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智能温室系统解决方案介绍.doc
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智能温室系统解决方案介绍.doc
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目 录
第 1 章 项目概况 ...................................................................................................1
1.1 项目背景..................................................................................................1
1.2 项目简介..................................................................................................1
第 2 章 总体设计 ...................................................................................................3
2.1 总体架构..................................................................................................3
2.2 网络拓扑..................................................................................................4
2.3 系统集成设计..........................................................................................5
2.3.1 电路设备集成设计 ...........................................................................5
2.3.2 监控设备集成设计 ...........................................................................6
第 3 章 应用软件系统设计....................................................................................7
3.1 智能平台..................................................................................................7
3.1.1 数据中心...........................................................................................7
3.1.2 展现控制子系统 ...............................................................................7
3.1.2.1 PC 机访问功能 ..........................................................................7
3.1.2.2 手机客户端访问功能 ............................................................11
3.1.3 视频管理子系统.............................................................................13
3.1.4 系统管理子系统.............................................................................13
3.1.4.1 组织机构管理 ........................................................................13
3.1.4.2 用户管理 ................................................................................13
3.1.4.3 角色管理 ................................................................................13
3.1.4.4 权限管理 ................................................................................13
3.1.4.5 设备管理 ................................................................................14
3.2 温室环境监测........................................................................................14
3.3 温室环境控制........................................................................................15
3.3.1 开窗机构.........................................................................................15
3.3.2 强制通风降温系统 .........................................................................15
3.3.3 灌溉微雾系统.................................................................................16
3.3.4 遮阳系统.........................................................................................17
3.3.5 采暖系统.........................................................................................18
3.3.6 补光系统.........................................................................................19
3.4 智能控制................................................................................................20
3.4.1 温室设备控制.................................................................................21
第1章 项目概况
1.1 项目背景
“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。业
内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为
全球经济的复苏提供技术动力。目前,美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研
究探索物联网。我国也正在高度重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部
门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政
策措施。
智能控制是为了达到节能、舒适、便利的目的,要求对市政、家庭、农业等
的智能控制和监视制定细致的策略和方案。但是,传统的智能控制系统由于很多
因素的制约,很难达到要求。为了解决这些问题,业界尝试了很多办法,但基本
上都属于封闭式的,多采用私有协议,彼此间难以互通,导致结构不透明,灵活
性、扩充性不佳。从长远看,智能控制系统的发展趋势是走向开放,尤其是智能
控制与互联网的融合是其中一个重要发展趋势。
智能农业控制通过实时采集农业大棚内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、
土壤水分、二氧化碳浓度等环境参数,自动开启或者关闭指定设备。可以根据用
户需求,随时进行处理,为农业生态信息自动监测、设施自动控制和智能化管理
提供科学依据。
1.2 项目简介
智能温室系统是一种结合了计算机自控技术、智能传感技术等高科技手段的
资源节约型高效设施农业技术,它主要是根据环境的温度、湿度、二氧化碳含量、
光照以及土壤状况等因素,来控制温室内的各项指标以创造出适合作物生长的最
佳环境。
与人工控制相比,智能控制最大的好处就是能够相对恒定的控制大棚内部的
环境,对于环境要求比较高的植物来说,更能避免因为人为因素而造成生产损失。
智能化控制系统将极大的提高产量和质量,尤其是对于档次较高的经济作物。
神州数码依靠多年来在传感技术和物联网技术领域的积累,着手从事智能温
室的研究和建设,研发了一整套符合国情、特色鲜明的智能温室系统解决方案。
在系统设计之初,考虑到温室的环保智能化与产业的标准化,在保证温室智
能化优势的同时,也把能量管理技术、嵌入式接口组态技术、模块化的设计思想
融入到系统中,使之突破了农业生产中环境的限制,同时又具有现代工业化设备
的稳定性能。
该方案具有一下特点:
✓ 采用航天工艺制造的高灵敏度高可靠性传感器,可连接各种传感器和环
境控制设备;
✓ 系统采用 3G+无线传感器网络技术,无需布设复杂的有线网络;
✓ 采用先进的能量平衡原理和前授式控制方式,节约能源;
✓ 神经网络化的决策控制,实现精准、精细管理;
✓ 优化的模块式设计,使系统的扩充十分容易;
✓ 温室环境全方位的控制、监测、报警,包括数据采集、自动存储和更新;
✓ 管理软件界面友好,且功能强大,保证数据的记录、分析及时准确,系
统稳定可靠
第2章 总体设计
2.1 总体架构
总体架构主要分为温室现场、采集传输、业务平台和终端展现共四层架构。
如下图所示:
图表 2-1 系统架构图
温室现场主要负责温室大棚内部环境参数的采集和控制设备的执行,采集的
数据主要包括农业生产所需的光照、空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤水分
等数值。
传感器的数据上传有 Zigbee 模式和 RS485 模式两种。RS485 模式中数据信号
通过有线的方式传送,涉及大量的通讯布线。在 Zigbee 传输模式中,传感器数
据通过 Zigbee 发送模块传送到 Zigbee 中心节点上,用户终端和一体化控制器间
传送的控制指令也通过 Zigbee 发送模块传送到中心节点上,省却了通讯线缆的
部署工作。中心节点再经过边缘网关将传感器数据、控制指令封装并发送到位于
互联网上的系统业务平台。用户可以通过有线网络或无线网络访问系统业务平台,
实时监测温室现场的传感器参数,控制温室棚现场的相关设备。Zigbee 模式具有
部署灵活、扩展方便等优点。
控制系统主要由一体化控制器、执行设备和相关线路组成,通过一体化控制
器可以自由控制各种农业生产执行设备,包括喷水系统和空气调节系统等,喷水
系统可支持喷淋、滴灌等多种设备,空气调节系统可支持卷帘、风机等设备。
采集传输部分主要将设备采集到的数值传送到服务器上,设备支持 3G、有
线等多种数据传输方式。
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