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佳木斯建三江前进农业物联网试点应用技术方案

一、背景情况


物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮,物联网技术被誉为全球一个新的经济增长点,国家和政府部分非常重视物联网产业的发展,新华社报道,在各省启动的十二五规划中,有23个省份将物联网作为重要发展目标。


物联网(TheInternetofthings)是指通过射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统、二维码等信息感知设备,按约定的协议连接起来,通过有线或无线网络进行信息交换和通信,以实现智能化识别、数据采集、智能控制、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。


物联网技术在农业中的应用,既能改变粗放的农业经营管理方式,也能提高动植物疫情疫病防控能力,确保农产品质量安全,引领现代农业发展。


二、需求分析


根据建三江前进农场农业信息化需求,经过讨论分析主要有以下具体需求:一方面是水稻育秧大棚、农田灌溉及粮食存储的自动监控和智能控制;第二是面向农户提供农业技术服务的农业信息服务平台;三是通过语音、短信、彩信等多种通信方式的农业专家热线;四是提供农商在线贸易服务平台。


1、水稻育秧大棚监控及智能控制


目前,建三江前进农场主要种植水稻,在每年的春天需要提前在大棚内进行水稻育秧,水稻育秧对温度、湿度、光照、通风、灌溉等都有严格的要求,以往都是通过人工凭经验来操作。不仅效率低,并且精确度不够。


通过传感器对大棚环境指标各项数据的采集,统一集中到数据存储平台,一方面可以全面掌握每个大棚的环境情况,二是可以通过高清视频查看秧苗的具体发育情况,三是可以通过阈值设置,实现自动通风、光照、灌溉等自动化管理。


2、农业信息化服务平台


主要是为农户提供丰富的信息内容和服务,包括了农业法规、农产品交易、劳务信息、价格查询、农业科技、市场动态、气象信息等。


3、农业专家服务热线


主要是为农场和农户之间搭建沟通的桥梁,农户可以通过热线电话、彩信、短信的方式,在农业生产方面遇到的问题来求助于农业专家,同时可以通过这些通信手段获得及时的农业生产信息。


4、农商在线贸易服务平台


主要是服务用农户,提供农产品的网上宣传、推广,网上在线实物展示、交易撮合服务等。< /p>


三、诺基亚西门子公司技术实现方案


(一)大棚监控及智能控制


1、概述


水稻育秧大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温度、湿度等无线传感器,对农作物温室内的温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度等环境参数进行实时采集,自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌、开关卷帘等)。同时在温室现场布置摄像头等监控设备,实时采集视频信号。用户通过电脑或3G手机,随时随地观察现场情况、查看现场温湿度等数据和控制远程智能调节指定设备。


2、系统架构设计



(1)总体架构


系统的总体架构分为传感信息采集、视频监控、智能分析和远程控制四部分。




 


(2)技术架构




 


(3)系统组成




 


数据采集系统。主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。数据传感器的上传采用ZigBee和Rs485两种模式。根据传输方式的不同,温室现场部署分为无线版和有线版两种。无线版采用ZigBee发送模块将传感器的数值传送到zigBee节点上;有线版采用电缆方式将数据传送到Rs485节点上。无线版具有部署灵活,扩展方便等优点;有线版具有高速部署,数据稳定等优点。


视频采集系统。该系统采用高精度网络摄像机,系统的清晰度和稳定性等参数均符合国内相关标准。< /p>


控制系统。该系统主要由控制设备和相应的继电器控制电路组成,通过继电器可以自由控制各种农业生产设备,包括:喷淋、滴灌等喷水系统和卷帘、风机等空气调节系统等。


无线传输系统。该系统主要将设备采集到的数据,通过3G网络传送到服务器上,在传输协议上支持IPv4现网协议及下一代互联网IPv6协议。


数据处理系统。该系统负责对采集的数据进行存储和信息处理,为用户提供分析和决策依据,用户可随时随地通过电脑和手机等终端进行查询。


(4)网络拓扑


系统在网络方面采取了多种制式,远程通讯采用3G无线网络,近距离传输采取无线ZigBee模式和有线 Rs485模式相结合,保证网络系统的稳定运行。




 


(5)系统功能介绍


数据采集< /p>


温室内温度、湿度、光照度、土壤含水量等数据通过有线或无线网络传递给数据处理系统,如果传感器上报的参数超标,系统出现阑值告警,并可以自动控制相关设备进行智能调节。


数据采集设备列表




 


视频监控


用户随时随地通过3G手机或电脑可以观看到温室内的实际影像,对农作物生长进程进行远程监控。


数据存储


系统可对历史数据进行存储,形成知识库,以备随时进行处理和查询。



数据分析


系统将采集到的数值通过直观的形式向用户展示时间分布状况(折线图)和空间分布状况 (场图),提供日报、月报等历史报表。




 


远程控制


用户在任何时间、任何地点通过任意能上网终端,均可实现对温室内各种设备进行远程控制。可以提供灌溉、卷帘等操作。


错误报警


系统允许用户制定自定义的数据范围,超出范围的错误情况会在系统中进行标注,以达到报警的目的。




 


统一认证


系统允许用户制定自定义的数据范围,超出范围的错误情况会在系统中进行标注,以达到报警的目的。


手机监控


3G手机可以实现与电脑终端同样的功能,实时查看各种由传感器传来的数据,并能调节温室内喷淋、卷帘、风机等各种设备。




 


GIS地图


系统与GIS系统结合,提供对设备所在位置的查询。


责任编辑:泉



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