智能温室控制系统概述

智能温室控制系统

建

设

概

述

西部电子商务股份有限公司二零一三年一月

目录

一、概述 (3)

二、指导思想。 (4)

三、需求分析 (4)

（一）项目建设目标 (5)

（二）项目建设意义 (6)

四、建设内容 (7)

（一）采集传感器 (8)

（二）温室数显控制器 (8)

（三）远程视频监控 (9)

（四）小型气象站 (9)

（五）无线网络系统 (10)

（六）智能温室管理平台 (11)

五、项目基础环境 (12)

（一）温室基础条件 (12)

（二）温室设备条件 (13)

（三）施工协助 (13)

六、企业介绍 (13)

（一）公司简介 (13)

（二）公司的技术力量和合作伙伴 (15)

（三）成功案例 (16)

一、概述

巩固农业基础、实现农业现代化，一直是我国现代化建设的重要目标和重点任务。加快发展现代农业，既是转变经济发展方式、全面建设小康社会的重要内容，也是提高农业综合生产能力、增加农民收入、建设社会主义新农村的必然要求。党和国家高度重视农村农业信息化建设，中央1号文件连续6年明确指出，要加快推进农村信息化建设工作。2012年4月，国务院发布《全国现代农业发展规划》，这是新中国成立以来的首次，具有重要标志性意义：标志着党中央、国务院在“三化同步”中高度重视农业现代化；标志着发展现代农业从理念要求变成了实际举措；。“十二五”将成为推进现代农业发展的重要时期。《规划》从加快转变农业发展方式的关键环节入手，明确提出了完善现代农业产业体系和改善农业基础设施和装备条件等事关现代农业发展全局的八项重点任务。完善现代农业产业体系，最突出的标志之一就是大力发展设施农业。而引领现代农业发展的智能温室的建设成为推动和持续发展现代设施农业最有效的途径之一。

智能温室的建设引入集物联网、计算机科学、信息处理、控制工程、农业生物学、环境科学等于一体的多元化综合性技术和自动化控制设备，通过传感器实时采集、监测和分析温室内温度湿度、光照强度、土壤水分、二氧化碳等影响作物生长的环境信息，建立温室智能化管理系统，调整温室大棚内生长因子达到作物最佳生长状态，提高作物品质，增加作物产量。实现农业集约、高产、优质、高效、生态、

安全的重要支撑，进一步加速农业向现代集约型、智能型农业的转变，有效提升农业产业化经营和管理的水平。同时也为农业和农村经济转型、社会发展提供“智慧”支撑。

二、指导思想。

以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，以科学发展观为统领，立足农村社会经济发展和农村农业信息化的现实，以转变农业发展方式为主线，以保障主要农产品有效供给和促进农民持续较快增收为主要目标，以提高农业综合生产能力、抗风险能力和市场竞争能力为主攻方向，着力促进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化，着力完善现代农业产业体系，逐步实现农业的现代化转型和产业链升级。加强科技创新、加强农业科技推广，全面提升农业信息化科技支撑和服务能力，为实现农业大县向农业强县的战略转变和建设经济繁荣、生态良好、人民幸福、社会和谐的美好提供农业信息技术支撑。

三、需求分析

当前，随着我国城市化进程的不断加快，耕地面积逐年减少，种植农作物受季节影响大，单纯依靠发展规模经营的种植结构和粮田来提高经济效益的发展模式受到了制约。因此，在有限的土地上，通过发展设施农业，提高单位面积的效益，是实现农业可持续发展的重要途径。

科学技术是第一生产力，而“物物相连的互联网”——物联网正成为发展现代农业产业新的生产力。随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是智能温室已经成为高效农业的一个重要组成部分，以智能温室为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用，农业经济发展较快的省市县已开始引进先进的管理模式推动开展智能温室的新建和改造，打造全新的农业产业链。

永宁县是农业大县，地理条件好，温室基数逐年增加，发展设施农业具有很大的优势。设施农业已成为永宁县优化农业结构、提高农业效益和增加农民收入的重要支柱产业。发展智能温室建设，是加快推进设施农业发展进程的有效途径，是加快增加农民收入，实现设施农业生产规模的快速发展和建设社会主义新农村的重要内容。

