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智慧农业物联网系统解决方案(2017版本)
发布日期:2017-04-24   点击次数:2065


              ● 物联网云技术全覆盖 多项专利技术应用
              ● 采用最新UV膜技术 无虫害 无污染
              ● 无土栽培 优质育苗
              ● 质量溯源 绿色环保 原生态
              ● 农产品电商平台 简单 高效 
              


一、项目背景
1.1 农业物联网系统概述
物联网信息技术在 2006 年被评为未来改变世界的十大技术之一,是继互联网之后的又一次产业升级,是十年一次的产业机会。2009年8月温家宝总理在无锡提出“感知中国”,物联网开始在中国受到政府的重视和政策牵引。2010年国家发布了“十二五”发展规划纲要,其中第十三章“全面提高信息化水平‘第一节’构建下一代信息基础设施”中明确提到:推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范。在第五章“加快发展现代农业‘第二节’推进农业结构战略性调整”中提出:加快发展设施农业,推进蔬菜、果蔬、茶叶、果蔬等园艺作物标准化生产。提升畜牧业发展水平。促进水产健康养殖。推进农业产业化经营,促进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化。推进现代农业示范区建设。第三节“加快农业科技创新”中提出:推进农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化。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、农业节水等领城的科技集成创新和推广应用,实施水稻、小麦、玉米等主要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。发展农业信息技术,提高农业生产经营信息化水平。2013年国家一号文件更是着重讲述物联网技术在农业中的应用。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。
1.2项目建设原则
    先进性:所采用的传感器、通信技术和软件平台在国内均属领先水平。
    可靠性:系统的软硬件经过大量实际应用和严格测试,具有良好的可靠性。
    易用性:硬件设备安装维护方便,软件平台界面友好,操作方便,易学易用。
扩展性:软硬件采用模块化设计,可扩充结构及标准化模块结构,便于系统
            适应不同规范和功能要求的监控系统。
二、高科技多功能UV膜温室大棚
    2.1 大棚概况
  温室大棚就是依靠覆盖材料形成与外界相对隔离的室内空间,一方面要以通风换气创造植物生长优于室外自然环境的条件;另一方面,室内产生的高温高湿和低二氧化碳浓度,通过通风换气来调控,创造植物生长的最佳环境。
  本系统主体骨架为热镀锌型组装,覆盖高科技多功能UV膜,通过先进的涂层工艺,防紫外线,高透光之余,还有一项奇妙的功能就是防虫。这种薄膜可以阻隔指定光谱,比如虫类偏好光谱。虫子就算是闯进大棚也是乌黑一片,最大限度减少了病虫害污染的可能。

 

2.2 无土栽培大棚介绍

2.2.1 风淋室
风淋室是一种通用性较强的局部净化设备,安装于洁净室与非洁净室之间。
当人要进入洁净区时需经风淋室吹淋,其吹出的洁净空气可去除人身所携带的尘埃或虫卵,能有效的阻断或减少不洁物进入洁净区。

 

2.2.2 育苗系统
全封闭育苗系统内部配有温度、湿度、二氧化碳浓度等多种传感器和控制终端组成的智能控制系统以及营养液自动合成装置,能够对育苗室状况进行实时监控和自动调节。
育苗室内部两边都布置育苗架,每层育苗架顶部都用灯管照射,每层都摆满育苗箱的话,一个育苗室每次最多可以育苗3万多棵,育出的苗也比普通苗更健壮。该育苗系统育苗品种多达60余种。    


