基于物联网的智慧农业大棚解决方案Word格式.docx
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（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，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2～3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-V1100
12VDC/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220m
WSN传输终端参数：
WSN丢包率
RS485接口
支持传感器
可视化距离小于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
12VDC/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
2.4GHz
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220m
1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
10/100MB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-V1000
12VDC/1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
-20°
Cto+50°
C
-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-485ModbusRTU
支持030406
支持1~254地址范围
支持115200,57600,38400,28800,19200,14400,9600,4800,2400,
1200
命令方式校准特征码查询识别5V±
0.2VDC
≤1s
≤80mW
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
0~65535Lux
1Lux
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-A101
NDIR
0°
0ppm~2000ppm
3%
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
0~70m/s
0.3m/s
≤190mW支持
智能数字风向传感器
ZA-WP-A101
低惯性风标/电位器
0~360°
3°
≤120mW支持
智能数字气压传感器
ZA-AP-A101
气压计
Cto+85°
50～110Kpa
15位
≤200mW支持
智能数字降雨量传感器
ZA-RF-A101
翻斗式雨量计
-10°
Cto+80°
0～4mm/min
0.2mm
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）
Cto+105°
pH0~14
0.01pH
智能数字ORP传感器
ZA-ORP-A101
复合电极（带温补）
-1999mv~1999mv
0.05mv
≤1s185mW
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-A102
0~10000us/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（
升级会员 