新導智能溫室大棚物聯網智能監控系統解決方案 - 其他行業

解決方案

新導智能溫室大棚物聯網智能監控系統解決方案

本套監控系統具有嵌入式，網絡化，集成度高等優點。監控系統的總體功能如下。

現場設備全部采用嵌入式設備，可靠性高，穩定性好。監控設備采用低功耗ARM芯片和嵌入式操作系統作為軟件平臺，穩定性高。硬件上采用嵌入式SOC技術，系統結構緊湊，發熱量低，無需硬盤、顯示器等易損部件，不會感染病毒，配有Watchdog系統防止死機，具有故障自動恢復功能。在電源、信號線等與外界交互的地方均按照工業2級設備標準進行防浪涌、防雷擊、防靜電等設計，芯片選型材采用工業級產品，保證在現場惡劣環境下的系統穩定。

組網方式基于ZIGBEE/GPRS/3G等無線網絡，無需布線，拓展方便。

系統采用先進的計算機技術、微處理器控制技術、通信技術、智能傳感技術、人工智能技術，由一臺PC機與多個多用途物聯網智能中央控制器（以下簡稱：中央控制器）組成主從式分布結構；一臺PC機可以協調管理多達255個中央控制器，一臺中央控制器可以協調管理多達255個無線物聯智能控制器，因此一臺PC可以管理多達6萬多個節點。中央控制器、無線物聯智能控制器集數據采集、傳輸、分析判斷、驅動控制于一體，既可以獨立工作也可以組網工作，具備無線路由即插即用自組網通信功能，同時通過互聯網或移動通信網絡（GSM/GRPS/3G）技術，實現手機、平板電腦、電腦對溫室大棚環境的遠程控制管理。

溫室大棚物聯網監控方案設計

農業溫室大棚種植智能管理系統，是針對農業種植分布廣、監測點多、布線和供電困難等特點，利用物聯網技術，采用高精度環境監測傳感器實現自動預報以及灌溉用水量智能決策、遠程/自動控制灌溉設備等功能

本系統具有監控范圍大、接入節點多、控制精準、功耗低、可靠性高、成本低、使用方便等特點。

系統拓撲圖如下：

溫室大棚環境無線物聯網監控子系統方案設計

溫室大棚環境無線智能監控系統能夠根據農作物在不同生長發育階段以及在一天中不同時間段內，對溫室大棚環境的需要，預先設定環境參數標準,采用先進的人工智能技術，自動控制遮陽簾電機、濕簾水泵、風機、卷膜機、開窗電機等執行設備，調節環境參數，為作物提供最佳生長環境。開窗系統、拉幕系統、降溫系統、加溫系統、灌溉系統，補光系統（農用鈉燈）、二氧化碳補給系統（二氧化碳生成器）、加氧等控制；自動灌溉、自動施肥、自動光照、自動溫濕度控制、自動補氣……盡在“掌”上。

1、設備智能控制

溫室大棚中，對卷膜機、卷簾機、補光燈、電磁閥門等等實現遠程智能化自動控制。采用ZIGBEE模塊，對現場的設備進行電源控制管理，從而達到遠程智能自動化控制。

系統拓撲圖如下：

2、前端傳感器數據采集

溫室大棚中，需對作物的生長環境實現實時監控，為作物的生長提供良好的環境而提供科學的依舊。保證溫室大棚內環境最適宜作物生長實現精細化的管理,為作物的高產、優質、高效、生態、安全創造條件，幫助客戶提高效率、降低成本、增加收益。