 2.2.3 苗床
经过一到两周的育苗期,将苗移植到苗床上。通过专门的营养液自动合成装置进行24小时的营养液供养,一个月左右苗床上的蔬菜就能收割食用了。
2.2.4 清洗区域
    蔬菜收割完成后,对苗床上的生长泡沫平台进行清洗,再进入下一次种植。
三、智慧农业系统介绍
3.1 系统概述
    基于物联网的温室智能控制管理系统可应用于温室、大棚等蔬菜花卉种植场所,通过在温室大棚中布设温度、湿度、PH值、CO2及光照探头,实时采集作物生长所需的空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、土壤或液体PH值、光照强度,二氧化碳浓度等参数,并通过传感器与控制器联网,所有数据汇集到控制器节点,各控制器再通过以太网或无线网进行互联,与中心管理平台联网,管理中心通过宽带互联网接口与公共互联网实现全方位连接,综合管理平台设有客户远程访问客户端,不同用户可以通过公共互联网访问综合管理平台,从而实现与该管理平台下的所有联网设备及终端的互连互通。除此以外,蔬菜种植过程当中的农事管理、远程监控等功能全部纳入到该系统当中来。


3.2 系统特点
自动化: 通过对环境参数的检测分析,可以自动控制设备的运行,降低能耗,减轻管理者和工作人员的负荷;
  强大的扩展功能: 通过选用不同的外围设备,可以控制温室环境及灌溉、施肥等;
  远程监控功能: 即使工作人员不在现场,也可以通过远程监控系统对温室内的设备参数进行监视和控制;
数据联网功能:通过网络,可将各种数据联入局域网或以太网,真正实现数据共享;
完善的资料处理功能:通过中央控制软件,可以实现实时数据监控以及历史数据的存储、查询、导出。
5.3 物联网环境智能监测系统
  通过土壤温/湿度、 空气环境温/湿度、二氧化碳浓度传感器等物联网设备, 智能监测大棚内各种环境气象信息,配合无线数据采集器及传输模块将数据传回给平台,主要实现对环境信息参数的在线采集、处理。
3.4 智能气象监测系统
  采集空气温湿度,露点,雨量,光照度,风速风向,土壤水分,土壤温度等指标。气象墒情综合站会定时将监测到的气象数据通过无线网络发送到监测平台或者管理人员的手机上,指导生产。
3.5 智能虫情监测系统
  智能虫情监测系统内置1800W高清摄像头,通过系统设置或远程设置后自动拍照并将现场拍摄的图片无线发送至监测平台,平台整理并记录每天的数据,形成数据库,根据图片与数据,专业分析人员可统计分析,及时制定应对措施,有效防治病害,减少损失。
3.6 智能苗情、灾情视频监测系统
  远程视频监控系统由摄像、传输、控制、显示、存储五大部分组成。根据项目要求,在指定区域安装苗情摄像机和360°远红外摄像机各一套,用户通过视频系统可清晰直观的实时查看种植区作物的生长及病虫害情况,并对突发性异常事件的过程进行及时监视和记忆,便于工作人员及时高效的指挥和调度。
3.7 智能灌溉系统
  在种植基地中,使用中央灌溉控制器实现灌溉的远程控制。通过对土壤基质墒情监测信息,远程控制电磁阀的开启,可以自由设定灌溉时间间隔,浓度比例等进行灌溉,还可以根据墒情信息系统自动判定启动自主灌溉。
3.8 通信传输系统
  通信传输模块包括各种传输技术,系统可支持 GPRS传输、 WIFI、 3G/4G、Ipv6、蓝牙、433M、ZigBee传输。无线传感通信网络主要由感知节点间的自组织网络,主要实现传感器数据的采集及传感器与执行控制器间的数据交互。
3.9 智能控制系统
  智能控制系统包括无线控制终端,对应控制配电箱、灌溉、调温、加湿、通风、遮阳、补光、补二氧化碳等设备进行远程管理和控制。
3.10 视频监控系统
    通过设施内安装的高清图像采集器输送给无线网桥,无线网桥传给硬盘录像机,硬盘录像机图片上传给服务器,平台根据上传的高清图像对作物进行分析,作出判断、评估。通过视频监控系统,管理人员可以用手机或计算机随时随地对各温室大棚内的农作物生长情况,各设备的运行状态,工人生产状况进行实时监控。
