基于物联网的智慧农业大棚解决方案Word格式.docx

1、（2） 农业生产存在污染和浪费，据农业、水利部门测算，我国每年农业所消耗化肥、农药和水资源量都在飞速增长，数据惊人，农业的污染问题困扰着不少乡村，不少农民群众饮水安全受到影响。（3） 农业产出少、农民收入低（4） 农产品的品种少依靠和使用着这些落后的生产工具和生产技术维持着简单再生产，农业生产率低下，农 业的产量增长缓慢，农业得不到很好的发展，这从而又反过来阻碍了农业技术的进步以及生产工具的创新。于是，传统农业的自身发展陷入恶性循环之中。传统农业在向现代农业发展过程中面临着确保农产品总量、调整农业产业结构、改善农产品品质和质量、生产效益低下、资源严重不足且利用率低、环境污染等问题而不能适应农业

2、持续发展的需要。因此,关于智 慧农业技术的研究，显得非常必要与重要。与传统农业相比，智慧农业主要有以下特点：1 、合理施用化肥，降低生产成本，减少环境污染智慧农业采用因土、因作物、因时全面平衡施肥，彻底扭转传统农业中因经验施肥而造成的三多三少（化肥多，有机肥少；N 肥多，P、K 肥少；三要素肥多，微量元素少），N、 P、K 比例失调的状况，因此有明显的经济和环境效益。2、减少和节约水资源目前传统农业因大水漫灌和沟渠渗漏对灌溉水的利用率只有40%左右，智慧农业可由作物动态监控技术定时定量供给水分，可通过滴灌微灌等一系列新型灌溉技术，使水的消耗量减少到最低程度，并能获取尽可能高的产量。3、节本增效

3、，省工省时，优质高产智慧农业采用精准播种，精准收获技术，使农业低耗、优质、高效成为现实。在一般情况下，精准播种比传统播种增产18% 30% ，省工 23 个小时。4、使农作物的物质营养得到合理利用，保证了农产品的产量和质量。智慧农业通过采用先进的现代化高新技术，对农作物的生产过程进行动态监测和控制， 并根据其结果采用相应的措施。系统简介物联网智慧农业大棚监控系统是面向农业大棚集约、高产、高效、生态、安全的发展需 求，基于智能传感、无线传感网、通信、大规模数据处理与智能控制等物联网技术开发的， 集土壤及环境参数在线采集、智能组网、无线传输、数据处理、预警信息发布、决策支持、远程与自动控制等功能于

4、一体的农业大棚物联网系统。种植户可以通过手机、PDA、计算 机等信息终端，实时掌握种植环境信息，及时获取异常报警信息及环境预警信息，并可以根 据环境监测结果，实时调整控制设备，实现农业大棚的科学种植与管理，最终实现节能降耗、 绿色环保、增产增收的目标。系统设计方案物联网智慧农业大棚监控系统包含四个子系统:u 农业信息采集系统u 远程设备控制系统u 数据存储系统u 自动化控制预警系统（专家系统） 如下图所示:自动化控制预警系统数据存储系统农业信息采集系统远程设备控制系统一、农业信息采集系统1. 系统功能农业信息采集系统是用于采集农业大棚所需要的监测信息（空气温湿度、光照度等），经数据接驳器进行数

5、据变送后由 Zigbee/GPRS 网络将采集所得的实时数据传输至数据存储系统供专家系统远程设备控制系统使用。系统结构示意图如下（核心设备图片均与实物一致）：2. 系统硬件及性能1） 超低功耗数据传输终端传输终端是专业用于野外环境监测、智慧农业、大气及气象监测的数据传输设备，全系列终端均支持ZA 系列数据接驳器。本项目中传输终端选用可小区域组网，并使用RJ45 或GPRS 方式进行数据远传的JN5148 数据传输终端和WRG 多功能传输网关。远程数据传输终端可扩展为以太网（RJ45 有线）、GSM/GPRS/3G （手机网络）、Zigbee 无线自组织网络，GPS 定位功能等多种通信方式，真正

6、实现了”物物相联“的目标；全系列终端均采用专利低功耗技术，以 GPRS 传输终端为例，在使用 4 只智能传感器的情况下，使用普通太阳能能源系统（20W），4000mA 锂电池可连续工作2 年（采集频率按5min/ 次）。WSN 传输终端外观WSN 全功能传输终端内部结构WRG 网关外观WRG 网关内部结构WGG 超低功耗无线传输终端WGG 超低功耗无线传输终端传输终端具备以下功能：1. 可接驳全系列智能数字传感器，单个传输终端可同时接入5 到 10 路传感器；2. 传感器自动识别；3. 超低功耗，自动关断负载电源，RTC 定时唤醒；4. 通过 GSM/GPRS 网络快速将数据信息同步发送到数据

