监控摄
像头。以上远程控制及访问需要设定不同的权限，远程访问都需要有记录保存；
5、收集的数据能设定警戒值，如果超出警戒值可发送警报到控制室或者手机上，以免发生意外情况；
6、根据用户需求，若需要和原有的电磁阀、施肥机等设备进行衔接，在用户提供原有设备接口和通信协议的情况下可进行有效衔接，但是建议尽量不适用原有设备，以免对以后系统的实施、维护和升级等过程造成困难；
7、能提供充足的升级空间，可满足后续创新园建设中的监控、数据收集、田间灌溉的提升需求并预留接口，可对现有系统进行大规模的升级；
8、大棚可完成自动灌溉、自动喷药、自动施肥（液态肥）等功能，且不需人工干预，只需在办公室进行鼠标操作便可轻松完成上述复杂动作，而且系统可设定自动模式，例如：根据当前自动采集的水分来判定是否需要灌溉等动作，实现系统的自动化。
五、1、系统设计方案：
A、在办公室及钢构房控制室内各安装一台液晶显示器，实时显示收集的数据及监控画面，且两台显示器需同步显示。
B、供电方式：采用两种供电模式，即市电与太阳能双电源供电系统，保证设备在任何气候环境下都能持续工作。
C、传输方式：模式1 无线传感器网络（WSN）
模式2 全球移动通信系统（GSM）
模式 3 无线传感器网络+全球移动通信系统+互联网（WSN+GSM+Internet）
模式 4 无线传感器网络+喷滴灌或只能作业等控制终端
（WSN+作业终端）
模式5 无线传感器网络+WebGIS（WSN+WebGIS）
D、通讯接口：无线自组织网络传输协议，串口通信接口等。
E、数据采集传输部分软件的功能：可在线实时连续的采集和记录监测点位的各项参数情况，可成表格显示，曲线显示，柱状图显示，有报
警功能，数据可随时调出查看。可扩充多达65536个点。可设定各监测点位的报警限值，当出现被监测点位数据异常时可自动发出声光报警信号，并发送警报到控制室或者手机上。
2、系统控制部分实施方案：
在控制工程方面，项目采用工业控制技术，严格遵循工业控制标准。采用现在已稳定应用于工业控制系统的PLC作为控制核心，采用变频水泵及其电磁阀等控制对灌溉、施肥实施恒压、节能、长时间无人值守的自动控制。控制柜与控制室之间通过无线连接。控制室与控制柜之间的最大距离在5KM。建议控制柜安放与室内，最好一起放在控制室内，以便直接根据当前数据进行系统控制。
（1）系统设计：
A、PLC主控制部分
B、供水，供肥，喷药系统：采用国际上先进的变频控制系统（变频的优点：自动恒压输出，能对电机的过载、发热、爆管等情况进行自动控制，安全可靠并可延长整个系统的使用寿命），根据现有场地或客户要求定做。
C、连接系统：需无线大功率远程通信系统，中间继电系统数台，高压、防雷系统、过流、过热、超压、欠压保护保护系统，供水，供肥，喷药系统（具体要看客户要求）。
D、其他：在主管道上安装反馈压力变送器，以达到及时自动控制管道内水压。
（2）可达到的功能：
通过采集信息部分发来的指令可完成自动灌溉、自动施肥、自动喷药、能远程控制田间电磁阀，并根据设定不同的灌溉施肥方案进行灌溉施肥
（通过电脑手动开启或关闭阀门的开关来实现，因为本系统没有不同作物的施肥专家库）。远程控制监控摄像头，可通过GPRS远程查看当地情况，但其流畅程度
据当地网速情况而定。以上远程控制及访问需要设定不同的权限并要通过输入密码来实现，所有的远程访问都有记录保存。
系统上位机数据采集及其控制显示界面
七、系统总示意图：
附录—托普物联网简介
托普物联网是浙江托普仪器有限公司旗下的重要项目。浙江托普仪器是国内领先的农业仪器研发生产商，依据自身在农业领域的研发实力，和自主研发的配套设备，在农业物联网领域崭露头角！
托普物联网以客户需求为源头，结合现代农业科技、通信技术、计算机技术、
GIS信息技术，以及物联网技术，竭诚为传统行业提供信息化、智能化的产品与端到端的解决方案。主要有：大田种植智能解决方案、畜牧养殖管理解决方案、食品安全溯源解决方案、食用菌种植智能化管理解决方案、水产养殖管理解决方案、温室大棚智能控制解决方案等。
托普物联网三大系统产品
我们知道物联网主要包括三大层次，即感知层、传输层和应用层。因此托普物联网产品主要以这三个层次延伸，涵盖了感知系统（环境监测传感设备）、传输系统（数据传输处理网络）、应用系统（终端智能控制平台。）
托普物联网模块化智能集成系统
托普物联网依据自身研发优势，开发了多种模块化智能集成系统。
1、传感模块：即环境传感监测系统。它依据各类传感设备可以完成整个园区或完成对异地园区所需数据监测的功能。
2、终端模块：即终端智能控制系统。它可以完成整个园区或远程控制异地园区进行自动灌溉、自动降温、自动开启风机，自动补光及遮阳，自动卷帘，自动开窗关窗，自动液体肥料施肥、自动喷药等各类农业生产所需的自动控制。
3、视频监控模块：即实时视频监控系统。主要是通过监控中心实时得到植物生长信息，在监控中心或异地互联网上既可随时看到作物的实时生长状况。
4、预警模块：即远程植保预警系统。可以通过声光报警、短信报警、语音报警等方式进行预警。
5、溯源模块：即农产品安全溯源系统。该系统对农产品从种植准备阶段、种植和培育阶段、生长阶段、收获阶段等对作物生长环境、喷药施肥情况、病虫害状况等实施实时信息自动记录，有据可查，在储藏、运输、销售阶段采用二维码或者RFID射频技术对各个阶段数据记录，这样就能实现消费者拿到农产品时通过终端设备或网络就能查看到各类信息，才能放心食用。
6、作业模块：即中央控制室。可通过总控室对整个区域情况进行监测，包括各个区域采集点参数、控制作业状态、实时视频图像、施肥喷药状况、报警信息等。
基于物联网技术的变电站综合监控系统方案标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
