智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)不僅能對智能溫室大棚種植過程中的環(huán)境參數(shù)在線高精度監(jiān)測，而且能實(shí)現(xiàn)棚內(nèi)調(diào)溫、排濕、放風(fēng)、灌溉、噴霧、遮陽、補(bǔ)光等智能控制和預(yù)警提示， 自動實(shí)現(xiàn)土壤保濕、通風(fēng)換氣、光照調(diào)節(jié)和歷史數(shù)據(jù)的記錄存儲。

　　智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)部署在各溫室大棚內(nèi)，溫度、濕度、光照、CO2等智能感知采集設(shè)備均模塊化，不僅擴(kuò)展靈活而且多點(diǎn)取樣，更能準(zhǔn)確快速的反應(yīng)大棚內(nèi)的環(huán)境情況。多種控制設(shè)備對溫室大棚的全部基礎(chǔ)設(shè)施都可做物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，更能省時(shí)省力，同時(shí)使環(huán)境的自動調(diào)節(jié)能力更加廣泛。溫室大棚的相關(guān)信息通過智能網(wǎng)關(guān)設(shè)置，同時(shí)在監(jiān)控中心可全局觀測。

　　通過大數(shù)據(jù)平臺，后臺管理人員可觀測全部智能傳感和智能控制設(shè)備的狀態(tài)，及管理者當(dāng)前所做的操作，大棚內(nèi)的一切狀況盡在眼前。

　　智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用平臺可設(shè)置室內(nèi)外溫度、濕度、光照、二氧化碳、土壤水分、土壤溫度、土壤EC值、煙霧等參數(shù)，并可進(jìn)行手動/自動控制和切換以及自動預(yù)警通知，通過移動4G網(wǎng)絡(luò)或WiFi入網(wǎng)，將數(shù)據(jù)送到云端，手機(jī)端和監(jiān)控中心數(shù)據(jù)直接從云端獲得，穩(wěn)定安全便捷，并且數(shù)據(jù)長久存儲，為種植作物的溯源數(shù)據(jù)做儲備。

　　溫室局域網(wǎng)智能感知采集設(shè)備監(jiān)測空氣溫度/濕度、土壤水分/溫度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、土壤PH值、土壤EC值等參數(shù)，相關(guān)數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳給管理系統(tǒng)，系統(tǒng)通過對收集到的數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)分析，結(jié)合大數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)和智能算法，控制無線局域網(wǎng)內(nèi)的包括卷簾機(jī)、放風(fēng)機(jī)、 內(nèi)遮陽、外遮陽、風(fēng)機(jī)、濕簾水泵、頂部通風(fēng)、灌溉電磁閥、水肥一體等設(shè)備的開啟/關(guān)閉，調(diào)節(jié)溫室內(nèi)參數(shù)，以便于給植物生長提供更適宜的環(huán)境。

　　根據(jù)管理需要，在每一個(gè)溫室大棚內(nèi)安裝一個(gè)或多個(gè)空氣溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、土壤水分、土壤溫度、土壤PH值、土壤EC值、煙霧等無線傳感采集設(shè)備，配合異構(gòu)多模智能網(wǎng)關(guān)，根據(jù)室內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的情況來進(jìn)行智能控制的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，包括：卷簾機(jī)控制、放風(fēng)機(jī)控制、水閥控制、風(fēng)機(jī)控制、濕簾控制、遮陽網(wǎng)控制、水肥一體控制等。

　　異構(gòu)多模智能網(wǎng)關(guān)將無線傳感采集設(shè)備傳輸回來的最新環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定適合植物生長的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行比較， 如發(fā)現(xiàn)采集設(shè)備監(jiān)測到的環(huán)境數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)數(shù)值有了偏差，智慧農(nóng)業(yè)平臺會自動發(fā)出指令，啟動智能控制系統(tǒng)，與控制系統(tǒng)相連接的通風(fēng)裝置、遮陽設(shè)備、加濕設(shè)備、灌溉設(shè)備等隨即開始工作，直到大棚內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)達(dá)到系統(tǒng)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)，相關(guān)設(shè)備才會停止工作，如此往復(fù)。

