一、概述

農(nóng)業(yè)大棚智能溫室監(jiān)測系統(tǒng)通過實(shí)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(jìn)行實(shí)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(shí)施，可以為農(nóng)業(yè)生態(tài)信息自動監(jiān)測、對設(shè)施進(jìn)行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)和有效手段。

大棚監(jiān)控及智能控制解決方案是通過可在大棚內(nèi)靈活部署的各類無線傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，對農(nóng)作物溫室內(nèi)的溫度，濕度、光照、土壤溫度、土壤含水量、CO2濃度等與農(nóng)作物生長密切相關(guān)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時采集，在數(shù)據(jù)服務(wù)器上對實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和智能分析與決策，并自動開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備（如遠(yuǎn)程控制澆灌、開關(guān)卷簾等）。

二、項(xiàng)目需求

在每個智能農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部署無線空氣溫濕度傳感器、無線土壤溫度傳感器、無線土壤含水量傳感器、無線光照度傳感器、無線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)整位置無線數(shù)據(jù)傳輸。大棚內(nèi)僅需在少量固定位置提供交流220V市電（如：風(fēng)機(jī)、水泵、加熱器、電動卷簾）。

每個農(nóng)業(yè)大棚園區(qū)部署1套采集傳輸設(shè)備（包含路由節(jié)點(diǎn)、長距離無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、Wi-Fi無線網(wǎng)關(guān)等），用來覆蓋整個園區(qū)的所有農(nóng)業(yè)大棚，傳輸園區(qū)內(nèi)各農(nóng)業(yè)大棚的傳感器數(shù)據(jù)、設(shè)備控制指令數(shù)據(jù)等到Internet上與平臺服務(wù)器交互。

在每個需要智能控制功能的大棚內(nèi)安裝智能控制設(shè)備（包含一體化控制器、擴(kuò)展控制配電箱、電磁閥、電源轉(zhuǎn)換適配設(shè)備等），用來接受控制指令、響應(yīng)控制執(zhí)行設(shè)備。實(shí)現(xiàn)對大棚內(nèi)的電動卷簾、智能噴水、智能通風(fēng)等行為的實(shí)現(xiàn)。

三、智能溫室監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）總體架構(gòu)

系統(tǒng)的總體架構(gòu)分為現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、智能數(shù)據(jù)處理平臺和遠(yuǎn)程控制四部分。

（2）智能溫室監(jiān)測系統(tǒng)有兩種典型配置結(jié)構(gòu)

■兩層網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)由兩類點(diǎn)構(gòu)成：

無線傳感器節(jié)點(diǎn)，包括無線空氣溫濕度傳感器、無線土壤溫度傳感器、無線土壤含水量傳感器、無線光照度傳感器、無線CO2傳感器等；

無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，包括zigbee無線網(wǎng)關(guān)。

（3）傳感信息采集

在監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，無線空氣溫濕度傳感器、無線土壤溫度傳感器、無線土壤含水量傳感器、無線光照度傳感器、無線CO2傳感器等傳感器均支持低功耗運(yùn)行，可為其它節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)的自動中繼轉(zhuǎn)發(fā)，以擴(kuò)大監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，增加部署靈活性。

傳感器數(shù)據(jù)通過zigbee協(xié)議傳送到無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上，無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)再經(jīng)過數(shù)據(jù)路由節(jié)點(diǎn)或直接將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)平臺的服務(wù)器上。用戶可以通過有線網(wǎng)絡(luò)/無線網(wǎng)絡(luò)訪問數(shù)據(jù)平臺，實(shí)時監(jiān)測大棚現(xiàn)場的傳感器參數(shù)，控制大棚現(xiàn)場的相關(guān)設(shè)備。

（4）大棚現(xiàn)場布點(diǎn)

大棚現(xiàn)場主要負(fù)責(zé)大棚內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的采集和控制設(shè)備的執(zhí)行，采集的數(shù)據(jù)主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的光照、空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤水分、CO2濃度等參數(shù)。

控制系統(tǒng)主要由一體化控制器PAC6800構(gòu)成、執(zhí)行設(shè)備和相關(guān)線路組成，通過一體化控制器可以自由控制各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行設(shè)備，包括噴水系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，噴水系統(tǒng)可支持噴淋、滴灌等多種設(shè)備，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可支持卷簾、風(fēng)機(jī)等設(shè)備。

四、系統(tǒng)配置

序號	名稱	型號	功能
1	控制器	PAC6800	現(xiàn)場數(shù)據(jù)控制器
2	Zigbee中心	Zigbee1080	數(shù)據(jù)傳輸中心
3	zigbee數(shù)據(jù)終端	Zigbee1081	客戶端數(shù)據(jù)傳輸
4	繼電器模塊
5	工控機(jī)
	其他控制機(jī)組