基于物联网技术的变电站综合监控系统方案 通信12k1 裴蕾 121903030117 一、物联网简介 物联网 ,英文名称叫“TheInternetofThings”(简称 IOT).通俗地讲 , 物联网就是“物物相连的互联网”.它是通过传感设备,按约定的协议, 把任何物品与互联网相连接, 进行信息交换和通信, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。2005 年国际电信联盟 (ITU)发布了《ITU 互联网报告 2005:物联网》,报告指出 ,无所不在的“物联网”通信时代即将来临, 世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换.射频识别技术 (RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。 电力物联网是实现电力系统信息交换和通信的一种网络.在一个电力物联网系统中,有两种站点,一种是监测中心(MonitoringCenter),另一种是监测站 (MonitoringStation).远动终端 RTU(RemoteTerminal Unit)工作在监测站,主要用于对监测数据进行采集 ,并把数据以规定格式通过串口发送至监测中心.监测中心从各监测站收集监测数据, 并对数据进行加工处理。 电力物联网实现的关键技术之一是监测信息的组织与存储问题.解决数据存储与管理问题的数据库理论和技术发展极为迅速, 应用也非常广泛.以关系型为代表的三种经典 (层次、网状和关系型 )数据库[3]在商务和管理
等事务型的应用领域中取得了很大成功 .但是关系型数据库系统占用内存大 , 数据存取速度较慢 .而电力物联网系统不仅要维护和存储大量的实时数据 ,而且对数据及其处理具有严格的时限性 .在数据通信方面, 目前电力系统已颁布了一系列的电力通信协议 ,如 IEC60870-5、IEC60870-6等[4]. 但随着电力系统的高速发展 ,这些协议已不能完全满足实际应用的需要。 二、系统概述? 传统的变电站监控系统受传统理念和技术的影响，各个子系统都是孤立的，很难做到多系统的综合监控、集中管理，无形中降低了系统的集成度和可用性，增加了系统的管理成本。无人值守智能变电站的使用，让远程、实时、多维、自动的智能变电站综合监控系统成为迫切需要。 变电站物联网监控与管理系统以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术的集成应用，实现全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境的全天候状态监视和智能控制，以满足电力系统安全生产、变电站安全防范、事故报警和责任追溯等要求。 TIP3000智能变电站综合监控系统以物联网为核心技术，通过监测、预警和控制三种手段，对全站主要电气设备、关键设备、安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制，完成各子系统的信息集成,实现集中管理和集成联动，满足电力系统安全生产的要求和变电站安全警卫的要求。
毕业设计（报告）课题:智慧农业物联网系统设计 学生: 夏培元系部: 物联网学院 班级: 物联网1404班学号: 2014270307 指导教师: 杨昌义 装订交卷日期: 2017年01 月日 I / 20
摘要 随着经济社会的发展，农业已经越发智能化智慧农业是农业生产的高级阶段是集新兴的互联网、移动互联、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 基于ZigBee技术的智慧农业解决方案，成本低廉，是一般人都能负担的价格；控制更简单，让每一位刚接触的人都能轻松使用；功耗更低、组网更方便、网络更健壮，给您带来高科技的全新感受。您的温室大棚规模越大，基于ZigBee 技术的智慧农业解决方案在使用中，要准确及时地操控所有设备，最值得关注的应该就是网络信号的稳定性。鉴于温室大棚的网络覆盖区域比较广泛，我们贴心为您呈现物联无线组网！智慧农业能有效连接物联Internet通信网关和超出物联Internet通信网关有效控制区域的其它ZigBee网络设备，实现中继组网，扩大覆盖区域，并传输网关的控制命令到相关网络设备，达到预期传输和控制的效果。基于先进的ZigBee技术，物联无线中继器无需接入网线，就可自行中继组网，扩散网络信号，让网络灵活顺畅运行，保障您的所有设备正常运行。主要采集温湿度，从而控制农植物的水分和光照。 关键词:物联网；智慧农业；云计算；物联网架构；ZigBee II / 20
物联网温室大棚智能化系统
解决方案
目录
1、设计原则.............................................................................................................................................. 3 2、设计依据.............................................................................................................................................. 3 3、系统简介.............................................................................................................................................. 4 3、系统架构.............................................................................................................................................. 5 4、系统组成.............................................................................................................................................. 6
