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兰州市新区现代农业园区物联网可视化系统整体方案
项目说明
兰州新区现代农业智能联动大棚物联网系统项目总用地     亩,建设智能化日光温室种植大棚2000座,标准玻璃智能温室联动大棚2座,实现基地管理者远程实时监控、分析、决策、管理,把温室分为10个区域,可以单个区域独立管理,也可在控制中心集中管理,也可切换自动模式,实现温室的无人值守自动化运行。项目建成后能够有效改善农业生态环境、能够显著提高农业生产经营效率、能够彻底转变农业生产者、消费者观念和组织体系结构,可有效促进兰州新区现代农业及周边地区的经济增长和快速发展,带动周边地区智慧农业建设。
系统组成
(1) 园区气象环境监测站;
(2) 园区温室大棚可视化系统;
(3) 园区温室大棚智能化系统;
(4) 园区玻璃温室智能化系统;
(5) 园区安防视频监控系统;
(6) 园区联动大棚水肥一体化系统
(7) 园区蓄洪排涝监控智能化系统;
(8) 棚区智能化设备线缆;
(9) 园区网络通讯设备;
(10) 园区集中管理中心机房展示设备;
(11) 农业物联网管理监控系统平台; 
(12) 可视化指挥决策系统
(13) 农产品生长管理溯源系统 
设计依据
JBJ/T 16-92   《民用建筑电气设计规范》 GB 50198-94   《民用闭路电视系统工程技术规范》 GB/T 50311-2000   《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》          
GA/T 75-94   《安全防范工程程序与要求》
GB 50348-2004      《安全防范工程技术规范》 GB 50174-93   《电子计算机机房设计规范》 IEC 801      《电磁兼容性标准》 GB4208-93          《电子产品外壳防护标准》
GB50052-92         《供配电系统设计规范》
GB50055-93         《通用用电设备配电设计规范》 GB50019-2003       《采暖、通风与空气调节设计规范》
HG/T 20573-1995    《分散型控制系统工程设计规定》
GB/T7427-1987      《通信光缆的一般要求》
省农委设施农业智能大棚要求于相关标准执行

第二章    园区气象环境监测站
2.1产品概述
实时监测温度、湿度、风速、风向、雨量、气压、太阳辐射、光照度等多种气象参数,气象观测要素的配置方式可以根据项目的实际情况进行灵活配置,根据配置不同可以组合成移动式气象站、固定式气象站、梯度观测站、墒情气象站、森林防火气象站、农林小气候观测站、高速公路气象站等多种不同使用用途的气象观测站。 
2.2系统功能
    自动气象环境监测站是一种野外型全自动气象站。由于该设备主要由传感器,核心采集器及中心软件均由我公司独自研发、生产,因此整套系统具有很好的兼容性和一致性,能够提供和满足不同任务需要的各种系统工作模式。它采用模块化结构设计,通过软件硬件的不同配置,并配接不同的通讯载体,可作为有线遥测站、全自动无人站使用,在硬件和软件设计方面采用了降额设计、电磁兼容设计、野值剔除等多种可靠性设计技术,可靠运行于各种恶劣的野外环境,低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守。
 
2.3系统特点
1)整合成熟网络通信技术,实时监测园区大气环境数据,水量变化数据,土壤商情数据,实时进行数据传输,实时控制现场设备的运行状态;
2)实现各类监测数据的接收、显示、统计、自动分析、存储、应用、发布;
3)利用数据库接口功能,在监测管理中心显示终端上直观地生成可视化的计算结果图表;
4)选用先进的开发技术,应用系统操作简便、人机界面友好,适合各层面人员操作使用;
5)具有超前的设计理念,根据环境管理工作的发展和要求,能够随时进行扩充,并兼容现有应用系统;
6)在网络覆盖面、可靠性、稳定性、实时传输速度、数据传输的准确性及安全性、操作界面、建设投资及系统日常运行费用合理等方面具有良好的体现。
 
 
第三章 园区温室大棚可视化系统
3.1系统介绍
系统的主要目的是实现将联动温室大棚视频摄像机采集的图像上传到管理中心。通过电脑和手机APP实现远程监测温室内的作物生长态势,并对温室的监控设备远程控制,实时获取联动大棚内监控信息、报警信息,实现温室大棚信息化、智能化远程管理,充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用保证温室大棚内环境最适宜作物生长实现精细化的管理为作物的高产、优质、高效、生态、安全创造条件, 帮助客户提高效率、降低成本、增加收益。
实现将各孤立监控系统,进行统一管理、数据转发和监控。特别是当有特殊的情况发生时做到统一的管理和应急措施的统一指挥,系统是一套“数字化、网络化、全方位”的智能网络监控管理系统,系统建设达到“系统集成一体化、信息存储网络化、维护管理智能化”的目标。
 
