目錄
一、項目概述 4
二、建設內容 6
2.1系統構成 6
2.2無線網信息采集系統建設 9
2.3實時視頻監控系統建設 12
2.4物聯網自動控制系統建設 15
（1）自動控制 15
（2）定時生產控制 16
（3）遠程或手動控制 16
2.5病蟲害信息采集預警系統 19
2.6拼接屏系統建設： 20
2.5農業物聯網生產管控平臺軟件建設 22
農業物聯網系統建設方案
一、項目概述
園區擁有擁有溫室設施栽培、大田蔬菜種植基地、水產養殖基地蔬種植基，配備有完善的溫室、灌溉、增氧設施基礎。本系統主要內容是在園區內完成農業物聯網溫室環境信息、大田環境信息、養殖水體信息監測；溫室、大田、養殖可視化監控；溫室設施及灌溉自動化控制、水產養殖增氧的實施建設。根據系統建設要求，本次系統建設利用光纖網絡通訊方式擴展前端農業物聯網系統建設范圍和功能、構建農業物聯網專用的視頻圖像傳輸與自動化控制專屬網絡，配合農業物聯網環境信息采集設備系統形成一套符合現代化智能農業物聯網展示與應用需求，具有切合實際用戶需求、功能全面、技術的綜合農業物聯網應用系統。
二、建設內容
2.1、系統構成
項目在連棟溫室內架設1套環境信息采集器，大田架設2套環境信息采集器，水產養殖架設1套信息采集器，利用傳感器采集環境溫度、濕度、土壤含水量、土壤溫度、光照強度、水體溶解氧、水體PH、作物生長與水產養殖所必須的環境因子的數據，通過無線網絡傳輸到農業物聯網生產管控平臺，進行數據的存儲、分析比對系統設定的數據閥值，將反饋控制命令通過無線通訊方式傳輸至農業物聯網智能控制柜，自動控制溫室卷簾、通風、噴滴灌、水產增氧機設備，使環境遇水體保持在適宜作物與水產生長的條件下。
視頻系統是利用在連棟溫室安裝的高清數字攝像機，通過光纖網絡傳輸方式對作物生長狀況、設備運行狀態、員工工作場景視頻采集和監控；農場管理者可以應用農業物聯網生產管控平臺根據系統顯示的作物生長情況與水產環境信息遠程對農場溫室設施、肥水灌溉與水產增氧實現自動化的控制，同時可遠程對生產進行指導管理。集中體現農業種植的集約化、科技化、現代化。
病蟲害預防系統是農場主利用身邊的手機等移動終端圖像上傳農業物聯網平臺病蟲害防治系統，經系統分類由專家診斷后傳回病蟲害診斷信息與具體防治措施。系統結構如下圖所示：
系統建設實施圖
2.2無線網信息采集系統建設
農業環境信息的采集和農業設施的智能化、自動化，是設施農業有別于傳統農業的核心技術之一。農業物聯網智能控制的基礎首先要通過傳感器進行環境參數的采集，傳感器的選擇對于獲取數據的準確性和功能性非常關鍵。同時農業生產應用中特殊的高溫、高濕度和培養液的高腐蝕性對于傳感器的功能性要求很高，既需要能長期耐高溫、耐高濕、耐腐蝕的傳感器。
根據本項目農業物聯網實際建設需求，溫室架設二套環境信息采集器，采集器放置在溫室中間與溫室邊緣；大田內架設兩套環境信息采集器，根據實際應用需求環境信息采集器采集5種環境參數：空氣溫度、2、空氣濕度、3土壤水分、4土壤溫度、5光照強度。水產養殖區架設1臺環境信息采集器采集參數為：1水體溶解氧、2、水體PH
2.3實時視頻監控系統建設
農場視屏采集系統配套有1個高清數字球型攝像機和6臺槍型攝像機。均采用網絡數字攝像機，區別于傳統模擬攝像機，清晰度更高，兼容Internet傳輸協議，可通過網絡傳輸圖像信息，同時可以與服務器主機組成局域網，在農業物聯網生產管控中顯示。
視屏系統通過鋪設光纖方式實現圖像傳輸，沿園區道路鋪設8芯單模光纖，在溫室、大田、水產區分別架設小分纖柜，采用分纖方式在每個溫室內留有一芯的光纖，剩余5芯光纖預留備用。分纖后采用單芯光纖或尾纖進入每個點，點內架設光纖收發器、交換機、最終通過網線方式連接到攝像頭。攝像頭分布：溫室大棚2臺槍機；大田1臺槍機1臺球機；水產養殖區2臺槍機。
通過可視化監控系統可直觀的觀測連棟溫室與水產養殖區設備運行狀況與動植物生長情況，配合物聯網信息采集系統上傳的數據對設備進行及時準確的操作管理。園區辦公室接入互聯網之后，在任何地方只要能連接網絡就可以通過網頁訪問方式實時看到園區測試點的實時圖像信息，配合信息采集與智能化管理系統對試驗點設施進行遠程科學化管理。系統監控畫面如下圖所示：