结构图................................................................................................................................................ 6 现场的监测设备： ........................................................................................................................ 7 智慧大棚系统结构： .................................................................................................................... 7 智慧农业大棚系统介绍 ................................................................................................................ 8 温度控制系统 ............................................................................................................................ 8 通风控制系统 ............................................................................................................................ 8 光照控制系统 ............................................................................................................................ 9 水分控制系统 ............................................................................................................................ 9 湿度控制系统 .......................................................................................................................... 10 视频监控系统 .......................................................................................................................... 10 控制系统平台： .......................................................................................................................... 10 应用软件平台：.......................................................................................................................... 11 视频监控系统：.......................................................................................................................... 11 农业溯源系统.............................................................................................................................. 12 种植环节： .............................................................................................................................. 12 物流环节： .............................................................................................................................. 12 其他：...................................................................................................................................... 12 室外气象观测站.......................................................................................................................... 13
5、系统特点............................................................................................................................................ 14 预测性：...................................................................................................................................... 14 强大的扩展功能：...................................................................................................................... 14 完善的资料处理功能：.............................................................................................................. 14 远程监控功能：.......................................................................................................................... 14 数据联网功能：.......................................................................................................................... 14
6、项目定位............................................................................................................................................ 14 7、控制逻辑............................................................................................................................................ 16
温度控制...................................................................................................................................... 16 控制要素： .............................................................................................................................. 16 控制设备： .............................................................................................................................. 16 控制方式： .............................................................................................................................. 16
降温控制过程：.......................................................................................................................... 16 在软件中可以设定温度默认正常的上下限的值 .................................................................. 16 温度超过设定上限时 .............................................................................................................. 16
增温控制过程：.......................................................................................................................... 16 空气湿度控制.............................................................................................................................. 16
控制要素： .............................................................................................................................. 16 控制设备： .............................................................................................................................. 17 控制方式： .............................................................................................................................. 17 增湿控制过程：.......................................................................................................................... 17 在软件可设定湿度默认正常的上下限的值； ...................................................................... 17 湿度低于设定下限时： .......................................................................................................... 17 除湿控制过程：.......................................................................................................................... 17