7、服务器；品名型号供电/ 充电备用电源电源管理工作温度防护等级WSN 组网规模WSN 无线通信基站ZA-WSN-V110012V DC/ 太阳能（9V - 12V ）4000mAH 可充电锂电池支持负载关断/充放电管理-40 85 IP64，铸铝外壳100+ （全路由节点/对等组网节点）备注注 意 ： 该 产 品 需 要 与 网 关（ZA-WRG-V1100 ）联合使用，不可单独使用WSN 多跳/ 中继最大支持20+ 中继点WSN 无线频率2.4GHz自搜索信道 0 14 ， 支持自协商信道WSN 传输距离可视化距离220 mWSN 传输终端参数：WSN 丢包率RS485 接口支持传感器可视化距

8、离小于220m 时，小于0.01%4 个支持ZA 全系列智能数字传感器可通过选配件集线器进行扩展级联传感器子地址范围1 254 可配置MODBUS 协议MODBUS-RTU / ZA 智能数字传感器参数配置-采集频率1s 18446744073709551616s出厂时配置反向控制支持ZA 系列智能继电器控制模块协议开放不支持配件2.4G 折头天线WRG 网关参数：WSN 组网多功能传输网关ZA-WRG-V1100供电/ 充电12V DC/2 路备用电源4000mAH 可充电锂电池电源管理充放电管理工作温度-40 85防护等级IP21 ，铝外壳100+ （协调器/网关）WSN 无线频率2.4G

9、Hz自搜索信道 0 14 ，支持自协商信道WSN 多跳/ 中继最大支持20+ 中继点WSN 传输距离可视化距离220 m1 个，高速光耦全隔离可通过集线器进行扩展级联GPRS 传输GSM/GPRS 传输移动/联通 GSM 网络制式以太网接口10/100 MB 自适应注意：选择使用以太网时，GPRS 功能将被禁用。Web 方式配置使用配置开关进行配置模式开放基于TCP 连接的二进制流协议在不使用 ZA-DATA-CENTER存储平台时，用户需要根据协议自行开发接入及解析、存储服务2.4G 折头天线/GSM 天线WGG 传输终端参数：WGG 无线通信网关ZA-WGG-V100012V DC / 1

10、 路串口命令配置配件GSM 天线2） 智能数字传感器探头反应时间温度范围量程范围分辨率输出接口传输协议功能码自定义定地址自定义波特率ZA-SHT-A101-485/232水合物探头1 秒内完成 90% 读数-20C to +50C-40 150 , 0 100 %RH校准自动识别工作电压预热时间系统功耗ESD 人体静电防护温度：0.5 ，湿度：3 %RH全数字输出（浮点），接口RS-485 Modbus RTU支 持 03 04 06支持 1 254 地址范围支 持 115200, 57600, 38400, 28800, 19200, 14400, 9600, 4800, 2400,1200

11、命令方式校准特征码查询识别5V0.2V DC 1s 80 mW支持IP54空气温湿度传感器光照度传感器自定义定地址自定义波特率ZA-LIGHT-A101-485/232硅光电池0 65535 Lux1 Lux命令方式校准温度补偿补偿器件自动识别工作电压预热时间系统功耗自动补偿PT100/PT1000 铂电阻特征码查询识别5V土壤温湿度传感器ZA-SOSHT-A101电波探针自动识别工作电压预热时间系统功耗650mW 支持二氧化碳传感器ZA-CO2-A101NDIR00 ppm 2000 ppm3%静态功耗100mW ，最大功耗800mW 支持智能数字风速传感器ZA-WS-A101三风杯0 70

12、 m/s0.3 m/s190mW 支持智能数字风向传感器ZA-WP-A101低惯性风标/电位器0 360 3120mW 支持智能数字气压传感器ZA-AP-A101气压计C to +8550110Kpa15 位200mW 支持智能数字降雨量传感器ZA-RF-A101翻斗式雨量计-1 0C to +8004mm/min0.2mm工作电压预热时间系统功耗60mW 支持智能数字氧气传感器ZA-O2-A101氧电池-20 50 摄氏度0 30%0.1%90mW 支持智能数字土壤PH 传感器ZA-SOPH-A101玻璃球泡复合电极（带温补）C to +105 pH 0 140.01 pH智能数字 ORP 传感器ZA-ORP-A101复合电极（带温补）-1999 mv 1999mv0.05 mv 1s 185mW智能数字 PH 传感器ZA-PH-A101温度补偿补偿器件自动识别工作电压预热时间系统功耗命令方式校准自动补偿智能数字电导率传感器ZA-CDT-A1020 10000 us/cm全量程的1%290mW 支持智能数字钙离子传感器反应时间温度范围量程范围ZA-CA-A102复合电极（