物联网监控策划方案Word格式.docx

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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、玉米等要紧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。

进展农业信息技术，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中国农业进展现状

我国是农业大国，而非农业强国。

近30年来农业高产量要紧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，不仅白费大量的人力物力，也对环境爱护与水土保持构成严峻威胁，对农业可持续性进展带来严峻挑战。

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%，随着经济的飞速进展，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。

特不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治理，是一个即前沿又当务之急的科研课题。

而现实情况是，粗放的治理与滥用化肥，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，要紧依靠人力、畜力和各种手工工具以及一些简单机械。

在现实中要紧存在的问题是：

（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白费，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许多乡村，许多农民群众饮水安全受到阻碍

（3）农业产出少、农民收入低

（4）农产品的品种少

2物联网技术在农业应用中的意义

目前，我国大多数农业生产要紧依靠人工经验治理，缺乏系统的科学指导。

设施栽培技术的进展，关于农业现代化进程具有深远的阻碍。

设施栽培为解决我国城乡居民消费结构和农民增收，为推进农业结构调整发挥了重要作用，温室种植已在农业生产中占有重要地位。

要实现高水平的设施农业生产和优化设施生物环境操纵，信息猎取手段是最重要的关键技术之一。

物联网信息技术在农业领域中有着广泛的应用。

我们从农产品生产不同的时期来看，不管是从种植的培育时期和收获时期，都能够用物联网的技术来提高它工作的效率和精细治理。

具体有如下社会经济效益。

1、促进农业三个方面的进展：

●增产增收

相关资料表明，在可自动操纵室内的温度、湿度、灌溉、通风、二氧化碳浓度和光照的温室中，每平方米温室一季可产番茄30kg~50kg，黄瓜40kg，相当于露地栽培产量10倍以上。

其他各类作物在这种环境下的产量也将得到明显的提升。

●节约能源

无线传感器网络能够准确采集温室、叶温、地温、湿度、土壤含水量、溶液浓度、二氧化碳浓度、风向、风速一季作物生长状况等参数，并将室内问、光、水、肥、气等诸多因素综合直接协调到最佳状态，据计算，可有效节水、节肥、节药，使整体能耗降低15%~50%。

●作物多样化

无线传感器对室温生产环境的改善，能够使得一些在此前的耕作条件下较难种植的作物得以生长，并为新品种作物的培育提供更好的条件，这有利利于推广高附加值得经济作物，提升单位面积的农业经济产值，促进农门增产增收。

2、社会经济效益：

（1）合理施用化肥，降低生产成本，减少环境污染

采纳因土、因作物、因时全面平衡施肥、完全扭转传统农业中因经验施肥而造成的三多三少（化肥多，有机肥少；

N肥多，P、K肥少；

三要素肥多，微量元素少），N、P、K比例失调的状况，因此有明显的经济和环境效益。

（2）减少和节约水资源

目前传统农业因大水漫灌和沟渠漏对灌溉水的利用率只有40%左右，而物联网技术可自由作物动态监控技术定时定量供给水分，可通过滴灌微灌等一系列新型灌溉技术，使水的消耗量减少到最低程度，并能猎取尽可能高的产量。

（3）节本增效，省工省时，优质高产

采纳精确播种，精确收获技术，并将精确种子工程与精确播种技术有机的结合起来，使农业低耗、优质、高效成为现实。

在一般情况下，精确播种比传统播种增产18%~30%，省工2~3个小时。

（4）使农作物的物质营养得到合理利用，保证了农产品的产量和质量

通过各类传感器和智能操纵设备，对农作物的生产过程进行动态监测和操纵，并依照其结果采纳相应的措施。

总而言之，物联网信息技术能大大的提高生产治理效率，节约人工（例如：

关于大型农场来讲，几千亩的土地假如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治理，假如应用了物联网技术，手动操纵也只需点击鼠标的微小的动作，前后只是几秒，完全替代了人工操作的繁琐；