大棚监控系统设计方案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
农业温室大棚监控系统设计方案 一、概述 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。 二、项目需求 .................................................................................................. 错误!未定义书签。 三、系统架构设计 .......................................................................................... 错误!未定义书签。 四、大棚现场布点 .......................................................................................... 错误!未定义书签。 五、平台软件 .................................................................................................. 错误!未定义书签。光照度传感器................................................................................................... 错误!未定义书签。 1 、简介............................................................................................................ 错误!未定义书签。 2、用途 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 3、技术参数..................................................................................................... 错误!未定义书签。 4、安装与使用................................................................................................. 错误!未定义书签。
农业大棚智能温室监测系统设计方案 托普物联网认为：智能温室监测系统是根据无线网络获取的植物实时的生长环境信息，如通过各个类型的传感器可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。其它参数也可以选配，如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理，实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。 一、概述 农业大棚智能温室监测系统通过实时采集农业大棚内空气温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，根据农作物生长需要进行实时智能决策，并自动开启或者关闭指定的环境调节设备。通过该系统的部署实施，可以为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据和有效手段。 大棚监控及智能控制解决方案是通过可在大棚内灵活部署的各类无线传感器和网络传输设备，对农作物温室内的温度，湿度、光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等与农作物生长密切相关环境参数进行实时采集，在数据服务器上对实时监测数据进行存储和智能分析与决策，并自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘等）。 二、项目需求 在每个智能农业大棚内部署无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线土壤含水量传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等，分别用来监测大棚内空气温湿度、土壤温度、土壤水分、光照度、CO2浓度等环境参数。为了方便部署和调整位置，所有传感器均应采用电池供电、无线数据传输。大棚内仅需在少量固定位置提供交流220V市电（如：风机、水泵、加热器、电动卷帘）。 每个农业大棚园区部署1套采集传输设备（包含路由节点、长距离无线网关节点、Wi-Fi 无线网关等），用来覆盖整个园区的所有农业大棚，传输园区内各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到Internet上与平台服务器交互。 在每个需要智能控制功能的大棚内安装智能控制设备（包含一体化控制器、扩展控制配电箱、电磁阀、电源转换适配设备等），用来接受控制指令、响应控制执行设备。实现对大棚内的电动卷帘、智能喷水、智能通风等行为的实现。 三、智能温室监测系统架构设计
《传感器与物联网技 术》 综合报告 题目：智能环境与物联网技术 专业： 学号： 姓名： 提交日期：二О一六年六月 摘要
环境与所有人的日常生活都息息相关，而物联网技术也随着计算机技术，信息技术，以及智能技术的发展越来越多的开始被应用到我们的日常生活中来。本文主要针对物联网技术应用到环境监测中的相关问题进行了分析与探讨。 智能环境利用各种传感器技术，移动计算，信息融合等技术对空气环境，海洋环境,河,湖水质，生态环境，城市环境质量进行全面有效地监控，通过构建全国各地环境质量的检测实现对全国范围内的环境进行实时在线监控和综合分析，建立全国性的污染源信息综合管理系统，为采取环境治理措施和污染预警提供更客观，有效的依据。 关键字：智能环境物联网技术传感器