（一）智能卷簾系統(tǒng)介紹

　　工作原理：根據(jù)季節(jié)不同，通過對卷簾機(jī)的控制（包括晨起卷簾，傍晚放簾）來實(shí)現(xiàn)對大棚溫度和光照的調(diào)節(jié)，并且杜絕卷偏和卷翻。

（二）智能放風(fēng)系統(tǒng)介紹

　　工作原理：通過雨量、風(fēng)速風(fēng)向、室內(nèi)溫濕度、二氧化碳等傳感器實(shí)時(shí)采集環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳給由異構(gòu)多模智能網(wǎng)關(guān)，控制系統(tǒng)通過算法做綜合分析和判斷，比如根據(jù)室內(nèi)溫濕度/光照的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)閾值對比判斷是否該關(guān)閉放風(fēng)口，然后將不同程度的開啟或關(guān)閉放風(fēng)口的命令發(fā)給放風(fēng)機(jī)控制器，再由放風(fēng)機(jī)控制器不同程度的開啟或關(guān)閉放風(fēng)機(jī)，以此來實(shí)現(xiàn)智能放風(fēng)。

　　溫室放風(fēng)的主要目的：

　　①降溫，滿足植物生長發(fā)育所需適溫；

　　②排濕，放風(fēng)可以有效降低棚內(nèi)濕度，創(chuàng)造不利于一些侵染性病害發(fā)生的條件；

　?、垩a(bǔ)充二氧化碳，促進(jìn)植物的光合作用；

　　④排出有害氣體， 防止給植物造成危害。

（三）智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)介紹

　　工作原理：依據(jù)分布在溫室內(nèi)的土壤墑情傳感器監(jiān)測的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)種植作物的不同，在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置不同的設(shè)定值，通過智能算法做實(shí)時(shí)調(diào)控，自動開啟/關(guān)閉灌溉設(shè)備（水閥、滴灌等），確保種植區(qū)域的作物生長需要。同時(shí)，可通過手動操作和手機(jī)遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)控制。

（四）智能水肥一體系統(tǒng)介紹

　　工作原理：水肥一體化技術(shù)是水和肥同步供應(yīng)的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)，將可溶性固體或液體肥料配制成的肥液，借助壓力系統(tǒng)，與水一起灌溉，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點(diǎn)，均勻、定時(shí)、定量浸潤作物根系發(fā)育生長區(qū)域。充分利用可控管道系統(tǒng)供水、供肥，通過管道和滴頭形成滴灌，使水肥相融后，同時(shí)根據(jù)不同作物的需肥特點(diǎn)，使主要根系土壤始終保持疏松和適宜的含水量；把水分、養(yǎng)分定時(shí)、定量、按比例直接提供給作物，滿足作物不同生長期需水、需肥規(guī)律情況，通過不同生育期的需求設(shè)計(jì)，從而達(dá)到提高作物品質(zhì)、增產(chǎn)增收的一項(xiàng)技術(shù)。

（五）多功能一體機(jī)

　　針對溫室大棚自動打藥、霧化降溫、葉面施肥、滴灌施肥、自動噴霧保濕等一系列應(yīng)用。通過2.4GHz自組織、低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)與溫室基站相連，從而實(shí)現(xiàn)智能遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信。

　　單臺機(jī)組使用面積 4000~4500 平方米，安裝成本低，對大棚種植用戶來說是一種省工、省時(shí)、省用藥成本（節(jié)約用藥可達(dá) 30％以上）噴藥全覆蓋不留死角等優(yōu)點(diǎn)。

　　避免人工打藥對人體帶來的傷害，對 4000 平米打藥只需 10-20 分鐘就能完成一次打藥作業(yè)，可對多個(gè)大棚依次噴霧大藥，對單個(gè)大棚進(jìn)行夏季高溫天氣進(jìn)行噴霧降溫，在大棚 38 度以上可有效快速降溫 6 到 8 度。