），而且能特不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。

农业示范园区作为最新的农业技术的应用与推广载体，是现代农业的集中体现，是现代信息技术的在农业中最先应用的场合。

以后的工作愿景

3物联网系统设计方案概述

从需求情况分析系统，制订设计原则，以指导我们的方案设计：

●先进性原则

采纳先进的设计思想，选用先进的软硬件设备，保证项目整体在以后一定时期内的技术领先性。

●开放性原则

方案的设计及选型遵从国际标准及工业标准，使项目具有高度的开放性和所提供设备在技术上的兼容性。

●可扩展性原则

项目设计在充分考虑当前情况的同时，必须考虑到今后较长时期内业务进展的需要，留有充分的升级和扩充的可能性。

●可靠性原则

项目的设计必须贯彻可靠性原则，使系统具有专门高的可用性。

●经济适用性原则

在考虑必要的扩展性原则下，使用功能适度的软硬件产品。

●超低功耗，节能环保

低功耗设计，采纳太阳能供电的方式完全能够满足大部分设备的需要。

●采纳下一代网络——物联网新技术

采纳最先进的物联网技术，具有自组网、自愈合、云端计算等全新功能。

●采纳无线技术

采纳Zigbee,3G等无线技术，安装方便，携带方便，降低建设成本、减少改造成本，幸免了布线带来的火灾隐患，突破了有线只能在本地计算机进行查看和扫瞄的劣势，用户能够突破时刻和地域的限制，随时随地的了解生产现场状况。

●多种显示方式

采纳LED显示屏，液晶电视，电脑，手机等不同的显示方式，适合在示范园区不同地点使用，充分体现现代农业与现代光电信息技术的融合。

●完全自动化

现有大型农业生产企业、农业示范园区的信息化改造，用自动化的技术手段替代了用户现有的定期数据采集工作，提升了数据采集的准确度和可靠度，让用户能够将精力专注在数据的分析和整理上。

针对现代农业需求而开发的自动化系统整体解决方案，要紧包括三个部分：

信息采集、设备的自动操纵、信息的公布与智能处理组成。

信息采集包括温室空气温湿度信息监测、土壤信息监测、视频信息采集等。

设备操纵包括温室的风机操纵、湿帘电机操纵和遮阳板电机操纵等。

信息的公布与数据处理包括LED信息公布系统、中央操纵室的治理平台和意外信息的手机报警处理等功能。

以下为示范园区物联网系统拓扑结构图：

4物联网系统功能

4.1环境信息采集系统

要紧是前端的传感器、采集仪等硬件设备，通过后端的蔬菜生长环境信息监测治理系统软件，实现农业环境信息的在线治理与操纵。

工作原理图如下：

农用通（一体化采集仪）

采集系统提供的功能包括：

环境监测

空气温度

空气湿度

土壤温度

土壤湿度

光照强度

二氧化碳浓度

报警功能

短信报警

邮件报警

实时抓拍图片（可选）

……

以育苗智能温室为例，如下图：

4.2视频监控系统

作为治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依照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猎取上的先天性弊端，而专门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，也能够侧面反映出作物生长的整体状态及营养水平。

