農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管控平臺(tái)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是通過各種儀器儀表實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中，**作物有一個(gè)良好的、適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。通過遠(yuǎn)程控制使技術(shù)人員在辦公室就能對(duì)多 個(gè)大棚的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。采用無線網(wǎng)絡(luò)來測(cè)量獲得作物生長(zhǎng)的a佳條件，可以為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，達(dá)到調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)周期，改善作物品質(zhì)，提高作物產(chǎn)量的目的，從而實(shí)現(xiàn)集約、高產(chǎn)、高效、**、生態(tài)和安全的的目標(biāo)。

智能化管理

依托前沿的云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為用戶提 供智慧農(nóng)業(yè)信息采集、栽培管理、智能控制、精準(zhǔn)水肥 、安全監(jiān)測(cè)為一體的智能化軟硬件設(shè)備，以及農(nóng)業(yè)園區(qū)整體 規(guī)劃、設(shè)計(jì)及EPC工程總承包服務(wù)；通過在現(xiàn)場(chǎng)部署監(jiān)測(cè)設(shè)備（ 采集環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、輻照量、降雨等信息）和無線通信 網(wǎng)絡(luò)（信息的實(shí)時(shí)采集與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)反饋），將傳統(tǒng)的單一種植模式升級(jí)為全流程智能管 理的種植生產(chǎn)鏈（具備感知、預(yù)警、決策、分析、aa在線指導(dǎo)等功能），實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植精準(zhǔn)化、管理可 視化以及決策智能化。系統(tǒng)采用B/S模式，可通過遠(yuǎn)程的網(wǎng)頁、手機(jī)端進(jìn)行訪問及控制。

    水肥方案水肥一體化系統(tǒng)的核心技術(shù)是根據(jù)作物需水、需肥規(guī)律和土壤水分、養(yǎng)分狀況， 通過灌溉系統(tǒng)將肥料和水適時(shí)適量、準(zhǔn)確地輸送到作物根部土壤，供給作物吸收。通過可操作式觸摸屏 進(jìn)行管控，自動(dòng)控制灌溉量、吸肥量、肥液濃度、酸堿度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉、施肥的定時(shí)、定量控制，提供全方位的水肥管理。

溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)又稱溫室大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)，是專門為農(nóng)業(yè)溫室、農(nóng)業(yè)環(huán)境控制、氣象觀測(cè)開發(fā)生產(chǎn)的一種環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境自動(dòng)控制、高科技農(nóng)業(yè)示范項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)科研教育等領(lǐng)域。

