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1、石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-1-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：“物聯網物聯網+智慧農業智慧農業”綜合測控管理綜合測控管理系統系統設計方案圣啟科技 河北石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-2-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：目目錄錄第一部分：第一部分：農業物聯網前景廣闊大有可為農業物聯網前景廣闊大有可為（1）農業物聯網系統概述04第第二二部分：部分：現代農業物聯網的技術支撐現代農業物聯網的技術支撐（1）全球定位系統 GPS05第第三三部分：部分：農業物聯網系統包含主要層面農業物聯2、網系統包含主要層面（1）智能溫室環境數據測控部分06（2）視頻圖像監控部分07（3）田間/棚內氣象觀測站 08（4）農業病蟲害專家診斷系統10（5）手機 APP 終端平臺11（6）中央管理室電腦軟件部分13第第四四部分：部分：溫室溫室數據采集控制數據采集控制部分部分（1）空氣溫濕度監測14（2）土壤溫濕度監測14（3）光照度監測15（4）CO2、O2濃度監測15（5）灌溉及設備聯動控制15第第五五部分：部分：人機觸摸屏操作界面人機觸摸屏操作界面15第第六六部分：部分：圖像數據視頻監控圖像數據視頻監控1 16 6第第七七部分：部分：感知層傳感器的選擇感知層傳感器的選擇1 17 7第第八八部分：部3、分：農業物聯網信息中心軟件農業物聯網信息中心軟件（1）管理中心遠程發布服務器18（2）環境參數在線管理軟件設備18（3）圖像視頻管理軟件設備19（4）大屏信息顯示發布設備20石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-3-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：第一部分：第一部分：農業物聯網前景廣闊大有可為農業物聯網前景廣闊大有可為（1 1）農業物聯網系統概述農業物聯網系統概述隨著農業科技的發展，國家對于農業的關注度日益增加，農業自動化、精細化、國際化發展已提上日程。國家科技園、各大農業園區、農場等農業機構企業積極尋求在良種培育、節本降耗、節水灌溉、農機裝4、備、新型肥藥、疫病防控、加工貯運、循環農業、海洋農業、農村民生等方面的高新技術，力求突破現存的農業技術瓶頸，真正實現現代化農業。物聯網技術在農業中的應用，既能改變粗放的農業經營管理方式，又能提高動植物疾情疾病防控能力，確保農產品質量安全，引領現代農業發展。物聯網農業應用是將采集數據經行分析后進行的全自動監控灌溉、施肥、噴藥、降溫和補光等一系列操作，它由中央控制柜與多節點數據采集器構成兩級分布式計算機控制網絡，具有分散采集，集中操作管理的特點，系統配置可以根據要求靈活增加或減少。通過傳感器實時采集溫度、濕度、光照等環境參數，并傳到各個節點，數各個節點實現和上位機的通訊，在計算機軟件界面上可顯示所5、采集到環境參數的值，可進行數據設定、存貯、報警。第二部分：第二部分：現代農業物聯網的技術支撐現代農業物聯網的技術支撐（1 1）全球定位系統全球定位系統 GPSGPSGPS 是利用地球上空的通訊衛星、地面上的接收系統和用戶設備等組成的高精度、全石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-4-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：天候、全球性的精確定位系統。GPS 是智能農業的基礎,主要用于實時、快速地進行田間信息的采集和田間操作的精確定位，在智能農業中發揮了重要作用，為農田信息定位，指揮農機行走和農機作業，同時對周邊環境進行不定期監測定位，為農業專家系統提6、供有益的空間信息。第第三三部分：部分：農業物聯網系統包含主要層面農業物聯網系統包含主要層面（1 1）智能溫室環境數據測控部分智能溫室環境數據測控部分近年，全國各地根據需要普遍建設了日光溫室、塑料大棚等為農作物創造出良好的生長環境。溫室工程成為高效農業的重要組成部分。溫室大棚就是建立一個模擬適合生物生長的氣候條件，創造一個人工氣象環境，來消除溫度、濕度等對生物生長的限制。能使不同的農作物在不適合生長的季節產出，部分或完全的擺脫農作物對自然條件的依賴。智能溫室大棚控制系統是針對溫室大棚正常有效運轉的控制要求配置的遠程監控與管理系統。采用傳感器技術、依托傳統溫室大棚生產工藝、設計的具有高可靠性、安全7、性、可擴展性的軟硬件系統。