3.10.1 视频采集系统
    视频采集系统主要由各观测点的红外高清摄像机组成,实现对每个采集点的视频采集。按照摄像机是否需要移动等要求配置云平台装置,可实现较广区域的监视。
3.10.2 视频远程访问
 将视频监控系统进行整合,使管理人员可以对生产区域进行实时监控、消费者也可以远程访问视频系统,为管理人员和消费者提供查看和监管农场生产环境的平台,可以进行园区基础信息查询、生产区环境视频监控。
3.10.3 视频处理系统
视频处理系统主要完成对视频信号的数字化处理、图像信号的显示、存储及远程传输。本系统中采用高容量硬盘录像及远程传输系统实现对所有采集点的显示、录像、回放以及远程浏览。
3.10.4 大屏幕信息发布系统
  大屏幕信息发布系统用于实时显示温室的环境测量值。显示屏的显示信息一目了然,便于工作人员及时了解情况并采取应对措施。同时管理中心可以通过无线信号发送通知到大屏幕上,有利于政策的下达与落实,大大提高了数字化管理水平。
3.11 无线数据采集安全监测系统
    无线数据采集安全监测系统进行农业物联网ZigBee自组织传感网的组网、故障诊断。包含农业物联网安全测评系统软件和ZigBee节点、ZigBee捕获器、ZigBee攻击器。ZigBee自组织传感网网络分析。
四、 综合展示管理平台
  综合展示管理平台由服务器、多业务综合光端机、显示系统、 UPS 及配套网络设备组成,是整个系统的核心,可以对整个设施进行信息化管理并进行成果展示。监控各种设备的动作和状态,当园区内出现异常时进行声音、图像报警。通过鼠标操作实现各种控制设备的开启、关闭,从而实现远程强制操作。
  4.1 实时监测展示
  该模块能够将空气温/湿度、土壤墒情、病虫、叶子生长信息采集、传输而来的实时环境监测数据在系统中进行可视化显示。
4.2 预警管理系统
 用户可设置某些环境监测数据的上限和下限值,超过设定的预警值时,系统自动预警,生成预警事件,通过短信、微信、网页报警等方式提示管理人员进行管理和控制。该模块还可对系统产生的各个环境预警事件进行详细记录,便于事后查询和对工作人员工作质量进行跟踪监督。
4.3 智能控制系统
 该模块实现环境监测设备以及环境调控设备的工作、运行状态进行定时自动或手动远程巡检,对设备的工作、运行状态进行统计管理,用于记录和查询每个设备的工作状态情况、工作年限、检修、保养信息。该功能模块采用智能化远程控制设计,环境调控设备远程控制分为无人值守自动控制、人工控制两种模式。
 当设定为无人值守自动控制模式时,若系统根据实时环境情况产生环境预警事件,系统将自动发出后台指令远程将温室内的风机、湿帘、遮阳帘等环境调控设备按照预先设定,自动智能有序依次开启,对温室进行通风、降温加湿、遮阳等环境调控作业,当温室内的水分及环境数据回到正常区间范围内,环境调控设备就会自动关闭。
 当设定为人工控制模式时,则由管理或工作人员根据实际需要通过系统远程控制(开/关)温室内风机、湿帘、遮阳帘等环境调控设备,适时调节温室内空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度,使作物有个适应的生长环境。
4.4 查询分析系统
该模块提供温室空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度、光照等环境监测数据的历史数据查询功能,提供温室环境预警事件信息的查询功能。同时可以将温室内空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度、光照等环境监测数据以及环境预警事件信息以图表形式或曲线图形式形成统计报表,供管理人员做出适当的作物生长管理、分析与决策。
    4.5 手机客户端
  通过登录手机APP可以实时与监测设备远程交互,利用平台获得查询与控制功能服务,实现远程数据监测、远程设备控制等服务。  