一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介
     物聯(lián)網(wǎng)溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)可測(cè)量風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、光照、氣壓、雨量、太陽輻射量、太陽紫外線、土壤溫濕度等農(nóng)業(yè)環(huán)境要素，根據(jù)溫室植物生長(zhǎng)要求，溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)可自動(dòng)控制開窗、卷膜、風(fēng)機(jī)濕簾、生物補(bǔ)光、灌溉施肥等環(huán)境控制設(shè)備，自動(dòng)調(diào)控溫室內(nèi)環(huán)境，達(dá)到適宜植物生長(zhǎng)的范圍，為植物生長(zhǎng)提供優(yōu)良環(huán)境。
 溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)
二、應(yīng)用領(lǐng)域
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室自動(dòng)控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境自動(dòng)控制、高科技農(nóng)業(yè)示范項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)科研教育等領(lǐng)域。
三、系統(tǒng)發(fā)展歷程
1 .國外
      國外對(duì)溫室環(huán)境控制技術(shù)研究較早，始于20世紀(jì)70年代。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場(chǎng)信息并進(jìn)行指示、記錄和控制。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。目前正開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界各國的溫室控制技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上正向著完全自動(dòng)化、無人化的方向發(fā)展。像園藝強(qiáng)國荷蘭，以**的鮮花生產(chǎn)技術(shù)著稱于世，其玻璃溫室全部由計(jì)算機(jī)操作。日本研制的蔬菜塑料大棚在播種、間苗、運(yùn)苗、灌水、噴藥等作業(yè)的自動(dòng)化和無人化方面都有應(yīng)用。日本利用計(jì)算機(jī)控制溫室環(huán)境因素的方法，主要是將各種作物不同生長(zhǎng)發(fā)育階段所需要的環(huán)境條件輸入計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)某一環(huán)境因素發(fā)生改變時(shí)，其余因素自動(dòng)作出相應(yīng)修正或調(diào)整。一般以光照條件為始變因素，溫度、濕度和CO2濃度為隨變因素，使這四個(gè)主要環(huán)境因素隨時(shí)處于a佳配合狀態(tài)。美國和荷蘭還利用差溫管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)花卉、果蔬等產(chǎn)品的開花和成熟期進(jìn)行控制，以滿足生產(chǎn)和市場(chǎng)的需要。英國倫敦大學(xué)農(nóng)學(xué)院研制的溫室計(jì)算機(jī)遙控技術(shù)，可以觀測(cè)50km以外溫室內(nèi)的光、溫、濕、氣和水等環(huán)境狀況，并進(jìn)行遙控。
2. 國內(nèi)
      我國對(duì)于溫室控制技術(shù)的研究較晚，始于20世紀(jì)80年代。我國工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國家溫室控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，才掌握了人工氣候室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于溫度、濕度和CO2濃度等單項(xiàng)環(huán)境因子的控制。之后，我國的溫室控制技術(shù)得到了迅速發(fā)展。20世紀(jì)80年代，我國先后從歐美和日本等發(fā)達(dá)國家引進(jìn)了21.2hm2連棟溫室。由于當(dāng)時(shí)只注重引進(jìn)溫室設(shè)備，而忽略了溫室的管理技術(shù)和栽培技術(shù)，且引進(jìn)的溫室能耗過高，致使企業(yè)相繼虧損或停產(chǎn)。90年代初，我國大型溫室跌入了發(fā)展的低谷?！熬盼濉背跗冢砸陨袦厥覟榇淼谋本┲幸允痉掇r(nóng)場(chǎng)的建立，拉開了我國第二次學(xué)習(xí)和引進(jìn)國外現(xiàn)代溫室技術(shù)的序幕。到90年代中后期，在對(duì)國外溫室設(shè)備配置、溫室栽培品種、栽培技術(shù)等各個(gè)方面進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，我國自主開發(fā)了一些研究性質(zhì)的環(huán)境控制系統(tǒng)。1995年，北京農(nóng)業(yè)大學(xué)研制成功了“WJG-1型實(shí)驗(yàn)溫室環(huán)境監(jiān)控計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)”，此系統(tǒng)屬于小型分布式數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。1996年，江蘇理工大學(xué)毛罕平等研制成功了使用工控機(jī)進(jìn)行管理的植物工廠系統(tǒng)。該系統(tǒng)能對(duì)溫度、光照、CO2濃度、營養(yǎng)液和施肥等進(jìn)行綜合控制，是目前國產(chǎn)化溫室控制技術(shù)比較典型的研究成果。中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院研制成功了新型智能溫室系統(tǒng)。該系統(tǒng)由大棚本體及通風(fēng)降溫系統(tǒng)、太陽能貯存系統(tǒng)、燃油熱風(fēng)加熱系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)環(huán)境參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)等組成。1997年以來，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)在溫室環(huán)境的自動(dòng)控制技術(shù)方面也取得了一定的成果。90年代末，河北職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院的閏忠文研制了蔬菜大棚，其能夠?qū)?、濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量與控制。但由于我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力大量過剩，溫室的一次性投資大，資金短缺以及對(duì)操作人員的素質(zhì)要求比較高等因素，限制了溫室控制技術(shù)在溫室系統(tǒng)的擴(kuò)展。