（六）視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　通過布置高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對整個(gè)作物生長過程包括土壤測試、選種育苗、種植、采摘、包裝等環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)施安全視頻監(jiān)控，方便管理員在現(xiàn)場無人值守的情況下遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫部門及上級主管部門對生產(chǎn)過程的有效監(jiān)督和及時(shí)干預(yù)以及信息技術(shù)管理人員對現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息和圖像信息的獲取、備貨、分析處理，同時(shí)也為以后種植作物的溯源打下基礎(chǔ)。

　　系統(tǒng)主要由視頻前端系統(tǒng)/網(wǎng)絡(luò)高清攝像頭、傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心和應(yīng)用管理平臺組成。系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如下：

　　i. 視頻前端系統(tǒng)：前端支持多種類型的攝像機(jī)接入，本方案配置高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭，前端系統(tǒng)將采集的模擬信號轉(zhuǎn)成網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號，按照標(biāo)準(zhǔn)的音視頻編碼格式及標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，可直接接入網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行視頻圖像的傳輸。

　　1) 網(wǎng)絡(luò)高清攝像頭：全方位高清1080p監(jiān)控，水平355°/垂直120°監(jiān)控，雙濾光片自動切換，10顆940nmΦ5mm紅外燈，夜視10米，自動聚焦，自動白平衡，支持多語言菜單及操作提示功能，支持?jǐn)帱c(diǎn)狀態(tài)記憶功能，支持防雷、防浪涌、防突波等，WiFi入網(wǎng)/免布線。

　　ii. 傳輸網(wǎng)絡(luò)：主要是對前端接入到核心交換機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)，前端系統(tǒng)通過光纖收發(fā)器/無線路由器等網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備將新建前端網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)連接至監(jiān)控中心的接入交換機(jī)，再通過接入交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)信號匯聚到中心的核心交換機(jī)，監(jiān)控中心端的接入交換機(jī)負(fù)責(zé)PC工作站和NVR存儲等設(shè)備的接入。

　　iii. 監(jiān)控中心：采用NVR將高清視頻圖像進(jìn)行存儲，解決數(shù)據(jù)落地問題；配置視頻綜合平臺，完成視頻的編解碼、拼接；部署LED大屏用來將視頻進(jìn)行上墻顯示等。系統(tǒng)可將模擬攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)都接入到視頻綜合平臺，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理平臺、統(tǒng)一的切換控制系統(tǒng)和統(tǒng)一的顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的統(tǒng)一配置和管理。

　　1) 視頻服務(wù)器：采用標(biāo)準(zhǔn)H.264、MPEG4、MPEG2、MJPEG多種編碼算法，兼容性強(qiáng)，可支持700TVLins高線書模擬攝像機(jī)接入，實(shí)現(xiàn)WD1分辨率實(shí)時(shí)編碼，超越傳統(tǒng)DVS回放和預(yù)覽清晰度?；贚inux操作系統(tǒng)，同時(shí)支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大。網(wǎng)絡(luò)視頻拂去其主要用以提供視頻信號的轉(zhuǎn)換、傳輸、錄制、回放、存儲等，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)。在已有互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，只要能夠上網(wǎng)就可以根據(jù)用戶權(quán)限進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)圖像訪問，雙向語音對講，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)在線監(jiān)測，所以圖像和控制信號都在監(jiān)控中心集中顯示、控制等。

　　2) 高清顯示器/高清LED展示屏：監(jiān)控顯示，可采用42寸~55寸顯示器，做拼接展示；也可采用20平米高清LED展示屏。

　　iv. 應(yīng)用管理平臺：平臺部署在視頻綜合平臺的服務(wù)器上，形成一體化的配置，應(yīng)用管理平臺可以對高清視頻和用戶進(jìn)行統(tǒng)一管控并且配置PC工作站進(jìn)行預(yù)覽、回放、下載等操作。

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