智慧農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統解決方案（2017版本）
● 物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)全覆蓋 多項專(zhuān)利技術(shù)應用
● 采用較新UV膜技術(shù) 無(wú)蟲(chóng)害 無(wú)污染
● 無(wú)土栽培 優(yōu)質(zhì)育苗
● 質(zhì)量溯源 綠色環(huán)保 原生態(tài)
● 農產(chǎn)品電商平臺 簡(jiǎn)單 高效
一、項目背景
1.1 農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統概述
物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)在 2006 年被評為未來(lái)改變世界的十大技術(shù)之一，是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次產(chǎn)業(yè)升級，是十年一次的產(chǎn)業(yè)機會(huì )。2009年8月溫家寶總理在無(wú)錫提出“感知中國”，物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)始在中國受到政府的重視和政策牽引。2010年國家發(fā)布了“十二五”發(fā)展規劃綱要，其中第十三章“全面提高信息化水平‘第一節’構建下一代信息基礎設施”中明確提到：推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和在重點(diǎn)領(lǐng)域的應用示范。在第五章“加快發(fā)展現代農業(yè)‘第二節’推進(jìn)農業(yè)結構戰略性調整”中提出：加快發(fā)展設施農業(yè)，推進(jìn)蔬菜、果蔬、茶葉、果蔬等園藝作物標準化生產(chǎn)。提升畜牧業(yè)發(fā)展水平。促進(jìn)水產(chǎn)健康養殖。推進(jìn)農業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)，促進(jìn)農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)專(zhuān)業(yè)化、標準化、規?；?、集約化。推進(jìn)現代農業(yè)示范區建設。第三節“加快農業(yè)科技創(chuàng )新”中提出：推進(jìn)農業(yè)技術(shù)集成化、勞動(dòng)過(guò)程機械化、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息化。加快農業(yè)生物育種創(chuàng )新和推廣應用，做大做強現代種業(yè)。加強高效栽培、疫病防控、農業(yè)節水等領(lǐng)城的科技集成創(chuàng )新和推廣應用，實(shí)施水稻、小麥、玉米等主要農作物病蟲(chóng)害專(zhuān)業(yè)化統防統治。加快推進(jìn)農業(yè)機械化，促進(jìn)農機農藝融合。發(fā)展農業(yè)信息技術(shù)，提高農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息化水平。2013年國家一號文件更是著(zhù)重講述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農業(yè)中的應用。物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與現代農業(yè)的結合更加是國家重點(diǎn)推動(dòng)的關(guān)鍵示范應用。
1.2項目建設原則
先進(jìn)性：所采用的傳感器、通信技術(shù)和軟件平臺在國內均屬領(lǐng)先水平。
可靠性：系統的軟硬件經(jīng)過(guò)大量實(shí)際應用和嚴格測試，具有良好的可靠性。
易用性：硬件設備安裝維護方便，軟件平臺界面友好，操作方便，易學(xué)易用。
擴展性：軟硬件采用模塊化設計，可擴充結構及標準化模塊結構，便于系統適應不同規范和功能要求的監控系統。
