第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計
2.1概述
  近年來，溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來極大的便利，得到了迅速的推廣和應(yīng)用。種植環(huán)境中的溫度、濕度、光照度、CO2濃度等環(huán)境因子對作物的生產(chǎn)有很大的影響。傳統(tǒng)的人工控制方式難以達到科學(xué)合理種植的要求，目前國內(nèi)可以實現(xiàn)上述環(huán)境因子自動監(jiān)控的系統(tǒng)還不多見，而引進國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統(tǒng)價格昂貴，不適合國情。
   針對目前大棚發(fā)展的趨勢，提出了一種大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。根據(jù)大棚智能監(jiān)控的特殊性，需要傳輸大棚現(xiàn)場參數(shù)給管理者，并把管理者的命令下發(fā)到現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備，同時又要使上級部門可隨時通過互連網(wǎng)或者手機信息了解區(qū)域大棚的實時狀況?；贕PRS的智能大棚監(jiān)控系統(tǒng)使這些成為可能。
農(nóng)業(yè)溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)通過實時采集農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)空氣溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤水分等環(huán)境參數(shù)，根據(jù)農(nóng)作物生長需要進行實時智能決策，并自動開啟或者關(guān)閉指定的環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備。通過該系統(tǒng)的部署實施，可以為農(nóng)業(yè)生態(tài)信息自動監(jiān)測、對設(shè)施進行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)和有效手段。
2.2建設(shè)目標(biāo)
      在農(nóng)業(yè)信息化和智能化的技術(shù)應(yīng)用上，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、感應(yīng)技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細化、遠程化、自動化成為可能。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)相關(guān)資源信息的收集、監(jiān)測和分析，為政府管理部門、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和管理者提供及時有效、準(zhǔn)確可靠的信息服務(wù)和決策支持服務(wù)，對于進一步解放生產(chǎn)力，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，基于本方案,將實現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植精細化、自動化.
通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)精細化、半自動化的溫室種植方式；通過信號采集技術(shù)、傳感器及控制技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)實現(xiàn)遠程、高效、精細的農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)；通過信息技術(shù)提升設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科學(xué)管理水平，促進設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理由粗放型向精細型模式轉(zhuǎn)變。
智能農(nóng)業(yè)環(huán)境測控系統(tǒng)的成功應(yīng)用，減輕了維護人員的巡視和檢修負(fù)擔(dān)，提高了系統(tǒng)的可靠性；全農(nóng)業(yè)走向了智能化,網(wǎng)絡(luò)化, 自動化.更為重要的是融合了先進的管理措施，把各自獨立運行的設(shè)備有機的結(jié)合起來，實現(xiàn)無人值守或少人管理，節(jié)省了人力,物力,財力.
機技術(shù)對溫室環(huán)境內(nèi)的空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照、CO2濃度等溫室因子進行測量與采集，運用溫室環(huán)境自動監(jiān)測軟件，并結(jié)合溫室環(huán)境調(diào)控設(shè)備，有效地進行預(yù)警管理，為溫室內(nèi)作物生長提供重要的決策依據(jù)。
2.3項目需求
        在每個智能農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部署空氣溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤含水量傳感器、光照度傳感器、CO2傳感器等，分別用來監(jiān)測大棚內(nèi)空氣溫濕度、土壤溫度、土壤水分、光照度、CO2濃度等環(huán)境參數(shù)。為了方便部署和調(diào)整位置，所有傳感器均應(yīng)采用24V供電、485數(shù)據(jù)傳輸。
(一) 對大棚作物種植狀況進行管理，根據(jù)種植作物的不同，在系統(tǒng)中分別設(shè)定每個大棚或每批大棚的土壤及空氣的溫濕度和二氧化碳指標(biāo)范圍，陽光照度等參數(shù)便于指導(dǎo)農(nóng)戶科學(xué)種植；
(二) 通過土壤及環(huán)境感應(yīng)器可檢測空氣及土壤中的溫濕度、二氧化碳的含量，當(dāng)檢測值超過設(shè)定的參數(shù)指標(biāo)時，系統(tǒng)通過短信及屏幕提醒的方式提醒農(nóng)戶、技術(shù)員及其他管理或操作人員；
對大棚作物種植狀況進行監(jiān)控，通過視頻可觀察作物的生長情況，對綠色無公害農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進行視頻追溯及展示，農(nóng)業(yè)技術(shù)人員通過互聯(lián)網(wǎng)對農(nóng)作物病蟲害的進行遠程視頻診斷，農(nóng)業(yè)技術(shù)人員通過調(diào)閱網(wǎng)絡(luò)視頻對農(nóng)戶生產(chǎn)管理技術(shù)進行現(xiàn)場指導(dǎo)。

