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農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)解決方案介紹

更新時間:2017-12-04      點擊次數(shù):1183

    農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)也叫現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)等,是托普物聯(lián)網(wǎng)為提高現(xiàn)代集約型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,實現(xiàn)精細化、、智能型管理提出的解決方案。

    一、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的提出

  農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)是將采集數(shù)據(jù)經(jīng)行分析后進行的全自動監(jiān)控灌溉、施肥、噴藥、降溫和補光等一系列操作,它由中央控制柜與多節(jié)點數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成兩級分布式計算機控制網(wǎng)絡(luò),具有分散采集,集中操作管理的特點,系統(tǒng)配置可以根據(jù)要求靈活增加或減少。通過傳感器實時采集溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù),并傳到各個節(jié)點,數(shù)各個節(jié)點實現(xiàn)和上位機的通訊,在計算機軟件界面上可顯示所采集到環(huán)境參數(shù)的值,可進行數(shù)據(jù)設(shè)定、存貯、報警。具體如下:

  物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。我們從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的階段來看,無論是從種植的培育階段和收獲階段,都可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)來提高它工作的效率和精細管理。例如:

  (1)在種植準(zhǔn)備的階段,我們可以通過在溫室里布置很多的傳感器,實時采集當(dāng)前狀態(tài)下土壤信息,來選擇合適的農(nóng)作物并提供科學(xué)的種植信息及其數(shù)據(jù)經(jīng)驗。

 ?。?)在種植和培育階段,可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)手段進行實時的溫度、濕度、CO2等的信息采集,且可以根據(jù)信息采集情況進行自動的現(xiàn)場控制,以達到的管理和實時監(jiān)控的目標(biāo),從而應(yīng)對環(huán)境的變化,保證植物育苗在*環(huán)境中生長。例如:通過遠程溫度采集,可了解實時溫度情況然后手動或自動的在辦公室對其進行溫度調(diào)整,而不需要人工去實施現(xiàn)場操作,從而節(jié)省了大量的人力。

 ?。?)在農(nóng)作物生長階段,可以利用物聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)測作物生長的環(huán)境信息、養(yǎng)分信息和作物病蟲害情況。利用相關(guān)傳感器準(zhǔn)確、實時地獲取土壤水分、環(huán)境溫濕度、光照等情況,通過實時的數(shù)據(jù)監(jiān)測和物定作物的專家經(jīng)驗相結(jié)合,配合控制系統(tǒng)調(diào)理作物生長環(huán)境,改善作物營養(yǎng)狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)作物的病蟲害爆發(fā)時期,維持作物*生長條件,對作物的生長管理及其為農(nóng)業(yè)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)信息等方面有著非常重要的作用。

 ?。?)在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段,我們也同樣可以利用物聯(lián)網(wǎng)的信息,把它傳輸階段、使用階段的各種性能進行采集,反饋到前端,從而在種植收獲階段進行更的測算。

  總而言之,農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)能大大的提高生產(chǎn)管理效率,節(jié)省人工(例如:對于大型農(nóng)場來說,幾千畝的土地如果用人力來進行澆水施肥,手工加溫,手工卷簾等工作,其工作量相當(dāng)龐大且難以管理,如果應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),手動控制也只需點擊鼠標(biāo)的微小的動作,前后不過幾秒,*替代了人工操作的繁瑣;),而且能非常便捷的為農(nóng)業(yè)各個領(lǐng)域研究等方面提供強大的科學(xué)數(shù)據(jù)理論支持,其作用在當(dāng)今的高度自動化、智能化的社會中是不言而諭的。

  二、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)特點

 ?。?)監(jiān)控功能系統(tǒng)

  根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)獲取的植物實時的生長環(huán)境信息,如通過各個類型的傳感器可監(jiān)測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可以選配,如土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負責(zé)接收無線傳感匯聚節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲、顯示和數(shù)據(jù)管理,實現(xiàn)所有基地測試點信息的獲取、管理、動態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶,并根據(jù)以上各類信息的反饋對農(nóng)業(yè)園區(qū)進行自動灌溉、自動降溫、自動卷模、自動進行液體肥料施肥、自動噴藥等自動控制。

  (2)監(jiān)測功能系統(tǒng)

  在農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)實現(xiàn)自動信息檢測與控制,通過配備無線傳感節(jié)點,太陽能供電系統(tǒng)、信息采集和信息路由設(shè)備、配備無線傳感傳輸具系統(tǒng),每個基點配置無線傳感節(jié)點,每個無線傳感節(jié)點可監(jiān)測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可以選配,如土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負責(zé)接收無線傳感匯聚節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲、顯示和數(shù)據(jù)管理,實現(xiàn)所有基地測試點信息的獲取、管理、動態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶,并根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報警信息和短信報警信息。