二、高科技多功能UV膜溫室大棚
2.1 大棚概況
溫室大棚就是依靠覆蓋材料形成與外界相對隔離的室內空間，一方面要以通風(fēng)換氣創(chuàng )造植物生長(cháng)優(yōu)于室外自然環(huán)境的條件；另一方面，室內產(chǎn)生的高溫高濕和低二氧化碳濃度，通過(guò)通風(fēng)換氣來(lái)調控，創(chuàng )造植物生長(cháng)的較好環(huán)境。
本系統主體骨架為熱鍍鋅型組裝，覆蓋高科技多功能UV膜，通過(guò)先進(jìn)的涂層工藝，防紫外線(xiàn)，高透光之余，還有一項奇妙的功能就是防蟲(chóng)。這種薄膜可以阻隔指定光譜，比如蟲(chóng)類(lèi)偏好光譜。蟲(chóng)子就算是闖進(jìn)大棚也是烏黑一片，較大限度減少了病蟲(chóng)害污染的可能。
2.2 無(wú)土栽培大棚介紹
2.2.1 風(fēng)淋室
風(fēng)淋室是一種通用性較強的局部?jì)艋O備，安裝于潔凈室與非潔凈室之間。
當人要進(jìn)入潔凈區時(shí)需經(jīng)風(fēng)淋室吹淋，其吹出的潔凈空氣可去除人身所攜帶的塵?；蛳x(chóng)卵，能有效的阻斷或減少不潔物進(jìn)入潔凈區。
2.2.2 育苗系統
全封閉育苗系統內部配有溫度、濕度、二氧化碳濃度等多種傳感器和控制終端組成的智能控制系統以及營(yíng)養液自動(dòng)合成裝置，能夠對育苗室狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和自動(dòng)調節。
育苗室內部?jì)蛇叾疾贾糜缂?，每層育苗架頂部都用燈管照射，每層都擺滿(mǎn)育苗箱的話(huà)，一個(gè)育苗室每次最多可以育苗3萬(wàn)多棵，育出的苗也比普通苗更健壯。該育苗系統育苗品種多達60余種。
2.2.3 苗床經(jīng)過(guò)一到兩周的育苗期，將苗移植到苗床上。通過(guò)專(zhuān)門(mén)的營(yíng)養液自動(dòng)合成裝置進(jìn)行24小時(shí)的營(yíng)養液供養，一個(gè)月左右苗床上的蔬菜就能收割食用了。
2.2.4 清洗區域
蔬菜收割完成后，對苗床上的生長(cháng)泡沫平臺進(jìn)行清洗，再進(jìn)入下一次種植。
三、智慧農業(yè)系統介紹
3.1 系統概述
基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室智能控制管理系統可應用于溫室、大棚等蔬菜花卉種植場(chǎng)所，通過(guò)在溫室大棚中布設溫度、濕度、PH值、CO2及光照探頭，實(shí)時(shí)采集作物生長(cháng)所需的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、土壤或液體PH值、光照強度，二氧化碳濃度等參數，并通過(guò)傳感器與控制器聯(lián)網(wǎng)，所有數據匯集到控制器節點(diǎn)，各控制器再通過(guò)以太網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，與中心管理平臺聯(lián)網(wǎng)，管理中心通過(guò)寬帶互聯(lián)網(wǎng)接口與公共互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現全方位連接，綜合管理平臺設有客戶(hù)遠程訪(fǎng)問(wèn)客戶(hù)端，不同用戶(hù)可以通過(guò)公共互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)綜合管理平臺，從而實(shí)現與該管理平臺下的所有聯(lián)網(wǎng)設備及終端的互連互通。除此以外，蔬菜種植過(guò)程當中的農事管理、遠程監控等功能全部納入到該系統當中來(lái)。
3.2 系統特點(diǎn)
自動(dòng)化: 通過(guò)對環(huán)境參數的檢測分析，可以自動(dòng)控制設備的運行，降低能耗，減輕管理者和工作人員的負荷；
強大的擴展功能： 通過(guò)選用不同的外圍設備，可以控制溫室環(huán)境及灌溉、施肥等；