 
温室视频监控界面
 


 
3.2系统优势与应用
1) 成本合理:整个系统由高清网络摄像机接入系统,实现统一的网络化、集成化管理,系统结构简单,使用设备较少。
2) 兼容扩容性强:如需要添加新的监控点,只要在原有基础上添加网络摄像机即可。另外,系统中如大棚环境监测设备、大棚智能控制设备,也可以轻松接入,网络集中监控管理平台系统软件可对其进行相关配置,操作,与视频监控形成联动系统,无需另行敷设线路。
3) 操作方便:管理人员无需经过特别的培训即可操作整个系统,中心图像输出上墙可依靠计算机或专用矩阵系统键盘进行各种操作,操作界面均为中文版本,设备的连接,设置只需简单的几个步骤,根据产品说明书按步骤设置即可。
4) 维护便捷:整个系统设备不复杂,主要通过网线连接,排查,维护方便。
5) 安全性高:先进的加密技术:用户登录时,在网络中传输的用户名和密码信息经过加密处理,他人无法通过网络截取用户信息;在监控中心,用户名和密码也同样采用加密技术进行存储,通过先进的加密技术,保证系统信息的安全性。
 
园区温室大棚智能控制系统
系统简介
1)结合最先进的网络通信、自动控制、物联网及软件技术,专注为农业温室联动大棚开发生产的环境自动监测控制系统。本系统可以模拟基本的生态环境因子,如温度、湿度、光照、气压、太阳紫外线、土壤温湿度、CO2浓度等,以适应不同植物生长繁育的需要,它由智能监控单元组成,按照预设参数,精确的测量温室的气候、土壤参数等,并利用手动、自动两种方式启动或关闭不同的执行结构,控制卷膜放风、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备,自动调控温室内环境,达到适宜植物生长的范围,为植物生长提供最佳环境。该系统的使用,可以使温室运行于经济节能状态,实现温室的无人值守自动化运行,降低温室能耗和运行成本,可以为植物提供一个理想的生长环境,并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善温室气候、减少病虫害、增加作物产量等作用,实现温室大棚集约化、网络化远程管理。
2)同时,该系统还可以通过手机、PDA、计算机等信息终端向管理者推送实时监测信息、报警信息,实现温室大棚信息化、智能化远程管理,充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用保证温室大棚内环境最适宜作物生长实现精细化的管理为作物的高产、优质、高效、生态、安全创造条件, 帮助客户提高效率、降低成本、增加收益。
 
 
系统组成图:
 
 
结构图
(1) 系统通过物联网+互联网+自动化控制技术,让用户足不出户远程控制温室设备。
(2) 可以自定义规则,让整个温室设备随环境参数变化 自动控制,比如当土壤湿度过低时,温室灌溉系统自动开始浇水,联动大棚内温度达到预设阀值时,系统自动开启卷膜电机打开方法口。
(3) 提供手机客户端,客户可以通过手机在任意地点远程控制温室的所有设备。
4.3设备参数:温室触控一体机
1、CPU采用ARM Cortex-A8处理器,运算速度更快,功耗更小,运行更稳定。主频高达600MHZ。
2、7寸彩色四线电阻式触摸显示屏,触摸精度准确,经久耐用,触摸寿命长。显示屏为TFT LCD,26万色真彩显示。
3、通讯模块采用抗干扰,防高压,防雷击的设计,增强了通信的准确性和可靠性,RJ45网口/RS232/485通信。
4、Linux操作系统,工业应用系统稳定
5、功能就是实现整个系统的运算处理,逻辑控制、自动控制以及数据传输。                                                           6 、集成了控制、数据显示及数据报表于一体。                             7、一键手动:将所有的控制点定位在手动状态;
8、一键自动:将所有的控制点的在自动状态;
9、材质:钣金喷塑,尺寸:1500*700*350mm,主要包含供电总空开、分支线路空开、交流接触器、低压变压器、直流整流桥、面板指示灯、面板按钮开关、面板转换开关等。                                                                        
4.4温室大棚监测设备
(1) 通过电脑或者手机远程查看温室的实时环境数据,包括空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照度、二氧化碳浓度、氧气浓度等。远程实时查看温室视频监控视频,并可以保存录像文件,防止农作物被盗等状况出现。
(2) 温室环境报警记录及时提醒,用户可直接处理报警,系统记录处理信息,可以远程控制温室设备。
(3) 远程、自动化控制温室内环境设备,提高工作效率,如自动灌溉系统、风机、侧窗、顶窗等。
(4) 用户可以直观查看温室环境数据的实时曲线图,及时掌握温室农作物生长环境。
4.5温室大棚显示设备
悬挂式双色LED屏,实时显示温室环境数据信息,设备执行控制信息如:卷帘展开状态、展开的的位置,实时显示,计算机中心发布的公告滚动播放。
 