石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-5-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：充分利用物聯網技術和組態軟件實時遠程獲取溫室大棚內部的空氣溫度、濕度、光照強度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、葉面濕度、露點溫度等環境參數及視頻圖像，通過模型分析，遠程或自動控制濕簾風機、噴淋滴灌、內外遮陽、頂窗側窗、加溫補光等設備，保證溫室大棚內的環境最適宜作物生長；同時，該系統還可以通過手機、PDA、計算機等信息終端向農戶推送實時監測信息、預警信息、農技知識等，實現溫室大棚集約化、網絡化遠程管理。（2 2）視頻圖像監控部分視頻圖像監控部分基于8、網絡技術和視頻信號傳輸技術，對溫室大棚內部作物生長狀況進行全天候視頻監控。該系統由網絡型視頻服務器、高分辨率攝像頭組成，網絡型視頻服務器主要用以提供視頻信號的轉換和傳輸，并實現遠程的網絡視頻服務。在已有 Internet 上，只要能夠上網就可以根據用戶權限進行遠程的圖像訪問、實現多點、在線、便捷的監測方式。在溫室大棚的內部安裝攝像頭及控制云臺和各類數據傳感器，通過攝像頭云臺和傳感器對溫室大棚內部農作物的生長情況和溫度、濕度、二氧化碳濃度各類數據進行監控。通過云臺的控制，勞作者在室內即可對攝像頭的方向進行控制，全方位的實時查看溫室大棚內作物的生長情況，以便及時提出決策和采取正確的處理措施。通過在9、溫室大棚外部安裝攝像頭對整個大棚外部周圍環境情況進行監控，防治各類不法分子對大棚的偷盜，切實起到安全防范作用。能夠減輕農戶的勞動力，為溫室大棚 24 小時無人職守。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。（3 3）田間田間/棚內氣象觀測站棚內氣象觀測站SQ-NYZ 農田小氣候觀測站是針農業生態環境（如農田、果園、溫室、畜舍等，和農業生產活動環境，如曬場、噴藥、農產品儲存等小環境內的氣候與農業生物和農業生產關之間的能量和物質交換）監測設計的一款小型自動氣象站。石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-6-網址：http:/電話：03110、1-80773718郵箱：石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-7-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：3.3.1 產品特點-完整的農業氣象系統，適合農業生產與科研等用途；-智能微氣象多合一傳感器與擴展要素靈活組配；-集數據采集和無線通訊于一體，采集密度可自行設置；-可單站應用也可組網布點，無線數據傳輸；-支持交流/太陽能供電方式；-大容量數據存儲器。3.3.2 產品功能-可以接風速、風向、雨量、溫度、濕度、氣壓、輻射等氣象傳感器；-內核采用 16 位微處理器，系統時鐘最高可達 36MHz，執行速度超快；-可遠程燒寫程序，方便系統改進與升級；-友11、好的人機界面，可直接在盤面上進行參數設定；-輸入、輸出采用光電隔離，抗干擾能力強；-采集儀具有時間校準功能，-與上位機通訊可采用 RS232、RS48、GPRS5、USB、數傳電臺等多種方式；-可定制 U 盤外部數據存儲器，實現數據的海量存儲；-工作電源：AC220V、DC12V-36V、太陽能蓄電池；（4 4）農業病蟲害專家診斷系統農業病蟲害專家診斷系統是以農業專家和農業知識為核心，建設專家遠程服務系統，重點建設專家視頻咨詢、預約專家咨詢、遠程視頻培訓、信箱咨詢服務，為示范區主要農作物病蟲草害診斷、防治提供更好的專家技術服務。利用智能手機用戶采集未知的病蟲害圖片，上傳到系統中，與信箱咨詢服務12、實時數據交互，由專家進行診斷和指導，用戶可以利用智能手機查看專家回復內容。石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-8-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：（5 5）手機）手機 APPAPP 終端平臺終端平臺建設基于 Android 智能手機端的物聯網遠程監控系統，重點建設基于電子地圖的試點基地、溫室分布展示，環境實時數據、環境數據趨勢、環境預警信息，利用移動終端統一展現示范區農業物聯網示范大棚、溫室、大田等基地生產信息、環境信息。石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-9-網址：http:/電話：0311-8077371813、郵箱：石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-10-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-11-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：用戶可以通過圣啟科技-農業溫室智能監控系統手機客戶端，隨時隨地查看自己負責溫室的環境參數。