智能温室的发展，不仅推动了传统农业生产方式的根本转变，拓展了农业结构调整的路子，推动了传统农业劳作方式向精细生产、集约化经营的转变。还可实现积极探索农业物联网应用新领域，加速传统农业向智能型农业的转变，让现代农业再上新台阶，为现代农业的发展提供了一条光明之路，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。

（一）项目建设目标

项目建设的目标为：以加快设施农业信息化建设为契机，以三

农现实需求为导向，引入集物联网、计算机科学、信息处理、控制工程、农业生物学、环境科学等于一体的多元化综合性技术，智能温室通过传感器实时采集温室内温度湿度、光照强度、土壤水分、二氧化碳等影响作物生长的环境信息，调整温室大棚内生长因子达到作物最佳生长状态，建立温室智能化管理系统，为温室精准调控提供科学依据，优化农作物生长环境，提高作物品质，增加作物产量。通过应用现代农业科学技术和现代管理方式，推进农业向高产、高效、优质、生态安全为目标的农业可持续发展模式，从而实现农业生产智能化、科学化及集约化，促进现代农业的转型升级，为设施农业发展带来新的进程。

（二）项目建设意义

中国农业要走出传统粗放式经营的“红海”，探寻精细化经营的“蓝海”，离不开农业技术的创新。智能温室的发展，实现了农业与物联网技术的融合，推进了农业的现代化转型和产业链升级进程。实施基于物联网技术的智能温室建设是农业由传统农业向现代农业发展过程中的重要历程，可以最大限度提高农业现实生产力，带动农村加工、运输、营销等产业的发展，创造大量的就业机会，解决部分农村剩余劳动力的出路，是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径，对于加快推进地区农业信息化，建立现代农业体系，推进现代化设施农业发展具有重要意义。

四、建设内容

农业作为关系着国计民生的基础产业，其信息化、智慧化的程度尤为重要。物联网技术在农业生产和科研中的引入与应用，将是现代农业依托新型信息化应用上迈出的一大步，可以改变粗放的农业经营管理方式，确保农产品质量安全，从而引领现代农业的发展。通过物联网智能温室的应用，可实现传统农业向现代化农业的转变、有效提高农业综合生产能力、强化农产品质量安全管理、提高农产品质量安全水平、提高农业产业化程度。智能温室管理系统结构如下图：

智能温室控制系统是利用各类传感器采集温室内光照、温度、湿度、土壤含水量、二氧化碳等作物生长所必须的环境因子的数据，通过无线网络传输到智能温室管理控制平台，进行数据的存储、分析比

对系统设定的数据阀值，自动控制温室的卷帘、通风、浇灌等设备，使温室内环境保持在适宜作物生长的条件下；视频系统是利用温室内安装的高清变焦智能球机，对温室内作物进行全方位视频采集和监测，通过互联网平台远程对接宁夏三农呼叫中心（宁夏12346），农业专家利用温室内视频图像根据温室大棚内作物生长情况，远程对温室作物科学施肥、病虫害防治等进行指导和帮助，实现园区温室种植的集约化、科技化、现代化。温室智能控制系统具体建设内容有以下几个方面：

（一）采集传感器

农业生物与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。智能温室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。温室控制对于传感器的精度要求不高，但是温

室特殊的高温、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。

（二）温室数显控制器

智能温室控制系统的关键部分就是温室控制器的合理设计以及选取合适的控制算法。温室控制器要满足各种数据和命令的传输和处

理，具有多种通信接口，能够为现场操作提

供必要的人机接口，同时要有很高的功能性

和效率。温室控制器应具有结构简练、外形

直观、操作方便等特点；具有液晶和矩阵按

键组成的人机交互系统；带有无线接口的通

讯模式；满足了温室控制系统的数据传输、

转发和人机界面的需求。

（三）远程视频监控

现代化农业的一个突出表现是智能化培育控制。随着温室种植规模的不断发展和扩大，无线网络技术和远程视频信号技术发展，视频监控图像信息作为温室内数据信息的有效补充，对温室内作物进行全方位视频采集和监测，通过互联网平台远程对接宁夏三农呼叫中心（宁夏12346），农业专家利用温室内视频图像根据温室大棚内作物生长情况，远