遠程監控功能： 即使工作人員不在現場(chǎng)，也可以通過(guò)遠程監控系統對溫室內的設備參數進(jìn)行監視和控制；
數據聯(lián)網(wǎng)功能：通過(guò)網(wǎng)絡(luò )，可將各種數據聯(lián)入局域網(wǎng)或以太網(wǎng)，真正實(shí)現數據共享；
完善的資料處理功能：通過(guò)中央控制軟件，可以實(shí)現實(shí)時(shí)數據監控以及歷史數據的存儲、查詢(xún)、導出。
5.3 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境智能監測系統
通過(guò)土壤溫/濕度、 空氣環(huán)境溫/濕度、二氧化碳濃度傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設備， 智能監測大棚內各種環(huán)境氣象信息，配合無(wú)線(xiàn)數據采集器及傳輸模塊將數據傳回給平臺，主要實(shí)現對環(huán)境信息參數的在線(xiàn)采集、處理。
3.4 智能氣象監測系統
采集空氣溫濕度，露點(diǎn)，雨量，光照度，風(fēng)速風(fēng)向，土壤水分，土壤溫度等指標。氣象墑情綜合站會(huì )定時(shí)將監測到的氣象數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到監測平臺或者管理人員的手機上，指導生產(chǎn)。
3.5 智能蟲(chóng)情監測系統
智能蟲(chóng)情監測系統內置1800W高清攝像頭，通過(guò)系統設置或遠程設置后自動(dòng)拍照并將現場(chǎng)拍攝的圖片無(wú)線(xiàn)發(fā)送至監測平臺，平臺整理并記錄每天的數據，形成數據庫，根據圖片與數據,專(zhuān)業(yè)分析人員可統計分析，及時(shí)制定應對措施，有效防治病害，減少損失。
3.6 智能苗情、災情視頻監測系統
遠程視頻監控系統由攝像、傳輸、控制、顯示、存儲五大部分組成。根據項目要求，在指定區域安裝苗情攝像機和360°遠紅外攝像機各一套，用戶(hù)通過(guò)視頻系統可清晰直觀(guān)的實(shí)時(shí)查看種植區作物的生長(cháng)及病蟲(chóng)害情況，并對突發(fā)性異常事件的過(guò)程進(jìn)行及時(shí)監視和記憶，便于工作人員及時(shí)高效的指揮和調度。
3.7 智能灌溉系統
在種植基地中，使用中央灌溉控制器實(shí)現灌溉的遠程控制。通過(guò)對土壤基質(zhì)墑情監測信息，遠程控制電磁閥的開(kāi)啟，可以自由設定灌溉時(shí)間間隔，濃度比例等進(jìn)行灌溉，還可以根據墑情信息系統自動(dòng)判定啟動(dòng)自主灌溉。
3.8 通信傳輸系統
通信傳輸模塊包括各種傳輸技術(shù)，系統可支持 GPRS傳輸、 WIFI、 3G/4G、Ipv6、藍牙、433M、ZigBee傳輸。無(wú)線(xiàn)傳感通信網(wǎng)絡(luò )主要由感知節點(diǎn)間的自組織網(wǎng)絡(luò )，主要實(shí)現傳感器數據的采集及傳感器與執行控制器間的數據交互。
3.9 智能控制系統
智能控制系統包括無(wú)線(xiàn)控制終端，對應控制配電箱、灌溉、調溫、加濕、通風(fēng)、遮陽(yáng)、補光、補二氧化碳等設備進(jìn)行遠程管理和控制。
3.10 視頻監控系統
通過(guò)設施內安裝的高清圖像采集器輸送給無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋傳給硬盤(pán)錄像機，硬盤(pán)錄像機圖片上傳給服務(wù)器，平臺根據上傳的高清圖像對作物進(jìn)行分析，作出判斷、評估。通過(guò)視頻監控系統，管理人員可以用手機或計算機隨時(shí)隨地對各溫室大棚內的農作物生長(cháng)情況，各設備的運行狀態(tài)，工人生產(chǎn)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。
3.10.1 視頻采集系統
視頻采集系統主要由各觀(guān)測點(diǎn)的紅外高清攝像機組成，實(shí)現對每個(gè)采集點(diǎn)的視頻采集。按照攝像機是否需要移動(dòng)等要求配置云平臺裝置，可實(shí)現較廣區域的監視。