目录 1引言 (4) 1.1 物联网简介 (4) 1.2智能环境研究的目的和背景 (4) 2需求分析 (4) 2.1智能环境功能需求分析 (5) 2.2各子系统需求分析 (5) 2.2.1大气污染监测子系统需求分析 (5) 2.2.2海洋污染监测子需求分析 (5) 2.2.3水质监测子系统需求分析 (5) 2.2.4生态环境检测子系统需求分析 (5) 2.2.5城市环境检测子系统需求分析 (5) 2.3其他非功能需求分析 (6) 2.3.1可靠性需求 (6) 2.3.2开放性需求 (6) 2.3.3可扩展性需求 (6) 2.3.4安全性需求 (6) 2.3.5应用环境需求 (6) 3详细设计 (6) 3.1各环境监测子系统解决方案 (6) 3.2智能环境监测系统结构图 (5) 3.2.1各子系统环境监测拓扑结构图 (6) 4结论 (12) 参考文献 (13)
基于物联网的蔬菜大棚监控系统设计 一、研究背景及意义 大棚蔬菜对生长环境的要求很高，大棚内的温度、湿度、光照、CO2浓度等条件都不同程度地影响着蔬菜的生长，管理好蔬菜大棚是一项异常繁琐的工作，农户除了要有一定的种植技术，还需要随时了解大棚内的环境状况。当农户种植反季节蔬菜时，更需要全天候照看大棚蔬菜，由此造成人力资源的浪费，农户普遍收益不高。如何在降低投资的基础上，减少人力成本，完成蔬菜大棚的增值创收成为当前农户的迫切需求.物联网（Internet of Things，IoT）是具有标识、感知和智能处理能力，借助通信技术互连而成的网络，目的在于为人们提供智能服务，所以基于无线传感网络的蔬菜大棚监控系统必将减轻农民的负担，用科技的手段帮助农民致富，此系统具有很强的实用价值，可以迅速推广。 二、总体设计方案 （一）系统方案论证 该方案采用终端集成通信模块（ESP8266）+OneNet设备云平台的方法，是一个简单的二级简化系统，ESP8266是目前国内外比较流行的物联网通信模块，该模块内部通过一个32位ARM11内核和四兆的Flash存储器集成了无线数据通信
转发和终端数据采集功能，ESP8266即可作为一个无线通信模块使用，同时又可作为一个MCU主控芯片，当做终端模?K 使用。ESP8266在智能农业大棚的作用是将采集的室内土壤温湿度，光照强度等数据上传到云平台，此时OneNet负责接收数据存储，并将其转发给远程移动端。 方案闪光点：将终端采集模块与无线通信模块合二为一，与传统的物联网解决方案相比，省去了主控芯片，在OneNet设备云平台实现远程监控的界面不需要单独的开发，只需要在云平台上关联相关的数据流即可生成，OneNet官方提供手机APP版，我们只需在线登录手机打开APP，就可实现远程移动端监控。极大地缩短了开发周期，节约开发成本。 方案弊端：ESP8266集终端与网络通信于一体，因此其内部可用资源单调，同普通的单片机（MCU）相比，其外设I/O很少。方案如下图2-1所示。 （二）系统总体设计方案 基于ESP8266与OneNet设备云平台的智能蔬菜温室大棚远程监控系统的总体设计方案如图2-2所示：由于ESP8266的I/O资源有限，所以本方案把终端数据的采集与控制分为了两个部分，一块ESP8266用作传感器数据采集，其中室内温度范围在5～45摄氏度，空气干湿度可监测的范围在10～90%，土壤干湿度范围在0～100%，土壤温度范围在5～45摄氏度。在另一块ESP8266用作对执行器的控制。其中加热、
温室大棚监控系统解决方案
目录 前言 (3) 1、中国农业发展现状 (3) 2、温室大棚控制系统在农业应用中的意义 (4) 2.1、促进农业三个方面的发展： (4) 2.2、社会经济效益： (5) 3、温室大棚控制系统设计方案概述 (6) 3.1、系统设计原则 (6) 3.2 系统功能特点 (7) 3.3 系统组成 (7) 3.4 系统示意图 (8) 4 温室大棚控制系统功能 (8) 4.1 环境信息采集系统 (8) 4.2 视频监控系统 (10) 4.3 智能控制系统 (12) 4.4 信息展示系统 (13) 4.5 管理平台 (15) 4.6公司资料 (17)
前言 物联网信息技术在2006 年被评为未来改变世界的十大技术之一，是继互联网之后的又一 次产业升级，是十年一次的产业机会。总体来说，物联网是指各类传感器和现有的互联网相互 衔接的新技术，物物相连，相互感知，若干年后，地球上的每一粒沙子都有可能分配到一个确 定地址，它的各种状态、参数可被感知。 2009 年8 月温家宝总理在无锡提出“感知中国”，物联网开始在中国受到政府的重视和政 策牵引。 2010 年国家发布了“十二五”发展规划纲要，其中第十三章“全面提高信息化水平”第 一节“构建下一代信息基础设施”中明确提到：推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用 示范。 在第五章“加快发展现代农业”第二节“推进农业结构战略性调整”中提出：加快发展 设施农业，推进蔬菜、水果、茶叶、花卉等园艺作物标准化生产。提升畜牧业发展水平。促进 水产健康养殖。推进农业产业化经营，促进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化。 推进现代农业示范区建设。第三节“加快农业科技创新”中提出：推进农业技术集成化、劳动 过程机械化、生产经营信息化。加快农业生物育种创新和推广应用，做大做强现代种业。加强 高效栽培、疫病防控、农业节水等领域的科技集成创新和推广应用，实施水稻、小麦、玉米等 主要农作物病虫害专业化统防统治。加快推进农业机械化，促进农机农艺融合。发展农业信息 技术，提高农业生产经营信息化水平。 物联网信息技术与现代农业的结合更加是国家重点推动的关键示范应用。 1、中国农业发展现状 我国是农业大国，而非农业强国。近30 年来农业高产量主要依靠农药化肥的大量投入， 大部分化肥和水资源没有被有效利用而随地弃置，导致大量养分损失并造成环境污染。我国农 业生产仍然以传统生产模式为主，传统耕种只能凭经验施肥灌溉，不仅浪费大量的人力物力， 也对环境保护与水土保持构成严重威胁，对农业可持续性发展带来严峻挑战。 我国人口占世界总人口的22%，耕地面积只占世界耕地面积的7%，随着经济的飞速发展，人民生活水平不断提高，资源短缺，环境恶化与人口剧增的矛盾越来越突出。特别是我国加入 世贸组织后，国外价格低廉的优质农副产品源源不断的流入我国，这对我国的农产品市场构成 极大威胁。因此，如何提高我国农产品的质量和生产效率，如何对大面积土地的规模化耕种实 时信息技术指导下科学的精确管理，是一个即前沿又当务之急的科研课题。而现实情况是，粗 放的管理与滥用化肥，其低效益和环境污染令人惊叹。 传统农业产生的物质技术手段落后，主要依靠人力、畜力和各种手工工具以及一些简单机 械。在现实中主要存在的问题是： （1）农业科技含量、装备水平相对滞后 （2）农业生产存在污染和浪费，据农业、水利部门测算，我国每年农业所消耗化肥、农药 和水资源量都在飞速增长，数据惊人，农业的污染问题困扰着不少乡村，不少农民群 众饮水安全受到影响 （3）农业产出少、农民收入低