程对温室作物

科学施肥、病

虫害防治进行

指导和帮助，

为温室的安

全、管理、效

益提供有力的保障。

（四）小型气象站

天气预报是重要和首要的现代农业信息之一。小型气象站能够对温室园区小环境的风速、风向、雨量、空气温

度、空气湿度、光照强度、土壤温度、土壤湿

度、蒸发量、大气压力等十几个气象要素进行

全天候现场监测。智能温室管理平台根据气象

站提供的天气环境，提前调节控制温室设备，

做到科学管理、防灾减灾。

（五）无线网络系统

温室种植是农业生产的一种重要方式，提高其信息化、自动化水平对加快农业现代化步伐具有重要意义。随着网络和通信技术的发展，无线网络凭着功耗低、安全可靠、建设成本低廉等众多优点成为各种控制的首选网络，在农业自动化得到广泛的应用。

智能温室采用混合组网，底层为多个ZigBee监测网络，负责监测数据的采集。每监测网

络采用星型结构，网关节

点作为每个监测网络的

基站。网关节点具有双重

功能：一是充当网络协调

器的角色，负责网络的自

动建立和维护、数据汇

集；二是作为监测网络与监控中心的接口，与监控中心传递信息。此系统具有自动组网功能，无线网关一直处于监听状态，新添加的无线传感器节点会被网络自动发现，这时无线路由会把节点的信息送给无线网关，由无线网关进行编址并计算其路由信息，更新数据转发表和设备关联表等。

（六）智能温室管理平台

智能温室管理平台是温室智能化控制系统的核心，对温室内各类信息进行存储、管理；提供阀值设臵功能；提供智能分析、检索、告警功能；提供温室大棚内视频的展示插件和管理接口；提供平台账号与权限管理功能；提供控制温室大棚设备的命令管理。工作人员可以通过人机交互系统了解温室大棚内的情况，并可以通过人机交互系统对控制系统发人工指令，远程控制温室大棚的控制系统，设定控制主机的智能控制工作实现24小时无人值守；智能温室控制管理软件系统界面直观人性化、信息全面操作简单。智能温室管理平台的管理界面和控制界面如下图所示：

温室管理界面

温室控制界面

五、项目基础环境

（一）温室基础条件

1、温室主体框架安装良好并正常使用，棚体、塑料膜、卷帘等

基础设施完好；

2、温室电源设施良好，市电220V或动力380V电源确保进入每

个温室；

3、温室外围水网设施完善，滴灌所需水源蓄水池、水泵、水网

管线全部就绪，水网应具备变频恒定水压。

（二）温室设备条件

1、大棚卷帘电机的提供及安装工作；

2、上下通风口电机的安装工作；

3、大棚内部滴灌、喷淋管线的提供和铺设工作；

（三）施工协助

1、项目实施人员方便进出园区及温室；

2、园区指定专人与项目负责人联系沟通；

3、施工现场就近安排材料库房。

六、企业介绍

（一）公司简介

西部电子商务股份有限公司是在宁夏人民政府与美国犹他州政府共同签署，《新经济合作伙伴关系协议》的基础上，于2000年9月28日经国家工商管理总局（国名称预核内字［2000］597号），予以核准的企业名称，2003年2月24日由国家商务部批准为外商投资股份制企业，行政隶属于自治区经济和信息化委员会。由东方钽业、银星能源、新华百货、银广夏、中天科技、宁夏电信实业和香港天时软

件等八家有资本实力、技术实力、市场前景良好的企业合资组建。技术支撑单位有清华大学计算机系、香港天时软件公司、珠海南方软件园。公司注册资本3128.5万元，业务涵盖电子商务、电子政务、网上信息发布、电子产品的开发与销售、网络工程建设、远程医疗及医药采购招标、政府集中招标采购、企业招标采购、CA认证、宽带网建设、网络经贸业务中介服务、电子物流集中配送等信息产业的多个领域。

公司先后投资2403万元创建了西部CA安全认证有限公司、数字化银川公司、宁夏教育信息技术股份有限公司、宁夏产权交易所、天都大酒店、宁夏启智职业技能培训学校，投入大量的人力物力财力长期立足发展宁夏的信息化事业，被誉为“宁夏信息化发展的龙头企业”，是一个有实体、有产品、有开发能力并且有地方优势的公司。多年来公司共投入4200万元从事我区信息化的建设事业，并承担着自治区政府及相关行政主管部门的信息化应用平台建设和人才培训工作，积累了丰富的开发、管理大型系统软件的经验和专业技术人才。同时还承担着国家信息产业部的电子发展信息化项目（社区医疗信息服务平台）、国家科技部863项目（政府集中招标采购平台）和国家财政部中央补助地方（宁夏中小企业信息服务平台）专项建设项目。