 ?。?)實時圖像與視頻監(jiān)控功能

  農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本概念是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)上作物與環(huán)境、土壤及肥力間的物物相聯(lián)的關(guān)系網(wǎng)絡(luò),通過多維信息與多層次處理實現(xiàn)農(nóng)作物的*生長環(huán)境調(diào)理及施肥管理。但是作為管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員而言,僅僅數(shù)值化的物物相聯(lián)并不能*營造作物*生長條件。視頻與圖像監(jiān)控為物與物之間的關(guān)聯(lián)提供了更直觀的表達方式。比如:哪塊地缺水了,在物聯(lián)網(wǎng)單層數(shù)據(jù)上看僅僅能看到水分數(shù)據(jù)偏低。應(yīng)該灌溉到什么程度也不能死搬硬套地僅僅根據(jù)這一個數(shù)據(jù)來作決策。因為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的不均勻性決定了農(nóng)業(yè)信息獲取上的先天性弊端,而很難從單純的技術(shù)手段上進行突破。視頻監(jiān)控的引用,直觀地反映了農(nóng)作物生產(chǎn)的實時狀態(tài),引入視頻圖像與圖像處理,既可直觀反映一些作物的生長長勢,也可以側(cè)面反映出作物生長的整體狀態(tài)及營養(yǎng)水平??梢詮恼w上給農(nóng)戶提供更加科學(xué)的種植決策理論依據(jù)。

  三、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)主要監(jiān)測參數(shù)

  測定指標(biāo):溫度;濕度;光照強度;光合有效輻射;CO2;土壤溫度;土壤水分;土壤PH值;電導(dǎo)(鹽份);氣壓;風(fēng)向;風(fēng)速;雨量等等。(可按自身的要求任意選擇)

  四、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)整體設(shè)計

 ?。ㄒ唬?、信息采集子系統(tǒng)

  1.數(shù)據(jù)采集點 無線發(fā)射模塊、太陽能電池板、支架、蓄電池

  2.數(shù)據(jù)采集傳感器 溫度傳感器、濕度傳感器、光照強度傳感器、光合有效輻射傳感器、CO2傳感器 、土壤溫濕度傳感器、風(fēng)向、速、雨量傳感器等

3.數(shù)據(jù)分析及顯示部分 電腦、軟件、無線接收模塊、報警系統(tǒng)

 ?。ǘ?、系統(tǒng)整體功能部分

  1、氣象站及聯(lián)動棚內(nèi)各項數(shù)據(jù)能統(tǒng)計分析,并實時在控制室電腦顯示、分析;

  2、監(jiān)控圖像、數(shù)據(jù)分析等圖像同時在多臺液晶屏上顯示;

  3、數(shù)據(jù)及監(jiān)控圖像通過GPRS傳到網(wǎng)絡(luò),用戶可在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方查看,并可根據(jù)其用戶權(quán)限進行相應(yīng)的操作;

  4、可遠程控制田間電磁閥,并設(shè)定不同的灌溉施肥方案;遠程控制監(jiān)控攝像頭。以上遠程控制及訪問需要設(shè)定不同的權(quán)限,遠程訪問都需要有記錄保存;

  5、收集的數(shù)據(jù)能設(shè)定警戒值,如果超出警戒值可發(fā)送警報到控制室或者手機上,以免發(fā)生意外情況;

  6、根據(jù)用戶需求,若需要和原有的電磁閥、施肥機等設(shè)備進行銜接,在用戶提供原有設(shè)備接口和通信協(xié)議的情況下可進行有效銜接,但是建議盡量不適用原有設(shè)備,以免對以后系統(tǒng)的實施、維護和升級等過程造成困難;

  7、能提供充足的升級空間,可滿足后續(xù)創(chuàng)新園建設(shè)中的監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集、田間灌溉的提升需求并預(yù)留接口,可對現(xiàn)有系統(tǒng)進行大規(guī)模的升級;

  8、大棚可完成自動灌溉、自動噴藥、自動施肥(液態(tài)肥)等功能,且不需人工干預(yù),只需在辦公室進行鼠標(biāo)操作便可輕松完成上述復(fù)雜動作,而且系統(tǒng)可設(shè)定自動模式,例如:根據(jù)當(dāng)前自動采集的水分來判定是否需要灌溉等動作,實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化;

  五、總結(jié)

  物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用,細化各個農(nóng)場,可靠性更高,適應(yīng)性更高,不僅提高了智能化的應(yīng)用,又能節(jié)能環(huán)保,可循環(huán)使用,進而降低成本、提能??梢哉弦幌聨讉€方面:

  1、 農(nóng)業(yè)資源、土地資源、水資源及生產(chǎn)資料更能被有效的高能調(diào)度,達到節(jié)能、的目的。

  2、 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境 使得生態(tài)鏈更豐富,土壤、大氣、水質(zhì)、氣象更適合人們生產(chǎn)生活。

  3、 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程 更能精耕細作,使用智能化設(shè)備,實現(xiàn)綠色健康養(yǎng)殖。

  4、 農(nóng)產(chǎn)品和食品安全 可以實現(xiàn)產(chǎn)地環(huán)境、產(chǎn)后儲藏加工、物流運輸,整個供應(yīng)鏈實時查詢。

    5、 裝備和設(shè)施 可實現(xiàn)信息共享,遠程診斷,服務(wù)調(diào)度。

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