系統拓撲圖如下：

3、溫室大棚環境溫濕度監測

監測對象：監測大棚區域的溫濕度。

監測效果：實時顯示溫濕度傳感器所在位置的溫度、濕度變化情況，遠程實時查看。一旦溫濕度超出范圍，即刻啟動報警，提醒管理人員進行相關的報警處理工作。

監測方式：采用精密型溫濕度傳感器，通過“手拉手”總線形式接入集中監控主機。對于布線不方便的場合，我們可以采用溫濕度ZigBee模塊對溫濕度進行監控。

原理圖如下：

4、溫室大棚環境CO2監測

監測對象：監測大棚區域的二氧化碳濃度。

監測效果：實時顯示CO2傳感器所在范圍的CO2濃度值、CO2變化情況，遠程實時查看。一旦CO2濃度度超出范圍，即刻啟動報警，提醒管理人員進行相關的報警處理工作。

監測方式：每個大棚區域使用一個或多個二氧化碳傳感器進行CO2濃度檢測，然后將采集的數據傳輸至數據接收模塊，數據接收模塊再通過ZigBee的方式將前端數據傳輸至集中監控主機，以此實大棚二氧化碳濃度的實時監測和顯示。ZigBee模塊自帶后備電池供電。

原理圖如下：

5、溫室大棚土壤溫濕度監測

監測對象：監測大棚區域土壤溫濕度。

監測效果：實時顯示土壤溫度、水分傳感器所在范圍的土壤溫濕度含量以及變化情況，遠程實時查看。一旦含量超出范圍，即刻啟動報警，提醒管理人員進行相關的報警處理工作。

監測方式：每個大棚區域使用一個或多個土壤溫濕度傳感器進行含量檢測，然后將采集的數據傳輸至數據接收模塊，數據接收模塊再通過ZigBee的方式將前端數據傳輸至集中監控主機，以此實大棚土壤溫濕度含量值實時監測和顯示。

原理圖如下：

6、溫室大棚土壤PH值監測

監測對象：監測大棚區域土壤溫濕度。

監測效果：采用高精度土壤PH值傳感器對所在范圍的土壤進行酸堿度含量監測以及變化情況，遠程實時查看。一旦含量超出范圍，即刻啟動報警，提醒管理人員進行相關的報警處理工作。

監測方式：每個大棚區域使用一個或多個土壤PH傳感器進行含量檢測，然后將采集的數據傳輸至數據接收模塊，數據接收模塊再通過ZigBee的方式將前端數據傳輸至集中監控主機，以此實大棚土壤PH含量值實時監測和顯示。

原理圖如下：

7、溫室大棚環境光照度監測

監測對象：監測大棚區域光照度。

監測效果：利用光照度傳感器對大棚環境光照度進行監測以及變化情況，遠程實時查看。一旦含量超出范圍，即刻啟動報警，提醒管理人員進行相關聯動處理工作。

監測方式：每個大棚區域使用一個或多個光照傳感器進行檢測，然后將采集的數據傳輸至數據接收模塊，數據接收模塊再通過ZigBee的方式將前端數據傳輸至集中監控主機，以此實大棚土壤溫濕度含量值實時監測和顯示。

原理圖如下：

集中監控管理平臺SenseView介紹

1、集中監控管理平臺SenseView功能描述

本監控系統具有完善的權限分級和管轄分區等等功能，無限級權限設定，根據要求自由組合權限。用戶操作具有完善的日志記錄，方便查看操作記錄，處理事故責任等等。每個縣區的管理人員只處理和查看本縣區管轄的設備，市中心機房管理人員可以查看和處理所有縣區的監控設備以及告警信息。管理者可以對值班人員進行權限設定、排班設定等。

完善的報表統計管理功能，可以生成詳細的數據記錄報表，告警記錄表，發信記錄表等等，并且具備報表分析指導功能。導出格式為EXCEL。可以生成實時曲線，歷史曲線，柱狀圖比較等等。數據存儲實現大于1年，監控數據防篡改。

聯動控制，支持門禁，紅外，消防與視頻(CCTV)的聯動控制，聯動內容自定義，更改方便，不需要腳本編輯，使用簡單。支持紅外與視頻的防區管理功能。當工作人員正常進入時，不觸發告警，有人非法入侵時，觸發告警。