 
4.6联动大棚控制功能
(1) 系统通过先进的远程工业自动化控制技术,让用户足不出户远程控制温室设备。
(2) 可以自定义规则,让整个温室设备随环境参数变化 自动控制,比如当土壤湿度过低时,温室灌溉系统自动开始浇水,联动大棚内温度达到预设阀值时,系统自动开启卷膜电机打开方法口。
(3) 提供手机客户端,客户可以通过手机在任意地点远程控制温室的所有设备。
 

4.6.1温度控制模块
  降温功能:夏季采用自然和强制通风降温的方式进行降温。由智能主控制根据目标温度与实际室温的偏差以及室温的变化率进行模糊计算。首先开启顶开窗、侧开窗系统进行自然通风调整温室内的温度,经过时间判断后,如果温度值还不能降低,再开启侧窗系统。如自然通风不能降低温室内的温度值,则由智能主控关闭自然通风,开启湿帘水泵、轴流风机降温设备,加强降温速度,还可配置内外遮阳设备开启加快降温效果,如过温度在时间段内下降不到位则计算机会开启温度过高报警,提示用户需增加降温设备或开启雾化喷淋辅助降温。
自动升温功能:冬季采用暖气或其他增温设备,由智能主控根据目标温度与实际室温的偏差以及室温的变化率进行模糊计算,通过调节暖气恒温阀的开合度或其他增温设备来控制室内温度。
4.6.2通风控制模块
  由室内温湿度传感器采集室内部的上,中,下三部温度值来进行模糊计算出室内的温差值,如果温差值过大,则自动开启循环风机。同时采集室内的湿度值,如果湿度值偏差过大,也自动开启循环风机,以平衡室内的湿度偏差值。还可以根据二氧化碳浓度选择开启或者关闭循环风机或开启二氧化碳发生器。
通风换气机可由电脑操作人员通过控制进行人工操作,也可以进行定时通风来达到通风换气的目的。
4.6.3光照控制模块
  遮光控制功能:在光照较高时,智能主控通过室外气象站系统采集的高灵敏度光照值或温室内部光照度采集的数据与智能主控设定的控制目标进行对比,如高于计算机设定目标值,则自动展开内外拉幕,进行遮光。如低于计算机设定目标值,则自动收拢外拉幕。也可以由控制器定时进行遮阳,或者由工作人员通过控制器操作。
  补光控制功能:计算机通过室内数据采集器传回来的高灵敏度的光照值,与设定目标值进行对比,如高于设定目标值,则自动关闭补光灯。如低于设定目标值,则自动打开补光灯。同时,内部有一个光照累积时间的设置值,如累积时间不够的话,则补光灯会在选定时间打开补光灯,进行补光。
4.6.4水分控制模块
  自动控制:计算机内部有一套根据土壤湿度传感器或环境湿度采集的数据,与设定目标值进行对比,依据设定目标值,则自动开启、关闭喷淋加湿设备、灌溉设备,滴灌设备灌溉阀门。
定时控制:定时模式、循环模式,可设定在某个时间段,进行喷淋加湿、灌溉,滴灌的运行、关闭,可每个小时,运行一次,同时也可设定运行的次数。有效的保护了水泵,同时也使土壤更好的吸收水分。
4.6.5湿度控制模块
  自动控制:智能主控内部有一套根据室内湿度传感器的值,与设定目标值进行对比,如高于设定目标值,则自动关闭喷雾阀门。如低于设定目标值,则自动打开喷雾阀门,将其湿度调整到最佳状态。
  定时控制:轮灌方式,可设定在某个时间段,进行喷灌的方式,可每个小时喷灌一次,同时也可设定喷灌的次数,也可以运行定时模式、循环模式,有效的保护了水泵,同时也使土壤更好的吸收水分。
4.7智能报警系统
(1) 系统可以灵活的设置各个温室不同环境参数的上下阀值。一旦超出阀值,系统可以根据配置,通过手机短信、系统消息等方式提醒相应管理者。
(2) 报警提醒内容可根据模板灵活设置,根据不同客户需求可以设置不同的提醒内容,较大程度满足客户个性化需求。
(3) 可以根据报警记录查看关联的温室设备,更加及时、快速远程控制温室设备,高效处理温室环境问题。
(4) 可及时发现不正常状态设备,通过短信或系统消息及时提醒管理者,保证系统稳定运行。
4.8历史数据分析
(1) 系统可以通过不同条件组合查询和对比历史环境数据。
(2) 支持列表和图表两种不同方式查看,用户可以更直观看到历史数据曲线。
(3) 与农业生产数据建立统一的数据模型,系统通过数据挖掘等技术可以分析更适合农作物生长、最能提高农作物产量的环境参数,辅助决策。