3.10.2 視頻遠程訪(fǎng)問(wèn)
將視頻監控系統進(jìn)行整合，使管理人員可以對生產(chǎn)區域進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、消費者也可以遠程訪(fǎng)問(wèn)視頻系統，為管理人員和消費者提供查看和監管農場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境的平臺，可以進(jìn)行園區基礎信息查詢(xún)、生產(chǎn)區環(huán)境視頻監控。
3.10.3 視頻處理系統
視頻處理系統主要完成對視頻信號的數字化處理、圖像信號的顯示、存儲及遠程傳輸。本系統中采用高容量硬盤(pán)錄像及遠程傳輸系統實(shí)現對所有采集點(diǎn)的顯示、錄像、回放以及遠程瀏覽。
3.10.4 大屏幕信息發(fā)布系統
大屏幕信息發(fā)布系統用于實(shí)時(shí)顯示溫室的環(huán)境測量值。顯示屏的顯示信息一目了然，便于工作人員及時(shí)了解情況并采取應對措施。同時(shí)管理中心可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號發(fā)送通知到大屏幕上，有利于政策的下達與落實(shí)，大大提高了數字化管理水平。
3.11 無(wú)線(xiàn)數據采集安全監測系統
無(wú)線(xiàn)數據采集安全監測系統進(jìn)行農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)ZigBee自組織傳感網(wǎng)的組網(wǎng)、故障診斷。包含農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全測評系統軟件和ZigBee節點(diǎn)、ZigBee捕獲器、ZigBee攻擊器。ZigBee自組織傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )分析。
四、 綜合展示管理平臺
綜合展示管理平臺由服務(wù)器、多業(yè)務(wù)綜合光端機、顯示系統、 UPS 及配套網(wǎng)絡(luò )設備組成，是整個(gè)系統的核心，可以對整個(gè)設施進(jìn)行信息化管理并進(jìn)行成果展示。監控各種設備的動(dòng)作和狀態(tài)，當園區內出現異常時(shí)進(jìn)行聲音、圖像報警。通過(guò)鼠標操作實(shí)現各種控制設備的開(kāi)啟、關(guān)閉，從而實(shí)現遠程強制操作。
4.1 實(shí)時(shí)監測展示
該模塊能夠將空氣溫/濕度、土壤墑情、病蟲(chóng)、葉子生長(cháng)信息采集、傳輸而來(lái)的實(shí)時(shí)環(huán)境監測數據在系統中進(jìn)行可視化顯示。
4.2 預警管理系統
用戶(hù)可設置某些環(huán)境監測數據的上限和下限值，超過(guò)設定的預警值時(shí)，系統自動(dòng)預警，生成預警事件，通過(guò)短信、微信、網(wǎng)頁(yè)報警等方式提示管理人員進(jìn)行管理和控制。該模塊還可對系統產(chǎn)生的各個(gè)環(huán)境預警事件進(jìn)行詳細記錄，便于事后查詢(xún)和對工作人員工作質(zhì)量進(jìn)行跟蹤監督。
4.3 智能控制系統
該模塊實(shí)現環(huán)境監測設備以及環(huán)境調控設備的工作、運行狀態(tài)進(jìn)行定時(shí)自動(dòng)或手動(dòng)遠程巡檢，對設備的工作、運行狀態(tài)進(jìn)行統計管理，用于記錄和查詢(xún)每個(gè)設備的工作狀態(tài)情況、工作年限、檢修、保養信息。該功能模塊采用智能化遠程控制設計，環(huán)境調控設備遠程控制分為無(wú)人值守自動(dòng)控制、人工控制兩種模式。