2007年至2009年，在宁夏新农村信息化建设过程中，我公司按照自治区党委、政府的集中部署，在自治区经济信息委员会及相关部门的大力支持下，投资建设了宁夏农村综合信息服务平台。通过资源整合发挥政府职能部门在农业发展的指导作用；以广大农民、涉农企业、农业经济合作组织、协会为主要服务对象，全方位地为其提供技术培训、市场预测、产品信息发布、供销对接等服务，以宁夏新农村信息综合服务平台和自治区三农呼叫中心为依托，全区2382个村级

信息服务站为终端，来拉动农业信息服务、信息中介、网上农科教育、专家在线咨询、网上农产品交易、物流配送等一系列农业生产、流通活动。

公司的发展目标是“立足宁夏、服务西部、面向全国、走向世界”。（二）公司的技术力量和合作伙伴

公司拥有一支实力较强的研发队伍。公司现有研发人员16人，其中高级职称3人，中级职称10人，初级职称3人。公司现有专业开发团队5个，精通各种开发平台和语言，十六名年轻的员工中，其中1名博士，4名系统分析师，90%以上的员工具有本科及以上学历，并拥有多名专业认证的测试工程师和美工。

公司还聘请了省内外二十多名专家作为研发顾问，与多家高等院校、科研院所等研究单位建立了密切的技术合作关系，有着强有力的人才、技术后盾。

多年来公司刻苦钻研业务，深入企业进行软件研发工作，并能密切结合企业生产经营的实际情况，以企业信息化建设为己任，不仅致力于为用户提供专业、全面、量身订制的企业信息管理软件和应用解决方案，还积极倡导先进的经营管理思想，引领企业数字化革命、提升核心竞争力！

合作单位概况：

中国科学院合肥物质研究院一直致力于为国家在仿生感知、信息获取、智能控制、先进制造、微纳米技术等重要科学领域做出基础性、战略性和前瞻性的研究。《农业智能系统技术体系研究与平台研发及其应用》，《智能农业信息网络技术研究与应用》等项目获得国家和合肥市科技成果，先后开发了16种农业专家系统，生产进程实时

跟踪管理系统、精准农业专题地图生成系统获得软件著作权证书。（三）成功案例

公司从成立以来，一直致力于宁夏信息化建设工作，承接了多项国家级和自治区级项目:

◆国家科技部863项目——“缩小数字鸿沟－西部行动”《基

于国产Linux的集中招标采购系统关键技术与应用研究》

项目。

◆国家信息产业部电子发展信息化项目——“宁夏医疗卫生

信息化平台”项目。

◆国家财政部项目——“宁夏中小企业信息服务平台”项目。

◆国家科技部科技支撑计划项目——“引黄灌区信息化技术

研发与集成示范”项目。

◆国家工业信息化部项目——“国家农村农业信息化示范省”

建设项目。

◆国家星火科技项目——“宁夏园艺产业园创业服务及综合

信息服务平台建设”项目。

◆自治区科技攻关计划项目——“宁夏农村信息化长效机制

研究与应用”项目。

公司同时完成了多项电子商务平台的建设工作：

?西部电子商务港电子商务平台

?西部CA安全认证中心

?万康-e药”药品集中招标采购电子商务平台

?宁夏中小企业信息服务平台

?宁夏农村综合信息服务平台

公司这几年在软件开发上取得了多项软件著作权：

?企业融资担保信息服务系统

?企业信息推广发布系统

?企业创新信息服务系统

?CW办公自动化系统

?360度绩效考核系统

在农业物联网项目上的成功案例：

?宁夏中卫市科技局沙漠设施园区

?宁夏贺兰县新民渔业淡水渔业生产管理

?宁夏吴忠市红寺堡设施农业园区

?宁夏吴忠市金积镇奶牛养殖园区

?宁夏灵武市大泉林场设施长红枣园区

?青铜峡红十月设施葡萄园区

?宁夏农垦集团贺兰山肉羊养殖园区

?宁夏贺兰雄英农业园区

?宁夏金凤区园林村农业园区

?宁夏金凤区鼎峰现代农业服务中心