 园区玻璃温室大棚智能控制系统
系统说明:
新建玻璃温室(N*Nm=N㎡)2座,内部划分为多个种植区域。  区域、花卉区域、蔬菜区域,依据连栋温室内的温湿度、光照度、二氧化碳含量进行监测,对变化的环境参数进行实时调节,使其环境保持在农作物最佳生长状态。
通过电脑和手机APP实现远程监测温室内的环境,并能对温室的设备(如遮阳、保温设备、补光、滴灌)进行远程控制。
5.2温室控制逻辑说明
(1)内外遮阳设备电机,依据大棚内部环境变化,根据预先设定的控制策略自动控制设备运行,可以控制柜触摸屏本地操作运行、可以远端电脑、手机APP操作运行。双限位控制,:强制切断电机供电。
(2)侧窗设备电机,依据大棚内部环境变化,根据预先设定的控制策略自动控制设备运行,可以控制柜触摸屏本地操作运行、可以远端电脑、手机APP端操作运行。双限位控制,:强制切断电机供电。
(3)顶开窗设备,依据大棚内部环境变化,根据预先设定的控制策略自动控制设备运行,可以控制柜触摸屏本地操作运行、可以远端电脑、手机APP端操作运行。双限位控制,:强制切断电机供电。
(4)内保温设备4台电机,依据大棚内部环境变化,根据预先设定的控制策略自动控制设备运行,可以控制柜触摸屏本地操作运行、可以远端电脑、手机APP操作运行。双限位控制,:强制切断电机供电。
(5)侧保温设备10台电机,依据大棚内部环境变化,根据预先设定的控制策略自动控制设备运行,可以控制柜触摸屏本地操作运行、可以远端电脑、手机APP操作运行。
(6)侧通风设备75台电机,依据大棚内部环境变化,根据预先设定的控制策略自动控制设备运行,可以控制柜触摸屏本地操作运行、可以远端电脑、手机APP操作运行。
(7)补光灯,依据大棚内部环境变化,根据预先设定的控制策略自动控制设备运行,可以控制柜触摸屏本地操作运行、可以远端电脑、手机APP操作运行。
(8)玻璃温室水肥一体化系统,可以预先设定的控制策略自动控制设备运行,可以控制柜触摸屏本地操作运行、可以远端电脑、手机APP操作运行。
(9)滴灌设备,依据大棚内部环境变化、土壤水分变化,根据预先设定的控制策略自动控制设备运行,可以触摸屏本地操作运行、可以远端电脑、手机APP操作运行。
 
  园区视频安防监控
6.1系统概述
安防视频监控系统是兰州新区现代农业智能联动大棚物联网系统工程系统安全防范系统的重要组成部分,本系统是由控制技术、计算机技术和网络通讯技术相结合,由高清网络摄像机、中心控制单元、联动单元、前端设备等构成智能化监控系统。系统以图像数字化传送及配合功能强大的管理软件既能独立工作又能与智能联动大棚统集成,实现综合的联动功能,从而极大限度地实现园区财产安全之目的。监控控制系统是当今现代化管理系统的一个重要组成部分。对“兰州新区现代农业智能联动大棚区域”内的重点位置及区域配置网络摄像机,可有效地减轻值班人员的劳动强度和工作压力,提高管理效率,及通过物联网云台向外界展示园区实景。
6.2系统介绍
系统的主要目的是实现将前端视频系统上传到管理中心。实现将各孤立监控系统,进行统一管理、数据转发和监控。特别是当有特殊的情况发生时做到统一的管理和应急措施的统一指挥,系统是一套“数字化、网络化、全方位”的智能网络监控管理系统,系统建设达到“系统集成一体化、信息存储网络化、维护管理智能化”的目标。
6.3系统优势与应用
① 成本合理:整个系统由高清网络摄像机接入系统,实现统一的网络化、集成化管理,系统结构简单,使用设备较少。
② 扩容性强:如需要添加新的监控点,只要在原有基础上添加网络摄像机即可。另外,系统如需要添加报警设备,如红外,烟感探测器,声光报警等设备,也可以轻松接入,网络集中监控管理平台系统软件可对其进行相关配置,布防,操作,与视频监控形成报警联动系统,无需另行敷设线路。
③ 操作方便:管理人员无需经过特别的培训即可操作整个系统,中心图像输出上墙可依靠计算机或专用矩阵系统键盘进行各种操作,操作界面均为中文版本,设备的连接,设置只需简单的几个步骤,根据产品说明书按步骤设置即可。
④ 维护便捷:整个系统设备不复杂,主要通过网线连接,排查,维护方便。
⑤ 安全性高:先进的加密技术:用户登录时,在网络中传输的用户名和密码信息经过加密处理,他人无法通过网络截取用户信息;在监控中心,用户名和密码也同样采用加密技术进行存储,通过先进的加密技术,保证系统信息的安全性。
6.4监控系统设计
兰州新区现代农业智能联动大棚区安防视频监控系统主要由前端:园区周界围栏区域、园区主要出入口、道路及大棚生产区域、办公区域 多 个监控点及监控管理中心构成。各监控系统主要由前端图像数据采集硬件和管理及视频采集部分(各类高清网络摄像机完成)组成实现对本地区域的监控管理和向上级中心的数据转发功能,监控管理中心主要由网络数字矩阵系统和液晶电视墙等网络集中管理系统设备组成,完成对各监控点视频解码上大屏、回放、以及控制联动等,系统构建成一套全数字化、网络化综合管理平台,将硬件与软件有机结合,监控和管理不同类型的模拟视频监控系统、数字化网络监控系统。
管理平台软件系统可大规模组网、多级别管理、跨区域联网,充分发挥数字化技术的优势,融入网络化全面应用的成果,平台系统软件采用先进的多媒体技术、自动控制技术、数据库管理技术及网络通信技术,融音视频处理、信息系统管理、系统控制及网络通信于一体,充分体现了智能化和高性价比原则,
控制中心平台管理系统采用性能可靠、技术成熟、功能完善、体系先进的分布式结构,系统配置灵活、操作方便、布局合理,满足长时间稳定工作的要求,具有良好的标准性、开放性、集成性、安全性、可扩充性及可维护性,可根据需要可方便地进行网络逐级汇接,增减各类前端设备等,系统软件采用中间件技术,使用统一的视频编解码标准,符合大规模网络传输需要的、先进通用国际标准,所用软件、硬件、人机界面、通信协议和通信接口等遵循当前最新国际标准、国家标准、工业或行业标准。
 
