***章：農業物聯網自動控制系統

1.1自動控制系統概述

隨著生活水平的提高，人們對食品生產、流通及儲存等環節的監測要求也越來越高，尤其是對生產環節指標的監測，有關部門甚至已經將此項內容納入考核指標。由于檢測點數較多，傳統的環境監測設備及技術已經不能適用于精細化及多樣化需求，這就要求我們結合現代科學技術，開發一種多點、遠程、便捷的環境智能監測系統。我公司運用科學的技術，結合用戶的實際需求，推出了適用于溫室大棚內的環節智能監測控制系統，***限度保證了溫室大棚環境符合生產、科研及生活的需要。

經過現場環境考察，并結合使用部門的功能需求，特針對都江堰現代農業示范園做出以下系統方案。

1.2系統內容簡介

國內******的溫室環境監測(智慧農業)軟硬件整體解決方案，結合了的物聯網及軟件技術以及在物聯網領域豐富的實踐經驗。

該系統可以實時遠程獲取溫室大棚內部的空氣溫度、空氣濕度、土壤水分、土壤溫濕度、光照強度、和對應大棚的遠程視頻采集。通過溫濕度上下限，可以自動控制溫室濕簾風機、噴淋滴灌、內外遮陽、頂窗側窗、加溫補光等設備。同時管理者可以遠程調節視頻攝像頭（調焦、旋轉、截屏等功能），系統還可以通過計算機等信息終端向管理者推送實時報警信息，實現溫室大棚信息化、智能化遠程管理，充分發揮物聯網技術在設施農業生產中的作用保證溫室大棚內環境***宜作物生長實現精細化的管理,為作物的高產、***、***、生態、安全創造條件，幫助客戶提***率、降低成本、增加收益。

系統軟件采用C/S架構，系統軟件安裝在用戶自己PC上，方便用戶隨時觀察數據。C/S架構界面和操作很豐富、直觀。安全性能可以保證，分別有普通用戶和超級用戶登錄權限。軟件響應速度很快。系統硬件系統采用成都靖坤自主研發的（無線）環境溫室智能監控終端， 集成度高安裝非常簡便，插電即用，穩定可靠， 便于維護。

第二章：溫室環境采集與控制部分

2.1 溫室環境監測及系統實現原理

都江堰現代農業示范園由于大棚內部只有外遮掩網、風機和噴滴灌系統，在大棚內部布置了溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器、土壤水分、土壤溫度傳感器來采集大棚內部環境參數，通過環境參數的采集來反向控制大棚內部的對應的設備，使得大棚內部的環境達到適合農作物生長的環境條。

(1) 通過電腦遠程查看溫室的實時環境數據，包括(無線)空氣溫度、(無線)空氣濕度、(無線)土壤溫度、(無線)土壤濕度、(無線)土壤水分、(無線)光照度、(終端收到所有傳感器數據統一通過無線頻段779HZ遠傳到指定辦公室服務器電腦上。在辦公室實現遠程實時查看溫室內各種環境參數。 

(2) 溫室環境報警記錄及時短信報警提醒，用戶可直接處理報警，系統記錄處理信息，可以自動控制溫室設備。

(3) 自動化控制溫室內環境設備，提高工作效率，如自動灌溉系統、風機、側窗、頂窗等。 

(4) 用戶可以直觀查看溫室環境數據的實時曲線圖，及時掌握溫室農作物生長環境。

(5）用戶可以在PC端和手機APP端看到大棚環境的視頻和對應的環境參數。

系統構架圖

2.2 智能報警系統

(1) 系統可以靈活的設置各個溫室不同環境參數的上下閥值。一旦超出閥值，系統可以根據配置，通過手機***消息等方式提醒相應管理者。 

(2) 短信報警提醒可設置多人接警手機號碼，防止用戶因個人手機問題沒收到訊息而未及時處理故障所造成不必要的損失。 

(3) 可以根據報警記錄查看關聯的溫室設備，更加及時、快速遠程查看溫室設備各項數據，***處理溫室環境問題。 

(4) 可及時發現不正常狀態設備，通過短信或系統消息及時提醒管理者，保證系統穩定運行。

2.3 遠程自動控制：

(1) 系統通過***的工業自動化控制技術，當超過所設定上下限值時自動控制溫室設備，無需人工操作。 

(2) 可以自定義規則，讓整個溫室設備隨環境參數變化 自動控制，比如當土壤水分過低時，溫室灌溉系統自動開始澆水、當空氣溫度超高時溫室排氣扇系統自動工作。 

(3) 系統軟硬件公司自主研發設計若用戶有具體需求可提供二次開發。

(4) 可以遠程手機端控制大棚相應設備。 

2.4 歷史數據分析：

(1) 系統可以通過不同條件組合查詢和對比歷史環境數據。 

(2) 支持列表和圖表兩種不同方式查看，用戶可以更直觀看到歷史數據曲線。 

(3) 與農業生產數據建立統一的數據模型，系統通過數據挖掘等技術可以分析更適合農作物生長、***能提高農作物產量的環境參數，輔助決策。

2.5 系統優勢：

(1) 數據采集性。所有傳感器均采用進口傳感器。精度高、穩定性高。

(2)現場安裝便捷性。壁掛式安裝。

(3)無線傳輸可靠性。采用852MHz頻道通信，無線傳輸有強大AES加密功能，抗干擾性強，有豐富的通信頻道可選擇。

(4)數據顯示集中性。將每個檢測點的傳感器數據統一發送到液晶顯示屏顯示在傳輸到管理中心電腦進行集中顯示，一目了然，避免了定時人工巡檢和記錄。

(5)自動化聯動控制。現場設備可自行設置上下限，也可通過系統軟件發送命令聯動控制，無需人為操作。更系統、更科學控制模式。

2.6 無線溫濕度傳感器：

無線溫濕度傳感器X2W850-H1是一種采用數字溫濕度傳感器的網絡型變送器,將環境中的溫度和濕度轉變成與之相對應的數字信號;可以通過有線網絡連接,將溫濕度數據上傳給主機,進行實時監控;傳感器選用高品質集成數字溫濕度傳感器,保證了變送器優良的長期穩定性、低延滯性、以及抗化學污染性,具有極優的可重復性。 