五、物联网云平台
    物联网云平台基于物联网及云计算技术,能够为用户提供多终端(PC 端、web物联网浏览终端、手机客户端等)数据浏览功能,同时提供监测设备远程交互、数据处理、储存、统计、分析、报警、信息发布等服务。
5.1 数据管理中心
    1. 完善的用户登录管理方式,系统管理员可根据实际需要设定不同权限的用户账号,在保障系统平稳运行和系统数据安全的前提下达到信息公开与共享,方便不同角色用户的访问,进行生产管理作业。
    2. 监测站站点数据总览、分站点设备运行状态、记录时间、详细数据实时显示。
    3.可视化数据查询,方便分析及保存,人性化曲线显示,分析清晰明了。
    4.实时查看多种要素的曲线走势图,清晰明了,大方直观,符合各种分析查询需求。
    5.实时查看风机、湿帘、侧窗、遮阳帘等设备的开关状态,根据需要实行远程控制,方便快捷,节省人力物力,提高效率。
    6.平台支持根据现场设备需求进行相应的要素和继电器控制设置,唯一的 ID号设置保证了设备的唯一和单独性,操作起来更为方便。
    7.平台功能任性化,可根据需求设定继电器的闭合时间,保证现场设备的正常运行。
5.2 专家在线系统
    针对农作物常见病虫害进行远程诊断和咨询解答,提出相应的管理措施。可提供全程专业的技术指导与服务,亦可与智慧农业移动客户端对接,及时通过智能手机或智能终端向农户推送农技知识。


5.3 农产品追溯管理系统
    农产品追溯管理系统包含整个智慧农业的全流程跟踪管理,用信息技术对农业生产的各种要素进行数字化设计、智能化控制、精准化运营、科学化管理,减少农业消耗、降低生产成本,提高产业效益,促进农业产业结构化升级。通过物联网、RFID和监控等,实现对所有日常管理工作的实时动态管理。


5.3.1 农企ERP系统
    实现对农业生产投入品的使用管理,生产过程管理,产出品的存库、销售、结算信息化管理,统计分析和核算生产效益。数据通过接口与溯源系统对接,    可通过溯源系统对生产过程的投入品进行追溯。
5.3.2 农产品质量溯源系统
  从生产源头保障农产品质量安全,通过传感器和物联网控制终端管控农产品种植到销售的全过程跟踪记录,实现产品质量可控,过程可追溯,确保产品质量管理,提高附加值。
5.4 农产品电子商务平台
    电子商务是通过电子数据传输技术开展的商务活动,能够消除传统商务活动中信息传递与交流的时空障碍。而农业是典型的传统行业,具有地域性强、季节性强、产品的标准化程度低、生产者分散且素质较低等特点,具有较大的自然风险和市场风险。发展农业电子商务,将有效推动农业产业化的步伐,促进农村经济发展。
    农产品电子商务平台的建立,大大提高了农产品交易的跨区域性,也大大扩大了市场的范围。省去了交易过程中的多个环节,可以直接从果农、 蔬农手中求购各类农产品,同时也大大降低了企业的采购成本。
    农产品电子商务平台是一个为企业或者个人提供农产品交易洽谈的网络平台。实现农产品的网上订单销售、线下物流发货的互联网+营销模式,电商平台与溯源系统的交互,可极大的提升农产品的公信力和消费者的参与度,促进农产品销售和安全生产的良性循环。

六、精准化智慧农业现场实景仿真系统
以精准化智慧农业实景为背景,在学校用沙盘的方式进行实景展示,配合智慧农业系统的实景软件、云平台,使学生在学校即可生动形象地体验远在百里之外的精准化农业实际场景,包含场景实景大棚、交通道路等项目的同比例缩影,与实景同步实现实时环境,同步图像,手动或自动控制智能农业设备,通风风机、浇灌系统、遮阳卷帘、补光灯等,同步展示物联网技术在智慧农业中的智能化优势。

详细方案请联系姜女士:0510-88236292   邮箱:yang@fantaitech.com