企业物联网安全综合监控系统的设计方案带来的滞后性等缺点已成为企业面临的重要问题。因此，生产安全正成为一个工业和学术界的热点。 物联网的出现，弥补了上述情况的不足，利用物联网全面感知、可靠传递和智能处理等特性，可以改变生产、生活方式，积极推进“三网”融合，充分利用物联网信息化技术手段，提高企业安全生产监督管理能力和水平，促进企业经济效益的提高，减少安全生产事故的发生。物联网通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。安全生产的关键问题在于安全事故的提前预警，在事故发生之前能够做出及时的处理。而物联网技术恰恰能解决这一问题，其应用可以使安全生产具有先知、先决的预计能力，能显著提高企业全方位安全防范能力。 文中根据当前企业生产过程中存在的实际生产安全问题，由北京旭航电子新技术有限公司提出了一个基于物联网技术的综合解决方案企业物联网安全综合监控系统，以下将分别从系统的整体设计、功能实现以及应用实例等方面对系统进行综合介绍。 1企业物联网安全综合监控系统设计企业安全监控应急管理信息系统是一个多层面、多角度、多业务的综台信息系统。它既是多系统的复杂组合。又是统一而完整的复杂系统。从不同角度或是不同层次来划分，可以将系统划分成不同的体系结构。系统将各种安全监控设备和人们周围的网络联系在一起，正如图1所示。 该系统主要由基于传感器网络的物联网中继、网关设备、基站、普通手机、笔记本、台式PC机、IPAD手持终端等组成。这些集成了无线传感器网络的物联网接线板可以自主形成一个多跳的网络，连接在其上的各种安全监测传感器通过传感器网络及有线网络向中继发送数据，再通过CPM服务器处理以比较直观的方式呈现给用户，同时在系统数据库中保存记录。同时设备本身的状态信息等也可以传输到服务器，便于管理。用户可以通过各种终端设备远程登录管理系统。实时监控各种安全情况。并能随时查看并及时预警安全问题，避免安全事故的发
智慧农业建设果蔬大棚物联网 项 目 方 案
前言 (4) 一、农业物联网在现代设施农业应用的意义 (5) 二、果蔬大棚物联网方案概述 (7) 2.1 系统设计原则 (7) 2.2 系统功能特点 (8) 2.3 系统组成 (9) 3.4 系统示意图 (10) 三、各子系统介绍 (11) 3.1 环境参数采集子系统 (11) 3.2 自动控制系统 (12) 3.3 视频监控子系统 (16) 3.4 信息发布系统 (16) 四、中央控制室及管理软件平台 (18) 4.1系统平台功能 (18) 4.2 数据采集功能 (20)
4.3 设备控制 (22) 4.4 视频植物生长态势监控功能 (23) 五、项目的需求 (26)
前言 物联网信息技术在2006 年被评为未来改变世界的十大技术之一，是继互联网之后的又一次产业升级，是十年一次的产业机会。总体来说，物联网是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的新技术，物物相连，相互感知，若干年后，地球上的每一粒沙子都有可能分配到一个确定地址，它的各种状态、参数可被感知。2009 年8 月温家宝总理在无锡提出"感知中国"，物联网开始在中国受到政府的重视和政策牵引。2010 年国家发布了"十二五"发展规划纲要，其中第十三章“全面提高信息化水平‘第一节’构建下一代信息基础设施”中明确提到：推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范。在第五章“加快发展现代农业‘第二节’推进农业结构战略性调整”中提出：加快发展设施农业，推进蔬菜、果蔬、茶叶、果蔬等园艺作物标准化生产。提升畜牧业发展水平。促进水产健康养殖。推进农业产业化经营，促进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化。推进现代农业示范区建设。第三节“加快农业科技创新”中提出：推进农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化。加快农业生物育种创新和推广应用，做大做强现代种业。加强高效栽培、疫病防控、农业节水等领域的科技集成创新和推广应用，实施水稻、小麦、玉米等主要农作物病虫害专业化统防统治。加快推进农业机械化，促进农机农艺融合。发展农业信息技术，提高农业生产经营信息化水平。 2013 年国家一号文件更是着重讲述物联网技术在农业中的应用。物联网信息技术与现代农业的结合更加是国家重点推动的关键示范应用。
基于物联网技术的现代智慧农业解决方案上世纪九十年代后，无线技术的广泛应用使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展。尤其以Zibgee无线技术为主的物联网系统，使得精准农业的技术体系广泛运用于生产实践成为可能。精准农业技术体系的实践与发展，已经引起一些国家科技决策部门的高度重视。 那么什么是智慧农业了，根据维基百科上面的定义智慧农业主要有这些解释。 所谓“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。 智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 “智慧农业”是云计算、传感网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体，对建设世界水平农业具有重要意义。 根据最新研究结果显示，我国实施精准农业的近期目标，一方面是总结国外发展经验，根据中国的国情找准自己的切入点，另一方面切实做好有关基于Zigbee无线技术的物联网应用与研究开发，力求走出适合中国国情的精确农业的发展道路。 托普物联网是浙江托普仪器有限公司主要经营项目之一。托普物联网依据自身研发优势，开发了多种模块化智能集成系统。 1、传感模块：即环境传感监测系统。它依据各类传感设备可以完成整个园区或完成对异地园区所需数据监测的功能。