  監(jiān)測對象：  

大棚  溫濕度傳感器X個；

  監(jiān)測內(nèi)容：

溫度、濕度值?？刂凭砗?/p>

  監(jiān)測頁面

2.9.2照度監(jiān)控系統(tǒng)

     采用具有較高靈敏度的感光探測器，配合高精度線性放大電路，經(jīng)過嚴(yán)密檢測、生產(chǎn)的具有多種光照測量范圍和信號輸出類型的實用型產(chǎn)品。變送器外殼采用壁掛安裝設(shè)計，采用嚴(yán)密的防水接線盒,不但結(jié)構(gòu)精致、外型美觀，而且還具有較好的防水性能。監(jiān)控大棚照度值通過485通訊控制卷簾使大棚內(nèi)照度滿足生長植物的需求

  監(jiān)測對象：  

大棚  照度變送器X個；

  監(jiān)測內(nèi)容：

監(jiān)測照度值。控制卷簾

2.9.3   空氣氣體監(jiān)控

            數(shù)字RS485輸出檢測環(huán)境的CO2濃度來控制通風(fēng)，可以節(jié)省能源30%以上。這款變送器采用進口先進紅外技術(shù)傳感器，工作更加穩(wěn)定可靠。監(jiān)控大棚氣體濃度值控制風(fēng)機使大棚達到適合植物的氣體濃度

2.9.4土壤水分，土壤溫度監(jiān)控

土壤傳感器體積小巧化設(shè)計，攜帶方便，安裝、操作及維護簡單；結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，不繡鋼探針保證使用壽命；外部以純膠體封裝，密封性好，可直接埋入土壤中使用，且不受腐蝕；土質(zhì)影響較小，應(yīng)用地區(qū)廣泛；測量精度高，性能可靠，確保正常工作；響應(yīng)速度快，數(shù)據(jù)傳輸效率高。

2.9.5 門禁監(jiān)控系統(tǒng)

門禁系統(tǒng)包括門管理、卡管理、準(zhǔn)進卡設(shè)置，它是一個可以脫機獨立運行的系統(tǒng)，預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)任何問題都不會影響門禁系統(tǒng)的使用。門禁控制器自身應(yīng)帶有后備電池，可以確保在停電后不會丟失任何刷卡信息和權(quán)限管理信息。

進出卡中包含的用戶信息應(yīng)包括卡號、用戶名、有效日期、卡有效狀態(tài)等信息。管理人員可以對進出卡的注冊、授權(quán)、注銷、掛失等操作實現(xiàn)對人員進出權(quán)限的控制。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，系統(tǒng)具有報警功能。如：強行開門、門長時間不關(guān)、設(shè)備被拆、失竊用戶卡或無效的卡開門等，系統(tǒng)會發(fā)出報警信號，實時顯示案發(fā)地點，同時保存記錄。

  監(jiān)控對象：

溫室大棚 門禁監(jiān)控；

  監(jiān)控內(nèi)容：

人員進出資料，包括開門時間、門名稱、人員姓名等；

實時監(jiān)控門的開關(guān)狀態(tài)，門開超時信息；

遠程開關(guān)門；

巡檢機房記錄查詢；

集中發(fā)卡管理；

  監(jiān)控頁面

2.9.6 視頻監(jiān)測系統(tǒng)

圖像系統(tǒng)可同時觀看多路彩色圖像，存儲、查詢、播放視頻錄像，系統(tǒng)記錄的圖像信息包含圖像編號/地址、記錄的時間和日期，監(jiān)視或回放的圖像清晰、穩(wěn)定，顯示方式滿足安全管理要求。系統(tǒng)能手動切換對視頻輸入信號在指定的監(jiān)視器上進行固定或時序顯示，在供電中斷或關(guān)機后，保存所有編程信息和時間信息，具有視頻丟失檢測示警能力，中心機房可與某一下級機房進行音頻通話或?qū)λ邢录墮C房進行音頻廣播。視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)保存在本地機房硬盤錄像機DVR，1CIF畫質(zhì)圖像每路每小時占用存儲空間約230MB，保存八畫面15天占用視頻存儲容量為230*24*15*8=576000MB=648GB，可配置1TB容量的監(jiān)控硬盤，4CIF或D1畫質(zhì)圖像每路每小時占用存儲空間約675MB，保存八畫面15天占用視頻存儲容量為675*24*15*8=1.85TB，可配置2TB容量的監(jiān)控硬盤。

  監(jiān)控對象：

溫室大棚  數(shù)字錄像機 X臺，攝像頭X個

  監(jiān)控內(nèi)容：

多路彩色圖像實時預(yù)覽與錄像

視頻丟失檢測告警

語音對講