2.7 無線土壤水份傳感器：

無線土壤水份傳感器上下限設置功能，設置監測參數的上限值與下限值；

超限報警，當實時監測數據超過設定的上限或下限，可以報警；

控制功能，可以根據預設的控制方式，在實時監測數據超***，啟動控制；

2.8. 無線光照傳感器：

無線光照傳感器具有上下限設置功能，設置監測參數的上限值與下限值；

超限報警，當實時監測數據超過設定的上限或下限，可以報警；

控制功能，可以根據預設的控制方式，在實時監測數據超***，啟動控制；

2.9 太陽能小型氣象：

太陽能小型氣象站7要數環境監測，主要對都江堰市興農蔬菜種植農民***現代農業示范園的環境監測。參數：氣象站采用GPRS傳輸/太陽能供電。7要素包括：空氣溫度傳感器，光照強度傳感器，太陽輻射傳感器，土壤水分溫度傳感器，雨量傳感器，風速傳感器，風向傳感器。

第三章：遠程視頻監控

3.1 項目建設背景：

隨著社會經濟的發展，設施農業作為農業可持續發展的一個重要途徑，已經越來越受到世界各國的重視，而設施農業中問世工程的建設與發展是都市型發展的重要組成部分，是設施農業發展的高級階段，溫室生產突破了傳統農業模式，避免連農作物種植受地域、自然環境、氣候等因素的限制，從而成為一種新的農作物種植技術，對農業的發展具有重要意義。

我國是農業大國，目前蔬菜大棚已成為我國一些農村的重要產業，是當地農民的主要經濟來源，蔬菜大棚逐漸呈現大規模、集團化的特點，隨著電子技術、無線通訊技術的蓬勃發展與廣泛引用，農業大棚技術也在向自動化、信息化方向發展。基于以太網通訊接口技術的大棚視頻監控系統實現了大棚的無人職守，而且還可以通過各類終端實現對大棚及各類數據的監控或遙控。

隨著溫室大棚經濟的發展，物資被盜案例時有發生。雖然采用過設點、巡邏的辦法但見效不大。作為溫室大棚的經營者***頭疼的問題莫過于兩點：一是所經營作物的防盜問題；二是作物的生長狀況。多數經營者在大棚里安營扎塞日夜守護著，大棚的規模越大，在看護上投入的費用和人力也就越多，這就嚴重制約了蔬菜產地的發展和擴大。

為此，如何正確處理安全與生產、安全與效益的關系，如何準確、實時、快速履行大棚全監測職能，有效進行大棚管理，面對新形勢、新機遇和新挑戰，***各級主管部門的領導對安全生產工作提出了很高的要求和期望。針對于此種現象趨勢，成都靖坤系統工程技術有限公司推出此套蔬菜大棚視頻智能監控系統。切實為農戶著想，將現代電子技術引入農業溫室大棚中。

3.2 需求分析

安全監控主要是通過在溫室大棚四周安裝攝像頭實現整個大棚外部周圍環境情況進行監控，從而防治不法分子對大棚的偷盜和破壞，在溫室大棚內部安裝攝像機實現對農作物生長情況進行實時了解，從而切實起到安全防范作用，減輕了勞作農戶的勞動力，提高工作效率。監控系統為溫室大棚的安全保駕護航，為農業基地生產提供安防保障，督促生產員工規范化操作。

為了能在減少成本的基礎上***地對溫室大棚進行看護，解決蔬菜大棚管理難的問題，我司設計研發的此農業溫室大棚環境全景視頻監控系統建立以數字化視頻監控為主的溫室大棚視頻監控系統，為蔬菜大棚的安全、管理系統提***率做出貢獻。

農業安防管理系統是指以一套***、可靠的系統和系統設備為基礎設施，為園區提供一個智能、安全、舒適、便捷的集種植、研發、休閑等一體的高新農業綜合園區。根據目前國內安防管理系統的發展狀況，并結合”都江堰現代農業示范園”自身定位及需求，公司設計“都江堰現代農業示范園”安防管理系統由以下一些子系統所組成：

3.3 視頻監控總體架構設計：

視頻監控構架

第四章．自動控制軟件系統介紹

4.1 系統架構描述：

系統構架描述

說明：本系統采用云服務模式，讓用戶即可本地查看管理各類信息官居，也可遠程查看管理各項數據及設備，以達到數據實時掌控的目的，以提供更及時準確的實時數據支撐。

各類傳感器數據通過串口或者TCP/IP傳輸與本地計算機，在通過本地計算機將數據傳遞至網絡服務器中，并在服務器上進行各項數據的記錄，并且將此類各項數據通過網絡傳輸至用戶的手機APP進行展示。同時用戶通過手機APP可進行設備的開啟關閉操作，也可設置各設備的自動化開啟關閉的規則。

通過手機、網頁可查看某個位置區域的實時視頻數據。并掌握此區域的時候氣候數據，看是否符合本區域農作物的生長環境。

4.2 手機APP顯示界面：

手機APP控制設備界面：