一,、背景情況
物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī),、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被譽(yù)為全球一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),,國(guó)家和政府部分非常重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,新華社報(bào)道,在各省啟動(dòng)的十二五規(guī)劃中,,有23個(gè)省份將物聯(lián)網(wǎng)作為重要發(fā)展目標(biāo),。
物聯(lián)網(wǎng)(TheInternetofthings)是指通過(guò)射頻識(shí)別(RFID)、傳感器,、全球定位系統(tǒng),、二維碼等信息感知設(shè)備,按約定的協(xié)議連接起來(lái),,通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換和通信,,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、數(shù)據(jù)采集,、智能控制,、定位、跟蹤,、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò),。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用,既能改變粗放的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理方式,,也能提高動(dòng)植物疫情疫病防控能力,,確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全,引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展,。
二、需求分析
根據(jù)建三江前進(jìn)農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)信息化需求,,經(jīng)過(guò)討論分析主要有以下具體需求:一方面是水稻育秧大棚,、農(nóng)田灌溉及糧食存儲(chǔ)的自動(dòng)監(jiān)控和智能控制;第二是面向農(nóng)戶提供農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)的農(nóng)業(yè)信息服務(wù)平臺(tái),;三是通過(guò)語(yǔ)音,、短信、彩信等多種通信方式的農(nóng)業(yè)專家熱線,;四是提供農(nóng)商在線貿(mào)易服務(wù)平臺(tái),。
1,、水稻育秧大棚監(jiān)控及智能控制
目前,建三江前進(jìn)農(nóng)場(chǎng)主要種植水稻,,在每年的春天需要提前在大棚內(nèi)進(jìn)行水稻育秧,,水稻育秧對(duì)溫度、濕度,、光照,、通風(fēng)、灌溉等都有嚴(yán)格的要求,,以往都是通過(guò)人工憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)操作,。不僅效率低,并且精確度不夠,。
通過(guò)傳感器對(duì)大棚環(huán)境指標(biāo)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集,,統(tǒng)一集中到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái),一方面可以全面掌握每個(gè)大棚的環(huán)境情況,,二是可以通過(guò)高清視頻查看秧苗的具體發(fā)育情況,,三是可以通過(guò)閾值設(shè)置,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通風(fēng),、光照,、灌溉等自動(dòng)化管理。
2,、農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)平臺(tái)
主要是為農(nóng)戶提供豐富的信息內(nèi)容和服務(wù),,包括了農(nóng)業(yè)法規(guī)、農(nóng)產(chǎn)品交易,、勞務(wù)信息,、價(jià)格查詢、農(nóng)業(yè)科技,、市場(chǎng)動(dòng)態(tài),、氣象信息等。
3,、農(nóng)業(yè)專家服務(wù)熱線
主要是為農(nóng)場(chǎng)和農(nóng)戶之間搭建溝通的橋梁,,農(nóng)戶可以通過(guò)熱線電話、彩信,、短信的方式,,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面遇到的問(wèn)題來(lái)求助于農(nóng)業(yè)專家,同時(shí)可以通過(guò)這些通信手段獲得及時(shí)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息,。
4,、農(nóng)商在線貿(mào)易服務(wù)平臺(tái)
主要是服務(wù)用農(nóng)戶,提供農(nóng)產(chǎn)品的網(wǎng)上宣傳,、推廣,,網(wǎng)上在線實(shí)物展示,、交易撮合服務(wù)等。
三,、諾基亞西門(mén)子公司技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案
(一)大棚監(jiān)控及智能控制
1,、概述
水稻育秧大棚監(jiān)控及智能控制解決方案是通過(guò)光照、溫度,、濕度等無(wú)線傳感器,,對(duì)農(nóng)作物溫室內(nèi)的溫度,濕度信號(hào)以及光照,、土壤溫度,、土壤含水量、CO濃度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,,自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉指定設(shè)備(如遠(yuǎn)程控制澆灌,、開(kāi)關(guān)卷簾等)。同時(shí)在溫室現(xiàn)場(chǎng)布置攝像頭等監(jiān)控設(shè)備,,實(shí)時(shí)采集視頻信號(hào),。用戶通過(guò)電腦或3G手機(jī),隨時(shí)隨地觀察現(xiàn)場(chǎng)情況,、查看現(xiàn)場(chǎng)溫濕度等數(shù)據(jù)和控制遠(yuǎn)程智能調(diào)節(jié)指定設(shè)備,。
2、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)總體架構(gòu)