當設定為無(wú)人值守自動(dòng)控制模式時(shí)，若系統根據實(shí)時(shí)環(huán)境情況產(chǎn)生環(huán)境預警事件，系統將自動(dòng)發(fā)出后臺指令遠程將溫室內的風(fēng)機、濕簾、遮陽(yáng)簾等環(huán)境調控設備按照預先設定，自動(dòng)智能有序依次開(kāi)啟，對溫室進(jìn)行通風(fēng)、降溫加濕、遮陽(yáng)等環(huán)境調控作業(yè)，當溫室內的水分及環(huán)境數據回到正常區間范圍內，環(huán)境調控設備就會(huì )自動(dòng)關(guān)閉。
當設定為人工控制模式時(shí)，則由管理或工作人員根據實(shí)際需要通過(guò)系統遠程控制(開(kāi)/關(guān))溫室內風(fēng)機、濕簾、遮陽(yáng)簾等環(huán)境調控設備，適時(shí)調節溫室內空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度，使作物有個(gè)適應的生長(cháng)環(huán)境。
4.4 查詢(xún)分析系統
該模塊提供溫室空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度、光照等環(huán)境監測數據的歷史數據查詢(xún)功能，提供溫室環(huán)境預警事件信息的查詢(xún)功能。同時(shí)可以將溫室內空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度、光照等環(huán)境監測數據以及環(huán)境預警事件信息以圖表形式或曲線(xiàn)圖形式形成統計報表，供管理人員做出適當的作物生長(cháng)管理、分析與決策。
4.5 手機客戶(hù)端
通過(guò)登錄手機APP可以實(shí)時(shí)與監測設備遠程交互，利用平臺獲得查詢(xún)與控制功能服務(wù)，實(shí)現遠程數據監測、遠程設備控制等服務(wù)。
五、物聯(lián)網(wǎng)云平臺
物聯(lián)網(wǎng)云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)及云計算技術(shù)，能夠為用戶(hù)提供多終端（PC 端、web物聯(lián)網(wǎng)瀏覽終端、手機客戶(hù)端等）數據瀏覽功能，同時(shí)提供監測設備遠程交互、數據處理、儲存、統計、分析、報警、信息發(fā)布等服務(wù)。
5.1 數據管理中心
1. 完善的用戶(hù)登錄管理方式，系統管理員可根據實(shí)際需要設定不同權限的用戶(hù)賬號，在保障系統平穩運行和系統數據安全的前提下達到信息公開(kāi)與共享，方便不同角色用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)，進(jìn)行生產(chǎn)管理作業(yè)。
2. 監測站站點(diǎn)數據總覽、分站點(diǎn)設備運行狀態(tài)、記錄時(shí)間、詳細數據實(shí)時(shí)顯示。
3．可視化數據查詢(xún)，方便分析及保存，人性化曲線(xiàn)顯示，分析清晰明了。
4．實(shí)時(shí)查看多種要素的曲線(xiàn)走勢圖，清晰明了，大方直觀(guān)，符合各種分析查詢(xún)需求。
5．實(shí)時(shí)查看風(fēng)機、濕簾、側窗、遮陽(yáng)簾等設備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，根據需要實(shí)行遠程控制，方便快捷，節省人力物力，提高效率。
6．平臺支持根據現場(chǎng)設備需求進(jìn)行相應的要素和繼電器控制設置，唯一的 ID號設置保證了設備的唯一和單獨性，操作起來(lái)更為方便。
7．平臺功能任性化，可根據需求設定繼電器的閉合時(shí)間，保證現場(chǎng)設備的正常運行。
5.2 專(zhuān)家在線(xiàn)系統
針對農作物常見(jiàn)病蟲(chóng)害進(jìn)行遠程診斷和咨詢(xún)解答，提出相應的管理措施?？商峁┤虒?zhuān)業(yè)的技術(shù)指導與服務(wù)，亦可與智慧農業(yè)移動(dòng)客戶(hù)端對接，及時(shí)通過(guò)智能手機或智能終端向農戶(hù)推送農技知識。
5.3 農產(chǎn)品追溯管理系統