用戶可以使用手機端及時接受、查看溫室環境報警信息。通過手機端，用戶可以遠程自動控制溫室環境設備，如自動灌溉系統、風機、頂窗等。（6 6）中央管理室電腦軟件部分）中央管理室電腦軟件部分圣啟科技農業物聯網解決方案結合了最先進的網絡通信、自動控制及軟件技14、術,包括溫室大棚智能監控系統、農場品安全質量追溯系統、農業專家知識庫、農產品電子商務平臺等。農產品物聯網平臺深度集成環境監控系統、產品溯源系統、冷庫環境監控系統，將農產品實時環境信息直觀呈現到平臺，并提供統一平臺查詢接口，隨時隨地知曉產品全過程溯源信息；石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-12-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：同時平臺集結專業的農業專家為農業領域常見農作物疾病等信息進行快速、遠程診斷，真正實現全面感知、智能農業的最終目標。第第四四部分：部分：溫室數據采集控制部分溫室數據采集控制部分智能溫室大棚內的各參數傳感器，對溫室環境進行15、多點實時動態采集，經過 A/D 轉換送入單片機處理，驅動執行裝置從而實現溫室環境的自動智能調節。顯示裝置實時顯示溫室內的溫濕度、光照度等數值，能夠更加一目了然地展示溫室大棚數據全貌。（1）空氣溫濕度監測通過溫濕度傳感器監測大棚室外空氣環境溫濕度、室內空氣環境溫濕度、地表溫濕度、土壤溫濕度等，并能對數據進行采集、分析運算、控制、存儲、發送等。石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-13-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：（2）土壤溫濕度監測通過溫濕度傳感器監測大棚內土壤的溫度數值和土壤水分含量，并能對數據進行采集、分析運算、控制、存儲、發送等。（316、）光照度監測通過光感和光敏傳感器監測記錄溫室大棚內光線的強度，可以直接與相關的補光系統、遮陽系統等設備相連，必要時自動打開相關設備。通過無線傳輸技術將相關數據傳送到用戶監控終端。（4）CO2、O2濃度監測在溫室大棚內部署二氧化碳濃度傳感器，實時監測溫室中二氧化碳的含量，當濃度超過系統設定闕值范圍時，通過無線傳輸技術將相關數據傳送到用戶監控終端，由相關工作人員做出相應調整。（5）灌溉及設備聯動控制水灌溉與農藥噴灑采用一套管線系統，根據植物生長模式，可通過自動、手動方式進行操作。石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-14-網址：http:/電話：0311-807737117、8郵箱：第第五五部分：部分：人機觸摸屏操作界面人機觸摸屏操作界面人機界面(也叫 HMI)觸摸屏主要用于系統的數據顯示和參數設置，并提供了數據查看，數據修改的功能，它安裝在溫室主控柜的面板上。顯示包括了溫室內部的溫度、濕度、光照強度、風機狀態、土壤濕度、土壤溫度、空氣含氧量、co2 含量，以及配套設備的狀態顯示，如水箱水位、施肥水的濃度等參數都能一目了然，這樣一個溫室只需一個工作人員就可對整個溫室的狀態和數據信息完全的掌握，節省了人力資源。另外對于系統的異常狀況在屏幕上也能及時的顯示，并聲光報警提醒工作人員及時的處理信息和排除故障。人機觸摸屏主要能實現以下幾種功能：實時的資料趨勢顯示把讀取的數據18、資料立即顯示在屏幕上。自動記錄資料自動將資料儲存至數據庫中，以便日后查看。歷史資料趨勢顯示把數據庫中的資料作可視化的呈現。報表的產生與打印能把資料轉換成報表的格式，并能夠打印出來。圖形接口控制操作者能夠透過圖形接口直接控制機臺等裝置。警報的產生與記錄使用者可以定義一些警報產生的條件。調取系統運行參數使用管理員身份可調取系統運行參數進行查看和修改。獨特的管理員權限具有管理員操作界面，提高系統安全性。第第六六部分：部分：圖像數據視頻監控圖像數據視頻監控農業物聯網的基本概念是實現農業上作物與環境、土壤及肥力間的物物相聯的關系網絡，通過多維信息與多層次處理實現農作物的最佳生長環境調理及施肥管理。但是作19、為管理農業生產的人員而言，僅僅數值化的物物相聯并不能完全營造作物最佳生長條件。石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-15-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：視頻與圖像監控為物與物之間的關聯提供了更直觀的表達方式。比如：哪塊地缺水了，在物聯網單層數據上看僅僅能看到水分數據偏低。應該灌溉到什么程度也不能死搬硬套地僅僅根據這一個數據來作決策。