系統(tǒng)的總體架構(gòu)分為傳感信息采集,、視頻監(jiān)控,、智能分析和遠(yuǎn)程控制四部分。
(2)技術(shù)架構(gòu)
(3)系統(tǒng)組成
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),。主要負(fù)責(zé)溫室內(nèi)部光照,、溫度、濕度和土壤含水量以及視頻等數(shù)據(jù)的采集和控制,。數(shù)據(jù)傳感器的上傳采用ZigBee和Rs485兩種模式,。根據(jù)傳輸方式的不同,溫室現(xiàn)場(chǎng)部署分為無(wú)線版和有線版兩種,。無(wú)線版采用ZigBee發(fā)送模塊將傳感器的數(shù)值傳送到zigBee節(jié)點(diǎn)上,;有線版采用電纜方式將數(shù)據(jù)傳送到Rs485節(jié)點(diǎn)上。無(wú)線版具有部署靈活,,擴(kuò)展方便等優(yōu)點(diǎn),;有線版具有高速部署,數(shù)據(jù)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),。
視頻采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用高精度網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),,系統(tǒng)的清晰度和穩(wěn)定性等參數(shù)均符合國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),。
控制系統(tǒng),。該系統(tǒng)主要由控制設(shè)備和相應(yīng)的繼電器控制電路組成,通過(guò)繼電器可以自由控制各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備,,包括:噴淋,、滴灌等噴水系統(tǒng)和卷簾、風(fēng)機(jī)等空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等,。
無(wú)線傳輸系統(tǒng),。該系統(tǒng)主要將設(shè)備采集到的數(shù)據(jù),通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)傳送到服務(wù)器上,,在傳輸協(xié)議上支持IPv4現(xiàn)網(wǎng)協(xié)議及下一代互聯(lián)網(wǎng)IPv6協(xié)議,。
數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和信息處理,,為用戶提供分析和決策依據(jù),,用戶可隨時(shí)隨地通過(guò)電腦和手機(jī)等終端進(jìn)行查詢。
(4)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?br />
系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)方面采取了多種制式,,遠(yuǎn)程通訊采用3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò),,近距離傳輸采取無(wú)線ZigBee模式和有線Rs485模式相結(jié)合,保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,。
關(guān)鍵字:農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能控制大棚監(jiān)控
(5)系統(tǒng)功能介紹
數(shù)據(jù)采集
溫室內(nèi)溫度,、濕度、光照度,、土壤含水量等數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),,如果傳感器上報(bào)的參數(shù)超標(biāo),系統(tǒng)出現(xiàn)闌值告警,,并可以自動(dòng)控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)行智能調(diào)節(jié),。
數(shù)據(jù)采集設(shè)備列表
視頻監(jiān)控
用戶隨時(shí)隨地通過(guò)3G手機(jī)或電腦可以觀看到溫室內(nèi)的實(shí)際影像,對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)進(jìn)程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
系統(tǒng)可對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),,形成知識(shí)庫(kù),以備隨時(shí)進(jìn)行處理和查詢,。
數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)將采集到的數(shù)值通過(guò)直觀的形式向用戶展示時(shí)間分布狀況(折線圖)和空間分布狀況(場(chǎng)圖),,提供日?qǐng)?bào)、月報(bào)等歷史報(bào)表,。
遠(yuǎn)程控制
用戶在任何時(shí)間,、任何地點(diǎn)通過(guò)任意能上網(wǎng)終端,均可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室內(nèi)各種設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,??梢蕴峁┕喔取⒕砗煹炔僮?。
錯(cuò)誤報(bào)警
系統(tǒng)允許用戶制定自定義的數(shù)據(jù)范圍,,超出范圍的錯(cuò)誤情況會(huì)在系統(tǒng)中進(jìn)行標(biāo)注,,以達(dá)到報(bào)警的目的。
統(tǒng)一認(rèn)證
系統(tǒng)允許用戶制定自定義的數(shù)據(jù)范圍,,超出范圍的錯(cuò)誤情況會(huì)在系統(tǒng)中進(jìn)行標(biāo)注,,以達(dá)到報(bào)警的目的。
手機(jī)監(jiān)控
3G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)與電腦終端同樣的功能,,實(shí)時(shí)查看各種由傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù),,并能調(diào)節(jié)溫室內(nèi)噴淋、卷簾,、風(fēng)機(jī)等各種設(shè)備,。
GIS地圖
系統(tǒng)與GIS系統(tǒng)結(jié)合,提供對(duì)設(shè)備所在位置的查詢,。