四、技術(shù)特點(diǎn)
1 氣象觀測(cè)要素配置
（1）大氣環(huán)境類：環(huán)境溫度，環(huán)境相對(duì)濕度，露點(diǎn)溫度，大氣壓力，風(fēng)速，風(fēng)向，降水量，水面蒸發(fā)，葉面濕度，日照時(shí)數(shù)，光照度，太陽總輻射、光合有效輻射、紫外線輻射；
（2）土壤參數(shù)類：土壤溫度，土壤濕度，土壤熱通量，土壤水勢(shì)，土壤導(dǎo)電率等；
（3）生態(tài)環(huán)境類：CO2等；
2  溫室自動(dòng)控制器配置
（1）溫室自動(dòng)控制器功能全面，數(shù)據(jù)測(cè)量精度高，a多可采集幾十項(xiàng)環(huán)境要素的數(shù)據(jù)，具有16路繼電器輸出，可以控制16個(gè)點(diǎn)的設(shè)備。核心部件采用高性能32位微處理器為主控CPU，內(nèi)置大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可連續(xù)存儲(chǔ)2萬條數(shù)據(jù)永不丟失。便攜式防震結(jié)構(gòu)，工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，適合在惡劣環(huán)境中使用，大屏幕圖形液晶顯示屏，具有漢字及圖形顯示功能，一屏顯示多路環(huán)境數(shù)據(jù)，便于現(xiàn)場(chǎng)直接觀測(cè)。繼電器指示燈指示各繼電器的開關(guān)狀態(tài)。
（2）SD卡與U盤數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：可以使用移動(dòng)存儲(chǔ)器（U盤或SD卡）完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)存儲(chǔ)，存儲(chǔ)時(shí)間任意設(shè)定，然后可將U盤或SD卡數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入微機(jī)。由于U盤或SD卡存儲(chǔ)容量大，可**數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間aa存儲(chǔ)，因此系統(tǒng)具有無限量存儲(chǔ)特點(diǎn)。
（3）多種通訊接口：具有RS232、RS485、USB、以太網(wǎng)接口等多種通訊接口，既可以實(shí)現(xiàn)基于以太網(wǎng)的多機(jī)溫室群組的網(wǎng)絡(luò)控制，又可以直接接入國際廣域互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)溫室的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制。

五、基本配置
1、具有液晶顯示漢字與圖形顯示功能的溫室自動(dòng)控制器 【1臺(tái)】
2、傳感器: （溫度，濕度，風(fēng)速，風(fēng)向，光照，氣壓，太陽總輻射，雨量，地溫，土壤濕度） 【各1臺(tái)】
3、氣象專用觀測(cè)支架 【1套】
4、溫室自動(dòng)控制軟件 【1套】
5、數(shù)據(jù)通訊及傳感器連接電纜 【1套】
6、溫室控制器不銹鋼防護(hù)箱 【1套】
7、溫室配電柜（選配）
8、GSM/GPRS無線通訊控制器（選配）

