一、概述

       農業(yè)大棚智能監(jiān)控體系經過實時搜集農業(yè)大棚內空氣溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤水分等環(huán)境參數(shù)，根據(jù)農作物成長需求進行實時智能決議計劃，并主動敞開或許封閉指定的環(huán)境調理設備。經過該體系的布置施行，可認為農業(yè)生態(tài)信息主動監(jiān)測、對設備進行主動操控和智能化管理供給科學依據(jù)和有效手法。

       大棚監(jiān)控及智能操控解決方案是經過可在大棚內靈敏布置的各類無線傳感器和網(wǎng)絡傳輸設備，對農作物溫室內的溫度，濕度、光照、土壤溫度、土壤含水量、CO2濃度等與農作物成長密切相關環(huán)境參數(shù)進行實時搜集，在數(shù)據(jù)服務器上對實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲和智能分析與決議計劃，并主動敞開或許封閉指定設備（如遠程操控灌溉、開關卷簾等）。

二、項目需求

       在每個智能農業(yè)大棚內布置無線空氣溫濕度傳感器、無線土壤溫度傳感器、無線土壤含水量傳感器、無線光照度傳感器、無線CO2傳感器等，分別用來監(jiān)測大棚內空氣溫濕度、土壤溫度、土壤水分、光照度、CO2濃度等環(huán)境參數(shù)。為了便利布置和調整方位，一切傳感器均應選用電池供電、無線數(shù)據(jù)傳輸。大棚內僅需在少量固定方位供給交流220V市電（如：風機、水泵、加熱器、電動卷簾）。

       每個農業(yè)大棚園區(qū)布置1套搜集傳輸設備（包含路由節(jié)點、長間隔無線網(wǎng)關節(jié)點、Wi-Fi無線網(wǎng)關等），用來掩蓋整個園區(qū)的一切農業(yè)大棚，傳輸園區(qū)內各農業(yè)大棚的傳感器數(shù)據(jù)、設備操控指令數(shù)據(jù)等到Internet上與渠道服務器交互。

       在每個需求智能操控功用的大棚內裝置智能操控設備（包含一體化操控器、擴展操控配電箱、電磁閥、電源轉化適配設備等），用來承受操控指令、呼應操控履行設備。完結對大棚內的電動卷簾、智能噴水、智能通風等行為的完結。

三、體系架構規(guī)劃

（1）整體架構

       體系的整體架構分為現(xiàn)場數(shù)據(jù)搜集、網(wǎng)絡傳輸、智能數(shù)據(jù)處理渠道和遠程操控四部分。

（2）體系有兩種典型配置結構

■兩層網(wǎng)絡，體系由兩類點構成：

       無線傳感器節(jié)點，包含無線空氣溫濕度傳感器、無線土壤溫度傳感器、無線土壤含水量傳感器、無線光照度傳感器、無線CO2傳感器等；


無線網(wǎng)關節(jié)點，包含Wi-Fi無線網(wǎng)關或GPRS無線網(wǎng)關。

該結構適用于園區(qū)已經有Wi-Fi局域網(wǎng)掩蓋，或是能夠選用GPRS直接上傳數(shù)據(jù)的場景。在此結構中，只需求在合適的區(qū)域布置無線網(wǎng)關，即可完結傳感器數(shù)據(jù)的搜集和上傳。

■三層網(wǎng)絡，體系由三類點構成：

       無線傳感器節(jié)點，包含無線空氣溫濕度傳感器、無線土壤溫度傳感器、無線土壤含水量傳感器、無線光照度傳感器、無線CO2傳感器等；

無線網(wǎng)關節(jié)點；

數(shù)據(jù)路由器。

       該結構適用于園區(qū)沒有Wi-Fi局域網(wǎng)掩蓋，也不準備選用GPRS直接上傳數(shù)據(jù)的場景。在此結構中，需求布置數(shù)據(jù)路由節(jié)點和無線網(wǎng)關，無線網(wǎng)關與數(shù)據(jù)路由節(jié)點之間以長間隔無線通信方法進行數(shù)據(jù)的交流，在區(qū)域較大，節(jié)點間通信間隔不足時，無線網(wǎng)關還能夠相互之間進行主動數(shù)據(jù)中繼，擴大監(jiān)控網(wǎng)絡的掩蓋規(guī)模。

（3）傳感信息搜集

       在監(jiān)控網(wǎng)絡中，無線空氣溫濕度傳感器、無線土壤溫度傳感器、無線土壤含水量傳感器、無線光照度傳感器、無線CO2傳感器等傳感器均支撐低功耗運轉，可使用廉價的干電池供電長期作業(yè)。同時，一切的無線傳感器節(jié)點均運轉SleepTree低功耗多跳自組網(wǎng)協(xié)議，可為其它節(jié)點供給數(shù)據(jù)的主動中繼轉發(fā)，以擴大監(jiān)測網(wǎng)絡的掩蓋規(guī)模，增加布置靈敏性。

       SleepTree低功耗多跳自組網(wǎng)協(xié)議是在IEEE802.15.4協(xié)議的基礎上樹立的，無線通信的頻率挑選可所以2.4GHz或780MHz。