本監控系統具有運維管理模塊，可以編排計劃任務，對故障處理進行指導，并且具備故障的統計分析功能，對運行狀態、維護方向提供科學指導。支持通過語音，郵件，短信等定時或者計劃提醒重要事件的功能。

本監控系統采用B/S，C/S混合架構，支持windows XP，windows server 2003，windows7以及windows server 2008等操作系統，數據庫支持mysql，sql server和oracle等數據庫。各區通過監控主機的IP網絡把數據傳輸到總監控中心集中平臺，統一管理。C/S模式具有高效、實時性好、畫面生動美觀的特點，而B/S模式具有WEB瀏覽，免軟件安裝的優點。

2、綜合管理云平臺介紹

2.1平臺介紹

農業綜合管理云平臺建立起基于物聯網技術的中央監控與管理計算機系統。中央監控與管理系統由中央監控計算機、智能環境與計算機網絡系統等組成。

該中央監控與管理系統通過網絡系統，建立智能生產管理數據庫，包括生長環境、生長周期、生長狀態等數據庫。系統將對數據適時處理，生成不同專題圖表，以利于作業管理人員進行智能分析和生產決策，指導生產作業。

本監控系統具有完善的權限分級和管轄分區等等功能，無限級權限設定，根據要求自由組合權限。用戶操作具有完善的日志記錄，方便查看操作記錄，處理事故責任等等。

本監控系統具有運維管理模塊，可以編排計劃任務，對故障處理進行指導，并且具備故障的統計分析功能，對運行狀態、維護方向提供科學指導。支持通過語音，郵件，短信等定時或者計劃提醒重要事件的功能

2.2集中處理數據

綜合管理系統中，所有的生產管理數據均由集中監控管理軟件處理。在軟件界面中，可以清晰的了解的每個種植的大田種植情況，數據可以通過圖形化界面、列表和曲線的方式反映，圖形化界面的優勢在于讓用戶直觀看到數據和傳感器相對位置，列表則更利于用戶對數據進行對比。

2.3歷史數據記錄、導出

在溫室種植系統會記錄各個種植區域環境情況，以時間為軸線，記錄種植區的環境情況，以此數據為參考，為種植提供合適的環境參考參數

2.4管理權限

涉及的管理人員權限和工作范疇也是有所區別。新導聯網集中監控系統可以針對不同的管理人員劃分相應的管理權限，管理人員只能通過登錄密碼查看到相應權限的數據和報警信息。針對多個種植區域，根據實際的管理權責劃分相應的管理權限。

2.5報警信息處理及聯動控制

在種植區內，可以對環境的溫濕度等環境數值進行設定，設定的告警級別可以分為多個等級，當環境溫濕度超過閥值設定時候，系統會進行預警，提醒用戶進行調控，當超出閥值時候，系統會自動進行控制風機等進行環境的調控，正常后關閉設備。報警信息可以通過短信、電話、郵件、手機app端通知。

2.6 視頻監控

新導物聯云平臺可以集成視頻監控，用戶可以在視頻監控功能模塊中查看任意區域的監控視頻，并進行鏡頭的旋轉、縮放等控制功能。

2.7 移動端app

系統具有原生APP接口，支持安卓4.0及以上，使用APP安裝包的C/S客戶端模式，完成系統遠程登陸、瀏覽、配置等功能。可以方便獲取告警提示，查看實時告警信息，瀏覽各監測量的當前值。并且支持APP的自動更新。手機app的數據通過云服務器下發到手機，由管理中心統一進行管理，用戶可以在任意地點通過手機進行種植區域的遠程管理和查看。

手機app咨詢及告警信息

手機app會不定期的推送一些關于農業種植方面的咨詢信息及市場動態，管理人員可以通過手機app端進行一些大田

種植的資訊信息的了解，掌握市場最新動態。同時對監測區域記錄的告警信息也可以在手機app端進行查看。