9、U盤、SD卡存儲(chǔ)控制器（選配）

智慧農(nóng)業(yè)
      在溫室環(huán)境里，單棟溫室可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一個(gè)測(cè)量控制區(qū)，采用不同的傳感器節(jié)點(diǎn)和具有簡(jiǎn)單執(zhí)行機(jī)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)，如風(fēng)機(jī)、低壓電機(jī)、閥門等工作電流偏低的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)，來測(cè)量基質(zhì)濕度、成分、pH值、溫度以及空氣濕度、氣壓、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等，再通過模型分析，自動(dòng)調(diào)控溫室環(huán)境、控制灌溉和施肥作業(yè)，從而獲得植物生長(zhǎng)的a佳條件。
      對(duì)于溫室成片的農(nóng)業(yè)園區(qū)，物聯(lián)網(wǎng)也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)信息檢測(cè)與控制。通過配備無線傳感節(jié)點(diǎn)，每個(gè)無線傳感節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測(cè)各類環(huán)境參數(shù)。通過接收無線傳感匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示和數(shù)據(jù)管理，可實(shí)現(xiàn)所有基地測(cè)試點(diǎn)信息的獲取、管理和分析處理，并以直觀的圖表和曲線方式顯示給各個(gè)溫室的用戶，同時(shí)根據(jù)種植植物的需求提供各種聲光報(bào)警信息和短信報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)溫室集約化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。
      此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可應(yīng)用到溫室生產(chǎn)的不同階段。在溫室準(zhǔn)備投入生產(chǎn)階段，通過在溫室里布置各類傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器，可以實(shí)時(shí)分析溫室內(nèi)部環(huán)境信息，從而更好地選擇適宜種植的品種；在生產(chǎn)階段，從業(yè)人員可以用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段采集溫室內(nèi)溫度、濕度等多類信息，來實(shí)現(xiàn)精細(xì)管理，例如遮陽網(wǎng)開閉的時(shí)間，可以根據(jù)溫室內(nèi)溫度、光照等信息來傳感控制，加溫系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間，可根據(jù)采集的溫度信息來調(diào)控等；在產(chǎn)品收獲后，還可以利用物聯(lián)網(wǎng)采集的信息，把不同階段植物的表現(xiàn)和環(huán)境因子進(jìn)行分析，反饋到下一輪的生產(chǎn)中，從而實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的管理，獲得更**的產(chǎn)品。
      溫室應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可達(dá)到改善產(chǎn)品品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長(zhǎng)周期、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，尤其是可實(shí)現(xiàn)溫室管理的高效和精準(zhǔn)。對(duì)于規(guī)?；臏厥以O(shè)施而言，如果借助人工來調(diào)控溫室內(nèi)的環(huán)境條件，需要大量人手和時(shí)間，而且存在難以避免的人工誤差。如果應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，就只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，在a短的時(shí)間里完成人工操作，而且非常嚴(yán)謹(jǐn)，這也是業(yè)內(nèi)看好物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的重要原因。
        隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及應(yīng)用，普通用戶可以通過計(jì)算機(jī)或手機(jī)隨時(shí)接收各種實(shí)時(shí)采集的**傳感器數(shù)據(jù)，還可以通過遙控溫室內(nèi)的視頻無線傳感器，觀察溫室的全面情況。產(chǎn)品出圃后，可以由對(duì)應(yīng)的條形碼，隨時(shí)檢索到其流通過程。業(yè)界普遍認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能監(jiān)控系統(tǒng)將在設(shè)施農(nóng)業(yè)中得到更廣泛應(yīng)用。
       面對(duì)農(nóng)村勞動(dòng)力大量外流的現(xiàn)狀，國家頒布一號(hào)文件提倡創(chuàng)新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營體制，發(fā)展家庭農(nóng)場(chǎng)、種植大戶、新型農(nóng)民合作組織，支持龍頭企業(yè)通過兼并、重組、收購、控股等方式組建大型企業(yè)集團(tuán)。創(chuàng)建農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化示范基地，促進(jìn)龍頭企業(yè)集群發(fā)展。推動(dòng)龍頭企業(yè)與農(nóng)戶建立緊密型利益聯(lián)結(jié)機(jī)制，采取保底收購、股份分紅、利潤返還等方式，讓農(nóng)戶更多分享加工銷售收益。鼓勵(lì)和引導(dǎo)城市工商資本到農(nóng)村發(fā)展適合企業(yè)化經(jīng)營的種養(yǎng)業(yè)。增加扶持農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化資金，支持龍頭企業(yè)建設(shè)原料基地、節(jié)能減排、培育品牌。
      不難看出，家庭農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)種植大戶、農(nóng)民合作組織的形成與發(fā)展，必將加速智能溫室這種**技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的推廣應(yīng)用。因?yàn)檫@些新的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)體有資金、有技術(shù)、有人才，有能力利用智能溫室（無線傳感器）新技術(shù)提升土地的單位產(chǎn)出值，實(shí)現(xiàn)家庭農(nóng)場(chǎng)的效益a大。

  溫室大棚智能控制解決方案是利用新一代的傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)等，通過對(duì)土壤濕度、土壤成分、pH 值、溫度、空氣濕度和氣壓、光照強(qiáng)度、CO2濃度等,來獲得作物生長(zhǎng)的a佳條件, 通過模型分析、自動(dòng)調(diào)控溫室環(huán)境、控制灌溉和施肥作業(yè)，以達(dá)到作物a佳的生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，提高質(zhì)量和產(chǎn)量，減少勞動(dòng)力的目的。其主要功能包括：
1、數(shù)據(jù)采集 通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可連接傳感器采集土壤溫濕度、養(yǎng)分含量、PH值、降水量、空氣溫濕度、氣壓、光照強(qiáng)度等來獲得作物生長(zhǎng)的a佳環(huán)境，并根據(jù)參數(shù)變化實(shí)時(shí)調(diào)控或自動(dòng)控制溫度、光照、灌溉等；
2、智能控制 用戶可利用計(jì)算機(jī)、手機(jī)等終端，通過網(wǎng)絡(luò)連接控制室與控制柜，操作控制室內(nèi)中控臺(tái)，即可一鍵式控制溫室大棚內(nèi)的風(fēng)機(jī)、外遮陽、內(nèi)遮陽、噴滴灌、側(cè)窗、水簾或大田內(nèi)的水肥噴灌等，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化管理。
3、軟件平臺(tái) 溫室大棚智能控制平臺(tái)并不只是一個(gè)操作平臺(tái)，而是一個(gè)龐大的管理體系，是用戶在實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)運(yùn)營中使用的有形和無形相結(jié)合的控制系統(tǒng)。在這個(gè)平臺(tái)上，用戶能夠充分發(fā)揮自己的管理思想、管理理念、管理方法，實(shí)現(xiàn)信息智能化監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化操作，有效整合內(nèi)外部資源，提高利用效率