農產(chǎn)品追溯管理系統包含整個(gè)智慧農業(yè)的全流程跟蹤管理，用信息技術(shù)對農業(yè)生產(chǎn)的各種要素進(jìn)行數字化設計、智能化控制、科學(xué)化管理，減少農業(yè)消耗、降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)業(yè)效益，促進(jìn)農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構化升級。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、RFID和監控等，實(shí)現對所有日常管理工作的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理。
5.3.1 農企ERP系統
實(shí)現對農業(yè)生產(chǎn)投入品的使用管理，生產(chǎn)過(guò)程管理，產(chǎn)出品的存庫、銷(xiāo)售、結算信息化管理，統計分析和核算生產(chǎn)效益。數據通過(guò)接口與溯源系統對接， 可通過(guò)溯源系統對生產(chǎn)過(guò)程的投入品進(jìn)行追溯。
5.3.2 農產(chǎn)品質(zhì)量溯源系統
從生產(chǎn)源頭保障農產(chǎn)品質(zhì)量安全，通過(guò)傳感器和物聯(lián)網(wǎng)控制終端管控農產(chǎn)品種植到銷(xiāo)售的全過(guò)程跟蹤記錄，實(shí)現產(chǎn)品質(zhì)量可控，過(guò)程可追溯，確保產(chǎn)品質(zhì)量管理，提高附加值。
5.4 農產(chǎn)品電子商務(wù)平臺
電子商務(wù)是通過(guò)電子數據傳輸技術(shù)開(kāi)展的商務(wù)活動(dòng)，能夠消除傳統商務(wù)活動(dòng)中信息傳遞與交流的時(shí)空障礙。而農業(yè)是典型的傳統行業(yè)，具有地域性強、季節性強、產(chǎn)品的標準化程度低、生產(chǎn)者分散且素質(zhì)較低等特點(diǎn)，具有較大的自然風(fēng)險和市場(chǎng)風(fēng)險。發(fā)展農業(yè)電子商務(wù)，將有效推動(dòng)農業(yè)產(chǎn)業(yè)化的步伐，促進(jìn)農村經(jīng)濟發(fā)展。
農產(chǎn)品電子商務(wù)平臺的建立，大大提高了農產(chǎn)品交易的跨區域性，也大大擴大了市場(chǎng)的范圍。省去了交易過(guò)程中的多個(gè)環(huán)節，可以直接從果農、 蔬農手中求購各類(lèi)農產(chǎn)品，同時(shí)也大大降低了企業(yè)的采購成本。
農產(chǎn)品電子商務(wù)平臺是一個(gè)為企業(yè)或者個(gè)人提供農產(chǎn)品交易洽談的網(wǎng)絡(luò )平臺。實(shí)現農產(chǎn)品的網(wǎng)上訂單銷(xiāo)售、線(xiàn)下物流發(fā)貨的互聯(lián)網(wǎng)+營(yíng)銷(xiāo)模式，電商平臺與溯源系統的交互，可較大的提升農產(chǎn)品的公信力和消費者的參與度，促進(jìn)農產(chǎn)品銷(xiāo)售和安全生產(chǎn)的良性循環(huán)。
六、智慧農業(yè)現場(chǎng)實(shí)景仿真系統
以智慧農業(yè)實(shí)景為背景，在學(xué)校用沙盤(pán)的方式進(jìn)行實(shí)景展示，配合智慧農業(yè)系統的實(shí)景軟件、云平臺，使學(xué)生在學(xué)校即可生動(dòng)形象地體驗遠在百里之外的農業(yè)實(shí)際場(chǎng)景，包含場(chǎng)景實(shí)景大棚、交通道路等項目的同比例縮影，與實(shí)景同步實(shí)現實(shí)時(shí)環(huán)境，同步圖像，手動(dòng)或自動(dòng)控制智能農業(yè)設備，通風(fēng)風(fēng)機、澆灌系統、遮陽(yáng)卷簾、補光燈等，同步展示物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農業(yè)中的智能化優(yōu)勢。
詳細方案請聯(lián)系邱先生：0510-88236292