因為農業生產環境的不均勻性決定了農業信息獲取上的先天性弊端，而很難從單純的技術手段上進行突破。視頻監控的引用，直觀地反映了農作物生產的實時狀態，引入視頻圖像與圖像處理，既可直觀反映一些作物的生長長勢，也可以側面反20、映出作物生長的整體狀態及營養水平。可以從整體上給農戶提供更加科學的種植決策理論依據。第第七七部分：部分：感知層傳感器的選擇感知層傳感器的選擇傳感器是系統檢測環節的重要組成部分，用于將溫室環境因子等非電物理量轉變為控制系統可識別的電信號，為系統管理控制提供判斷和處理的依據。傳感器的主要技術指標有：線性度、靈敏度、遲滯、重復性、分辨率、漂移、精度等。常用傳感器主要有溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、co2(二氧化碳)傳感器、土壤水分傳感器、土壤溫度傳感器以及營養液的鹽分(EC)和酸度(PH)傳感器等。(1)空氣溫濕度傳感器溫濕度傳感器主要分為室內和室外溫濕度的采集單元，室外一般使用輕型百葉型溫濕21、度，可防太陽輻射和防雨。而室內一般采用帶顯示型和不帶顯示型的溫濕度傳感器。大多數作物的生長適宜溫度在 1233之間，而溫室內溫度測量范圍一般在 050，濕度測量范圍為 0%100%RH,供電電壓采用工業標準 24VDC,標準工業輸出信號為(420)mA，精度為溫度0.5，濕度3%RH，輸出信號線性很好，可遠距離傳輸。石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-16-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：(2)光照度傳感器的選取光是植物進行光合作用的主要能源，與光照強度和光照時間有關系，其采用高靈敏度的硅藍光伏探測器作為傳感器，具有測量范圍寬，使用方便，便22、于安裝，傳輸距離遠等特點。其供電電壓為 24VDC，精度為7%，測量范圍：0200KLux，輸出信號為(420)mA，操作環境溫度為 070，濕度為 070%RH。光照傳感器主要用于對太陽光照檢測，并送達到控制器，由控制器通過內部的計算和邏輯判斷決定是否啟用溫室的遮陽網。(3)風速傳感器風速傳感器主要使用到室外，用于組建氣象風速的檢測采集使用，溫室中普遍使用遮陽網和卷膜來進行遮光和保溫使用，當遮陽網或是卷膜展開時，風速如果過大，將對遮陽網和卷膜造成損害，而系統會根據風速送回的風速信息做計算處理，用于在高風速的情況下及時地收回遮陽網和卷膜，防止大風對遮陽網和卷膜的破壞。(4)風向傳感器主要用于對23、于做環境檢測以及科研單位記錄氣象信息使用。同時天窗和側窗工作狀態與其有關。(5)雨雪傳感器主要用于對于檢測室外的雨雪情況，用作遮陽網和天窗以及側窗的自動控制，即使的檢測雨雪環境變化可即使的開啟或收納外遮陽、天窗和側窗，防止雨水或下雪對室內溫度、濕度環境的破壞以及防止對外遮陽幕布的壽命造成影響。(6)CO2 傳感器用于高標準要求的二氧化碳變送器，傳感器采用硅基的非散射紅外傳感器帶獨特的內置參比;先進的單光束雙波長測量，無移動部件，卓越的長期穩定性。傳感器實時監測室內的co2 濃度大小，通過調節 co2 氣體的補充來保證室內植物光合作用下所需的二氧化碳的濃度要求。第第八八部分：部分：農業物聯網信息24、中心軟件農業物聯網信息中心軟件中央管理室電腦軟件部分主要包含管理中心遠程發布服務器，環境參數在線管理軟件設備，圖像視頻管理軟件設備，和大屏信息顯示發布設備。（1）管理中心遠程發布服務器能夠對外發布并進行管理，可以在線農業問題答疑等。（2）環境參數在線管理軟件設備石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-17-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：在辦公室內安裝工控機和顯示器，能夠實時在線顯示大棚內采集到的數據信息，并以實時曲線的方式顯示給用戶，并根據需要按照日、月、季、年參數變化曲線生成歷史報表。便于對溫室大棚運轉情況進行分析做出改進，提高溫室大棚的生25、產效率。石家莊圣啟科技有限公司地址：河北省石家莊市新華區石獲路 41 號-18-網址：http:/電話：0311-80773718郵箱：（3）圖像視頻管理軟件設備在辦公室內安裝工控機和顯示器，能夠實時在線清晰監控大棚內的作物生長。（4）大屏信息顯示發布設備大型 LED 顯示屏主要在展覽廳內作實時數據的顯示與設備動作的指示使用，提升基地項目整體形象和觀賞性與實用性，同時也方便了管理員的日常數據檢查和實時信息參考。大型LED 顯示屏有落地式和吊掛式兩種，并且分為數碼管顯示和點陣顯示兩種類型。數碼管顯示直觀的數字變化且顯示模式固定，對于不需要做顯示界面修改的地方比較適用。而點陣顯示屏的顯示比較細膩，并且可以自由定制顯示界面，可實現分頁顯示，定時刷新和顯示圖片和動畫等功能。