       傳感器數(shù)據(jù)經過SleepTree協(xié)議傳送到無線網(wǎng)關節(jié)點上，無線網(wǎng)關節(jié)點再經過數(shù)據(jù)路由節(jié)點或直接將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)渠道的服務器上。用戶能夠經過有線網(wǎng)絡/無線網(wǎng)絡拜訪數(shù)據(jù)渠道，實時監(jiān)測大棚現(xiàn)場的傳感器參數(shù)，操控大棚現(xiàn)場的相關設備。

四、大棚現(xiàn)場布點

       大棚現(xiàn)場首要擔任大棚內部環(huán)境參數(shù)的搜集和操控設備的履行，搜集的數(shù)據(jù)首要包含農業(yè)生產所需的光照、空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤水分、CO2濃度等參數(shù)。

       傳感器的數(shù)據(jù)上傳選用低功耗無線傳輸方法，傳感器數(shù)據(jù)經過無線發(fā)送模塊，選用SleepTree協(xié)議將數(shù)據(jù)無線傳送到無線網(wǎng)關節(jié)點上，用戶終端和一體化操控器間傳送的操控指令也經過無線發(fā)送模塊傳送到中心節(jié)點上，省卻了通訊線纜的布置作業(yè)。中心節(jié)點再經過邊際網(wǎng)關將傳感器數(shù)據(jù)、操控指令封裝并發(fā)送到坐落internet上的體系業(yè)務渠道。用戶能夠經過有線網(wǎng)絡/無線網(wǎng)絡拜訪體系業(yè)務渠道，實時監(jiān)測大棚現(xiàn)場的傳感器參數(shù)，操控大棚現(xiàn)場的相關設備。低功耗無線傳輸方法使得大棚現(xiàn)場內各傳感器布置靈敏、擴展便利。

       操控體系首要由一體化操控器、履行設備和相關線路組成，經過一體化操控器能夠自在操控各種農業(yè)生產履行設備，包含噴水體系和空氣調理體系等，噴水體系可支撐噴淋、滴灌等多種設備，空氣調理體系可支撐卷簾、風機等設備。

       搜集傳輸部分首要將設備搜集到的數(shù)值傳送到服務器上，現(xiàn)有大棚設備支撐Wi-Fi、GPRS、長間隔無線傳輸?shù)榷喾N數(shù)據(jù)傳輸方法，在傳輸協(xié)議上支撐IPv4聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。

       業(yè)務渠道擔任對用戶供給智能大棚的一切功用展現(xiàn)，首要功用包含環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)空間/時間散布、前史數(shù)據(jù)、超閾值告警和遠程操控五個方面。用戶還能夠根據(jù)需求增加視頻設備完結遠程視頻監(jiān)控功用。數(shù)據(jù)空間/時間散布將體系搜集到的數(shù)值經過直觀的方法向用戶展現(xiàn)時間散布情況（折線圖）和空間散布情況（場圖）、前史數(shù)據(jù)能夠向用戶供給前史一段時間的數(shù)值展現(xiàn)；超閾值告警則允許用戶擬定自定義的數(shù)據(jù)規(guī)模，并將超出規(guī)模的情況反映給用戶。

五、渠道軟件

體系渠道軟件共由以下4個部分組成：

（1）數(shù)據(jù)搜集、存儲服務軟件

       完結傳感器數(shù)據(jù)的獲取、解析、分類，最后按預設的格局存入數(shù)據(jù)庫。

（2）展現(xiàn)、決議計劃軟件

       圖形化界面，從數(shù)據(jù)庫中讀取相應數(shù)據(jù)，以表格和曲線的方法將傳感器數(shù)據(jù)顯示出來，支撐多種查詢顯示方法?？勺远x決議計劃體系操控目標及決議計劃算法，與目標操控軟件互聯(lián)完結主動化操控。

（3）遠程操控軟件

       完結現(xiàn)場操控目標的操作，圖形化操作界面，支撐重定義遠端開關稱號等信息，可與決議計劃軟件進行對接，完結主動化操控。

（4）SDK二次開發(fā)包

       經過SDK開發(fā)包，用戶能夠完全用自己熟悉的開發(fā)渠道開發(fā)自主知識產權的數(shù)據(jù)展現(xiàn)和決議計劃渠道。

       經過SDK開發(fā)包，使用戶無需了解本體系的硬件等底層信息的前提下，完結一套環(huán)境監(jiān)測應用體系的開發(fā)。

我們的SDK供給了：

       ①數(shù)據(jù)搜集、存儲服務軟件的具體編程接口及闡明

       ②目標操控軟件的編程接口及闡明

       ③曲線顯示界面例程

       ④數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)檢索例程

       ⑤設備目標操控例程

       上述4個組成軟件中，數(shù)據(jù)搜集、存儲服務軟件和目標操控軟件是與底層硬件直接聯(lián)系的，用戶無需對該部分軟件進行任何的編程開發(fā)，只需求經過SDK開發(fā)自己的展現(xiàn)、決議計劃軟件，與我們的數(shù)據(jù)搜集、存儲服務軟件和目標操控軟件進行數(shù)據(jù)交互即可。