中心系统拓扑图如下
 

 
6.4.1前端监控点(及监控区域)
兰州新区现代农业智能联动大棚区安防视频监控系统,主要在代农业智能联动大棚区的围栏周边及主要出入口等区域布设监控点位。具体摄像机类型、数量和分布位置经实地勘查后确定(见“点位部署表”)。
6.4.2传输部分
系统利用以局域网,设备通过TCP/IP协议交换视频和数据信息,做到完全数字化和网络化。考虑到园区地块走向以及摄像机的实际安装位置,我们采用光纤+网线传输的方式进行,共分为10-20个光纤敷设汇聚点,从汇聚点到温室步网;
系统利用以局域网,设备通过TCP/IP协议交换视频和数据信息,做到完全数字化和网络化。。(具体详见园区网络通讯系统)
6.4.3控制存储部分
在本方案中配置使用磁盘阵列+硬盘存储,机是为了对前端接入球形摄像机与枪机的重要监控点进行集中存储,以保证重点监控点的录像资料平均可以保存30天以上。目前系统总的监控点数为50-100个左右,需要中心存储的重要监控点数目约为50-100个。
在控制中心机房部署磁盘阵列主机20台,4T硬盘800快组成磁盘阵列以实现园区个监控点摄像机的接入及存储。
 
6.4.4供电部分
而摄像机的供电系统则采用就近取电的方式;中心设备由中心机房进行供电,保证持续使用。
6.5网络视频监控中心的基本功能
6.5.1实时图像浏览
中心视频图像在液晶大屏幕上显示。在网络带宽允许情况下,中心平台容量支持每个分监控点同时传输1路图像,并可平滑无级扩展。
(1)网络客户端能实时监视多路实时图像信息并实现一机同屏同时监视,监视画面实现1、4、6、8、9、10、12、13、16等画面分割,同时可进行分屏循环切换等功能,多个网络客户端能够同时监控任一前端图像。
(2)在液晶大屏和中心主控上实时显示前端任意一个监控点的图像,可以1、4、6、8、9、10、12、13、16画面以及全屏等多种画面分割模式中切换显示。
(3)在网络条件支持下,位于不同地点的多个用户可同时在线观看系统内任意网点的实时视频资料,单个流媒体服务器模块能支持256路并发码流。
(4)摄像机分组:为查看方便,系统平台支持按照逻辑区域、设备类别等进行分组,用户应能直观的通过列表查看到前端所在位置,提高监控操作效率。
(5)轮巡:系统具备视频自动巡视功能,在可设定的间隔时间内对全网的监控点进行图像巡检,参与轮巡的对象应能任意设定,轮巡间隔时间可设置。除系统定义外,支持操作人员自己定义,编辑所需的巡视组。
(6)摄像机信息设置:能设置系统内所有摄像机的标题、IP、名称、所在区域、场所等信息。
(7)系统能通过统一的调整工具,支持实时设定前端设备的各种参数,如码率、品质、分辨率、制式、帧频、色彩、音量等。
(8)摄像机标注:可在图像的任意位置叠加设备通道名称、时间等字符信息以识别不同的前端。 
(9)云台和快球控制:支持方向控制、自动扫描、预置位管理、光圈焦距管理、镜头缩放;云台速度可调;支持灯光、雨刷、电源开关控制;支持自定义辅助开关控制;支持摄像机锁定与解锁;方便进行云台/快球控制器的参数设定。
(10)画面抓拍:支持将任意实时图像存放成JPEG、BMP、MPEG-4、H.264或M-JEPG格式的图像。
6.5.2图像联网
各分监控点与总监控中心之间通过TCP/IP通道传输联网信息,总监控中心可以通过远程接入的方式,共享到其前端视频。总监控中心系统对各监控点前端设备编号支持映射,并充分考虑编号的预留空间。
系统联网过程中考虑到使用中的图像需求,具备流畅性优先和图像质量优先的可选策略,同时,合理利用双码流技术,充分发挥低速率码流在远程传输中的优势。
 