农业大棚环境监控系统方案 一简介 (2) 二农业大棚环境监控概述 (2) 三背景与需求 (2) 四系统的组成 (3) 1）总体架构 (3) （2）系统有两种典型配置结构 (3) （3）传感信息采集 (4) 五大棚监测点现场分布 (4) 六系统的软件 (5) 七常用的传感器 (5) 1、空气温湿度传感器 (5) 2、土壤温度传感器 (6) 3、土壤水分传感器 (6) 4、CO2含量传感器 (6) 5、NH3含量传感器 (7) 6、光照度传感器 (7) 2014.9
一简介 近年来，温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速 浓度等环境因子对作物的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、CO 2 的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵，不适合国情。 针对目前大棚发展的趋势，提出了一种大棚智能监控系统的设计。根据大棚智能监控的特殊性，需要传输大棚现场参数给管理者，并把管理者的命令下发到现场执行设备，同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。基于GPRS的智能大棚监控系统使这些成为可能。 二农业大棚环境监控概述 农业温室大棚监控系统通过实时采集农业大棚内空气温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，根据农作物生长需要进行实时智能决策，并自动开启或者关闭指定的环境调节设备。通过该系统的部署实施，可以为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据和有效手段。 开拓者kitozer系列的农业温室大棚监控及智能控制解决方案是通过可在大棚内灵活部署的各类无线传感器和网络传输设备，对农作物温室内的温度，湿度、光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等与农作物生长密切相关环境参数进行实时采集，在数据服务器上对实时监测数据进行存储和智能分析与决策，并自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘等）。 三背景与需求 在每个智能农业大棚内部署无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线土壤含水量传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等，分别用来监测大棚内空气温湿度、土壤温度、土壤水分、光照度、CO2浓度等环境参数。为了方便部署和调整位置，所有传感器均应采用电池供电、无线数据传输。大棚内仅
课程设计报告 （物联网技术与应用） 学院：电气工程与自动化学院 题目：基于物联网的智能农业系统设计专业班级：自动化131班 学号：2420132905 学生姓名：吴亚敏 指导老师：韩树人 时间：2016年4月30日
摘要 由于现代农业管理中农田的种植范围大、监控点设置多、布线复杂等，为此我们基于物联网技术对于当前的农业管理系统进行优化，研究开发了基于物联网技术的职能农业系统，并能够实现对管理区域内的农作物的土壤、环境、灾情预报、灌溉控制、温度控制在内的多项职能化的农业管理系统。 关键词：农业系统；物联网；系统设计
目录 摘要 (2) 第1章物联网技术的研究现状和发展情景 (1) 1.1研究现状 (1) 1.2发展趋势 (2) 第2章智能农业概述 (3) 第3章系统的需求分析 (4) 第4章系统的组成 (5) 第5章系统的开发平台设计 (6) 5.1无线传输协议选择 (6) 5.2硬件节点平台 (6) 5.3系统的软件设计 (7) 第6章系统调试 (8) 第7章心得体会 (9) 参考文献 (11)
第1章物联网技术的研究现状和发展情景 1.1研究现状 M2M技术、传感网技术及射频识别（RFID）技术、网络通信技术是物联网的关键技术。 （一）M2M技术。M2M技术通过实现机器与机器、人与人、人与机器之间的通信，与操作者共享了使机器设备、应用处理过程与后天信息系统提供的信息。M2M技术提供了传输数据的优良手段，使设备能够实时地在系统之间、远程设备之间、或个人之间建立无线连接成为可能。 （二）传感网技术。大规模无线传感网络技术、传感器及其智能处理技术的结合便是传感网技术。由于是一种检测装置，传感器能够感受到被测量的信息，并能将检测到的信息，按一定变换规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的存储、传输、显示、记录、处理等要求。实现自动控制与自动检测的首要环节是传感器，在实际应用中，传感器相当于人的“感觉器官。”新型技术的低能耗、小型化、可移动、低成本有点可以满足物联网的“物-物”相联需要，无线传感网能够在满足上述需要的前提下，提供具有自动修复功能和自动组网的网状网络，使无线网络具有初步的智慧功能。伴随着新技术革命的到来，全球已进入全新的信息化时代。在实际应用时，首先应解决的是如何获取准确可信的信息的问题，而在利用信息的过程中，传感器具有非常突出的地位，这是由于传感器是获取生产和自然领域中信息的手段和主要途径。 （三）射频识别（RFID）技术。通常，当特定的信息读写器通过带有电子标签的物品时，读写器激活标签，并向读写器及信息处理系统传送标签中的信息，从而完成信息的自动采集工作。一个典型的RFID系统是由读写器、RFID电子标签及信息处理系统组成的。信息处理系统根据需求承担相应的信息处理及控制工作。由于每个RFID标签都有一个唯一的识别码，如果它的数据格式有很多是互不兼容的，在闭环情况下，对企业的影响不是很大。