能够从整体上给农户提供更加科学的种植决策理论依据。

监控界面

4.3液晶拼接大屏幕系统

液晶拼接大屏幕系统包括拼接单元组合墙体、图形操纵器、大屏操纵治理软件、接口设备、专用线缆等单元。

随着农业示范园区、生产企业规模化进展，依靠一般液晶显示器已不能满足治理者对区域内进行多方位、多点监控，各类农业信息也无法实现有效的汇聚和展示。

而液晶拼接大屏幕系统通过超窄边液晶拼接技术，能够做到不同尺寸液晶单元的组合，解决此类问题，同时也对农业园区和企业自身形象的宣传有着重要意义。

实例图

4.4智能操纵系统

依照环境参数采集系统猎取的数据，以及各类作物适宜环境参数，驱动各类监控器和湿帘降温系统、通风系统等构成整个自动化操纵网络。

具体包括以下设备：

1、实现远程自动（手动）灌溉

2、实现远程自动（手动）排风

3、实现远程自动（手动）加湿

4、实现远程自动（手动）遮阳帘操纵（可选）

5、实现远程自动（手动）温度操纵

6、实现温室、路灯等各种灯光的远程操纵

7、其它设备的操纵……

系统拓扑图

4.4．1温度操纵

自动降温：

夏季采纳自然和强制通风降温的方式进行降温。

由监控仪依照目标温度与实际室温的偏差以及室温的变化率进行模糊计算。

先开启顶开窗系统进行自然通风调整温室内的温度，通过时刻推断后，假如温度值还不能降低，再开启侧窗系统。

如自然通风不能降低温室内的温度值，则由电脑关闭自然通风，采纳强制通风的方式来操纵室内湿度。

强制通风：

通过延时计算关闭天窗，其次关闭侧窗。

开启湿帘外翻窗，然后开启风机，进行温度推断，假如温度还下不来，则开启湿帘水泵，如温度还降不下来，则计算机会开启温度过高报警，提示用户需增加降温设备。

讲明：

上面所有的操纵过程都配有延时和稳定推断时刻和动作稳定时刻，以保证温室设备不频繁进行开启关闭动作。

更好的爱护温室。

自动升温：

冬季采纳暖气加温或地源热泵中央空调系统的方式，由监控仪依照目标温度与实际室温的偏差以及室温的变化率进行模糊计算，通过调节暖气恒温阀的开合度来操纵室内温度。

4.4．2通风操纵

自动操纵：

由室内传感器采集温室内部的上、中、下三部温度值来进行模糊计算出温室内的温差值，假如温差值过大，则自动开启循环风机。

同时采集温室内的湿度值，假如湿度值偏差过大，也自动开启循环风机，以平衡温室内的湿度偏差值。

手动操纵：

新风换气机可由电脑操作人员通过操纵进行人工操作，也能够进行定时通风来达到通风换气的目的。

4.4．3喷雾操纵

计算机内部有一套依照室内湿度传感器的值，与设定目标值进行对比，如高于设定目标值，则自动关闭喷雾阀门。

如低于设定目标值，则自动打开喷雾阀门。

定时操纵：

轮灌方式，可设定在某个时刻段，进行灌溉的方式，可每个小时，灌溉一次，同时也可设定灌溉的次数。

有效的爱护了水泵，同时也使土壤更好的汲取水分。

4.4．4肥水自动灌溉操纵系统

在操纵工程方面，采纳稳定工业PLC作为操纵核心，采纳高性能矢量变频器作为水路恒压操纵核心，对灌溉、施肥、喷药实施调节操纵，实现节能、长时刻无人值守的安全全自动操纵，计算机内部有一套依照土壤湿度传感器采集的值，与设定目标值进行对比，如高于设定目标值，则自动关闭灌溉阀门。

如低于设定目标值，则自动打开灌溉阀门。

轮灌方式，可设定在某个时刻段进行灌溉的方式，可每个小时灌溉一次，同时也可设定灌溉的次数。

4.5物联网监控治理平台

要紧功能模块如下：

1、首页视图

首页视图展示了环境监控平台整体操作界面和使用环境。

2、功能栏：

通过用户名和密码进入到平台后，可看到“实时监测”、“智能决策”、“数据报表”、“系统治理”、“系统通知”和“视频监控”功能栏。

3、实时监测：

在实时监测部分，客户能够集中式的查看现场最新的环境参数。

并可在当前页面进行操纵调节，极大地点便了用户的操作。

4、智能决策

用户能够对室内环境进行上下限设置，并能够选择响应方式，并可在平台查看各种报警数据。

5、远程操纵

通过治理平台，能够对现场设备实现远程手动操纵。

6、变化曲线

在变化曲线部分，客户能够看到设备对应时刻段的历史数据生成的曲线图，更直观的反应监测环境的变化。

7、历史数据

通过事先设定好的采集发送时刻间隔，可查看以往所有采集时刻点的环境信息记录。

8、系统治理

9、系统通知

10、视频监控

5项目需求及方案设计

5.1项目需求

利用各种传感器，通过无线、有线网络等技术，实现远程实时监测温室内作物生长的环境变化和动态状况，为治理者提供各类数据依据，有效改善作物的生长环境，提高作物产量和品质，提升企业的治理效率和水平。

以一个温室为例，部署如下：