 园区联动大棚水肥一体化系统
7.1水肥一体化系统简介
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的现代农业实用技术,具有节水、 节肥、省工、高产、高效、环保等特点。它利用微灌系统根据作物的需水、需肥规律和土壤水分养分状况,将肥料和灌溉水一起适时、适量、准确地输送到作物根部土壤,供给作物吸收,相当于给植物打“点滴”。这样可使灌水量、灌水时间、施肥量、施肥时间都达到很高的精度,具有水肥同步、集中供给、一次投资、多年受益的特点,从而达到提高水肥利用率的目的。
与传统模式相比,水肥一体化实现了六个转变,即渠道输水向管道输水转 变、浇地向浇庄稼转变、土壤施肥向作物施肥转变、水肥分开向水肥一体转变、单一管理向综合管理转变、传统农业向现代农业转变,因此,有专家指出,水肥一体化技术是发展高产、优质、高效、生态、安全现代农业的重大技术,更 是建设“资源节约型、环境友好型”现代农业的“一号技术”。
南京万宏测控公司研发的物联网水肥一体化系统无需人为控制,系统自动感测何时需要灌溉以及施肥。该套系统可以实现自动开启灌溉点,自动关闭灌溉点;可以按恒定的月、周、日运行表进行循环运行;可以按灌溉日内循环时长、间隔时长运行;可以设定土壤水分参数自动启停灌溉系统;还可根据时间、比例、水量决定注入的肥量或根据EC/PH值进行施肥的编程。可以说,万宏测控物联网水肥一体化控制系统已经非常人性化、智能化、简便化和高效化了。
在这套万宏测控水肥一体化系统中,最重要也最出色的是该公司自主研发的智能水肥一体机,它集施肥控制、灌溉控制于一体,可实现每个灌溉点与施肥点的手动与自动控制,自动控制又包括定时控制和传感器联动控制,功能齐全方便,可以满足用户各种及时需求。在水肥一体机内部采用的是全新科技高速CPU处理模块,实现数据即刻保真处理,完全实现快速精准的施肥控制。
7.2水肥一体化系统功能
①定时灌溉、排水、施肥
按照设定的时间进行灌溉、排水、施肥,实现施肥前后设置灌溉时间、体积等。
②定量灌溉、排水、施肥
按照设定的水量或肥量进行灌溉、排水、施肥,实现施肥前后设置灌溉时间、体积等。
③传感器联动灌溉、排水、施肥
根据传感器反馈数据进行定时、定量精准灌溉、排水、施肥。
④三端智能控制功能
完美实现本地现场控制、电脑端控制、手机端控制等多种方式控制,三端数据实时同步,随意切换。用户可根据需要灵活选用任意一种方式,都可以准确的操控系统,真正体现智能方便快捷。
⑤模块添加功能
控制可以根据不同用户的个性需要,选择性增加电量计量模块、水量计量模块等多种功能,为用户定制最适合自己现实情况的控制系统,而用户只需凭借水卡或手机联动就能自主进行灌溉。
⑥报警功能
当水肥一体系统出现故障,如数据达到上下限、执行设备损害、水管破裂(需配置电子压力传感器)等,会立即停止水泵运行,并接收到短信报警,用户可通过三端查看报警详情,及时做出问题修改。
⑦数据处理功能
物联网智能水肥一体机数据系统能够对采集的数据及时进行真实记录、查询、跟踪、分析、判断等处理,然后为用户做出当下科学的决策。
⑧通信功能
第一,通过现场一体机、后台计算机、智能手机查看、设置、修改参数。
第二,采集数据上传后台机,供后台机进行数据处理和显示。第三,接收后台机发出的控制命令。
⑨显示功能
a.物联网水肥机上的数据,现场、远程、手机实现实时查询与监控
b.后台监控系统可配大屏幕显示器,图形、表格等多种形式动态显示整个灌溉区运行情况,准确、直观、明了。
c.可配LED显示大屏,配置以太网控制卡、异地发布或显示现场的实时数据信息         
 