（2）定時生產控制
根據設定的作物生長規律與水產養殖管理經驗，在特定的時間對農業設施設備與水產增氧機進行特定時段的開啟關閉定時操作。
（3）遠程或手動控制
農業物聯網生產管控平臺可以設置成手動模式，在這種模式下，管理者可遠程通過互聯網對園區所有可控設備進行人工管理，以便處理應用過程中的復雜情況。
| 序號 | 設備名稱 | 設備參數 | 設備數量 | 備注 |
| 1 | 農業物聯網智能控制器 | 控制柜可接入24路控制單元，可配合繼電器擴展模塊控制風機、卷膜、肥水灌溉電磁閥、增氧機等電控設備；可通過光纖網絡傳輸。支持：MODBUS通訊協議； | 1 | |
| 2 | 智能擴展繼電器模塊 | 24路繼電器擴展模塊，根據設備功率計控制模式不同，為、通風、補光、開窗、水產增氧等配置獨立控制模塊。 | 1 | |
| 3 | 7寸觸摸屏控制器 | LCD分辨率：800×480;LCD亮度;350cd/㎡ 通信接口：4路RS232（有2路含485），1路以太網，USB; 工作溫度：-10～60℃;工作環境濕度：10～90%RH 供電電源：直流12V/24V，內置電源隔離保護器 功耗：5W 寫入程序后，可事實顯示溫室水產設備運行狀態，并可通過觸摸屏控制現場設備。 | 1 | |
| 4 | 網絡控制傳輸模塊 | 信號輸出方式：485轉網口無線通訊方式 工作溫度：-40℃~80℃ 供電電壓：DC12-24V 傳輸距離：空曠地帶2公里 | 1 | |
| 5 | 網絡控制接收模塊 | 信號輸出方式：網口轉485通訊方式 工作溫度：-40℃~80℃ 供電電壓：DC5V 可直接通過USB供電 傳輸距離：空曠地帶2公里 與服務器對接通過串口或者串口轉USB模式。 | 1 | |
2.5病蟲害信息采集預警系統
病蟲信息采集預警系統軟件是植保工程的基礎設施，是構筑整個病蟲害監測預警和控制體系的基礎通信平臺，能夠全面提高病蟲害的監測和控制系統信息化工作水平。系統滿足病蟲害調查數據信息的系統化采集、統計、分析、發布，實現信息資源共享的需要。園區管理者可將農作物生長與病害狀況的圖片信息錄入病蟲害信息采集預警系統，通過系統的分類匯總，結合數據庫與專家會診對病蟲害種類進行判斷給出準確的判斷由系統回傳預防與防治辦法。系統保證園區農作物的生產安全，降低病蟲害大面積發生概率，合理進行病蟲害防治工作。
2.6拼接屏系統建設：
系統采用3*3的共九塊46寸液晶顯示拼接屏建設而成。屏幕采用墻掛式支架，借用原有辦公室墻面采用鋁合金與角件搭建，屏幕建成后進行包邊處理。系統配置有拼接屏矩陣，可對物聯網平臺圖像信息進行圖像接入與分塊處理。同時系統采用三星拼接屏采用的是工業級設計，滿足各種環境長時間高清顯示，支持365(天)×24(小時)不間斷工作，限度的保障了各種環境對其持久穩定工作的需求。
2.4物聯網自動控制系統建設
本項目采用分布式布點統一控制模式實現園區內的自動化控制，在水產養殖區域架設一臺農業物聯網控制柜，控制柜擁有24路控制點，將溫室大棚與大田灌溉控制都集中到水產區進行統一的控制，溫室大棚區控制遮陽、通風、灌溉，大田區控制水泵及電磁閥進行灌溉，水產區控制增氧機。智能控制設備通訊接入光纖局域網絡，根據物聯網信息采集系統信息經過物聯網生產管控平臺處理決策后，控制信號通過光纖網絡方式傳輸至智能控制柜達到實時監測自動控制目的。系統控制模式分為三種：
（1）自動控制
自動控制系統根據信息采集系統上傳的數據通過生產管控平臺專家系統對環境參數的分析結果，可以對肥水灌溉、設施操作水產增氧進行智能控制。比如系統判定土壤濕度小于作物事宜生長濕度度，系統會對電磁閥設備進行開啟操作實現提高土壤濕度的目的，當溫度恢復到植物生長正常土壤濕度則關閉電磁閥。對水產養殖進行預警閥值設置，當溶解氧含量低于預警值時自動開啟增氧機（如下圖所示）。
環境信息采集器通過無線自組網方式接力傳輸環境信息，相互間通訊距離可達1公里。環境信息采集器兼容市電及太陽能供電兩種供電模式，當光照充足或者園區內斷電時采用太陽能供電保證設備正常不間斷運行。環境采集器信息經過接力傳輸后最終匯聚到農場管理辦公室的無線接收器中接入農業物聯網平臺，并通過農業物聯網生產管控平臺實時顯示環境信息。