可视化水肥一体化界面

 
园区蓄洪排涝远程监控系统
农田蓄洪排涝工作事关兰州新区现代农业智能联动大棚区农业生产安全、增收、减灾的重要措施,南京万宏测控技术有限公司通过物联网技术、自动化技术,结合互联网、视频监控设备开发的(农田蓄洪排涝远程监控系统)。系统建设有:蓄洪池。排水渠、排水泵、智能控制设备,通过设备组合实现“旱能浇”,“涝能排”,尽量达到旱涝保收目的。尤其在易涝地块,要根据地势开挖排涝沟,对过去被填埋的排涝沟渠要重新疏通,使土地真正实现遇旱能浇、遇涝能排,确保粮食增产、农业丰收。
 
兰州新区现代农业联动大棚区蓄洪排涝远程监控设备配置
名称 数量 配置  
物联网智能控制柜 2套 40KW  
抽水泵 2套 7.5KW水泵;  
液位传感器 2套 监测水位联动开泵;  
发电机组 2套 15KW柴油发电机组;  
网络球型摄像机 2套 200万网络红外球型摄像机台  
电缆线 2套 RVV3*6mm电源线,  
备注:建设2套蓄洪排涝站  
 
 园区网络通讯设备网络现状
通过对兰州新区现代农业智能联动大棚区系统项目图纸分项初步规划总结如下:
1) 企业尚未敷设的网络通讯线缆,尚未申请接入以太网及固定IP;
2) 设有独立的数据机房,无设备;
3) 园区网络总体规划
根据以上网络现状分析后,我们对园区网络进行了整体规划,具体如下:在办公区域设置独立的控制中心机房,安装核心交换机、数据服务器及边界安全设备;
1) 以控制中心机房为中心,向园区主路方向敷设一根16芯光纤,12芯用于温室棚区及玻璃温室区域。
2) 2芯光纤用于防监控设备;
3) 2芯光纤预留扩展设备及网络延伸;
4) 如果摄像机距离交换机超过100米,需从交换机处敷设光纤到摄像机处。
 
9.3园区网络详细设计
园区网必须实现以下的功能需求:建设一个通畅、高效、安全、可扩展的企业网络,支撑企业信息系统的运行,共享各种资源,提高企业办公和企业生产效率,降低企业的总体运行费用,网络系统必须运行可靠、稳定。
9.3.1线路结构
在办公区域建立控制中心、数据中心机房,中心控制室、联动棚采用光纤链路接入核心交换,总体架构为千兆核心,百兆交换到桌面。
9.3.2网络设备
企业网络建议采用100M电信专线接入到因特网。整个园区区集中联网以后,互联网部分企业统一一个出口访问Internet,保证企业能够控制互联网络的安全。
根据园区的网络功能需求和实际的布线系统情况,交换设备包括各汇聚(接入交换机)、核心交换机等。各接入设备建议选择同一品牌的产品,各节点接入交换机通过安装千兆模块实现与核心交换机的千兆互连,核心交换机需要具有高速交换、高背板带宽的能力。
9.3.3 IP地址规划
企业园区网建议使用私有的B类IP地址。IP地址分配原则如下:
使用IPv4地址方案。使用私有IP地址空间: 
 
9.3.4网络边界安全
在互联网出口处部署一台百兆防火墙,配置相应的安全策略,以实现企业网络的边界安全防护

园区中心机房
10.1园区中心控制机房介绍
园区中心机房管理平台可大规模组网、多级别管理、跨区域联网,充分发挥数字化技术的优势,融入网络化全面应用的成果,平台系统软件采用先进的多媒体技术、自动控制技术、数据库管理技术及网络通信技术,融音视频处理、信息系统管理、系统控制及网络通信于一体,充分体现了智能化和高性价比原则。
10.2园区中心机房配置
 
农业物联网管理监控系统平台
农业物联网管理软件平台不只是一个操作平台,更是一个庞大的管理体系,联动大棚种植监测预警系统、气象监测系统、水肥一体化系统、视频监控系统通过网络传输方式将现场的数据传输到监控与预警中心,解决了空间与时间的难题。系统软件平台可将各个采集节点所采集的数据进行整理分析,以表格、曲线图、柱状图的方式展现和存储。另外,用户在任何能访问网络的台式电脑、笔记本电脑、平板、手机等多种媒介,随时随地掌握农业生产区域及时信息,方便用户查看和积累种植经验。
园区管理
① 园区基础信息管理:名称、位置、特色介绍等;
② 园区大棚管理:为园区添加或移除智能设备;
大棚管理
① 大棚基础信息管理:大棚编号、名称
② 大棚设备管理:查看大棚的所有设备列表,展示每个设备的使用情况。
实时数据管理
选择某个园区的某个大棚,展示该大棚内所有设备的实时数据,包括空气温度、空气温度、光照强度、二氧化碳浓度、监控画面等。历史数据管理
选择园区的大棚智能设备,以图表的形式展示最近一天、三天、一周、一个月时间周期内,该大棚内所有设备的实时数据走势。     设备管理
① 手动控制:控制云台左右旋转、镜头拉伸;控制卷帘、灯光开关。
② 智能控制:系统实时监测大棚内部环境变化,根据预先设定的控制策略自动控制设备运行。
系统管理
① 角色管理:根据系统用户的职能角色设置各类系统角色;
② 权限管理:为各类系统角色分配系统使用权限;
③ 用户管理:管理系统用户,为用户分配角色;
④ 传感器阈值管理:设置传感器预警值的上下限;
手机APP功能描述
根据智能大棚网站系统,所分配的合法用户名登录系统,并根据所分配角色权限查看相应大棚采集数据。
实时数据
① 显示信息包括传感器类型,数据值,时间。
② 超过采集设备阀值,实现预警。
历史数据
① 请求服务器,读取传感器历史采集数据;
② 按不同时间段,以折线图的形式,展现采集。
设备控制
① 手动控制:用户根据大棚环境,手动调整控制设备,如卷帘上升、下降、停止,门窗打开、关闭等,同时可通过摄像头查看所控制设备运行情况。
② 智能控制:根据大棚环境参数的变化,动态调整大棚相应的控制设备状态,达到智能控制。
 


农产品生长管理溯源系统
溯源系统概述
溯源,追本溯源,探寻事物的根本、源头。这套食品安全管理制度由政府进行推动,覆盖食品生产基地、食品加工企业、食品终端销售等整个食品产业链条的上下游,通过硬件及软件系统无缝对接,将整个溯源信息串联起来,让终端消费者直接看到各个环节的信息,一旦食品质量在消费者端出现问题,可以通过食品标签上的溯源码进行联网查询,查出该食品的生产企业、食品的产地、具体农户等全部流通信息,明确事故方相应的法律责任。

生长管理溯源平台
管理平台用于企业用户对产品信息和企业信息进行更新维护,并在管理平台生成产品二维码,消费者和企业用户通过扫描二维码即可对农产品进行全程溯源。 系统包含对农产品种植,开花,结果,农药,采摘,包装,运输等所有流程的信息记录,以确保每个环节安全生产。让消费者吃到放心的农产品。
 
 系统功能
12.3.1展示产品档案
农产品溯源平台以“新鲜上市”、“热门推荐”、“人气最高”分类对优质农产品进行推荐展示。点击商品图标可查看产品详细档案信息。
基本信息:生产企业、生产地点、上市时间、产品指标、顾客评分。
溯源档案:全生长期图片、小视频、肥料记录、农药记录、环境数据,视频直播。
认证资料:农药检测报告、绿色/有机认证、国际出口资质。
12.3.2整合销售渠道
农产品溯源平台可与企业现有电子商务平台(淘宝和微商城)、第三方销售平台、实体销售网点进行整合对接,消费者通过扫描产品二维码,进入产品档案界面,即可点击进入电子平台进行购买,或查找实体销售网点。
12.3.2.1淘宝电商
在农产品溯源系统内整合淘宝电商平台,以二维码的形式或者以店铺链接的形式展示,消费者可以用手机直接扫码进入淘宝店铺,也可以直接在电脑端进入淘宝店铺。在淘宝店铺内同时也整合了溯源的实时监控功能,消费者观看农场的实时直播或者短视频。实现淘宝店铺与农产品溯源平台的双向连接。农产品的详情页可以图片,文字,短视频等方式展现。淘宝店铺内的所有功能使用,如:商品管理,订单管理,快递管理等。
 
          
12.3.2.2微信平台
由我们网络工程师开发微信第三方店铺平台,店铺包括,农产品单产品展示,详情页以图片文字等形式展现,可以点击连接直接跳转到溯源系统的视频直播界面。店铺用户端包括用户中心,购物车,查物流订单等快捷功能。店铺管理后台端有订单管理,物流管理,资金提现等功能。平台整合了市面上所有快捷支付方式,微信支付,支付宝支付,网银支付等。
  
 
12.3.3生成产品档案
用户可在管理平台根据相关作物的标准化种植流程,维护更新产品信息及企业信息;环境数据信息由系统自动采集上传。建立完善丰富的农产品档案后自动生成产品二维码。
 
 
 
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