生物科技农业物联网系统解决方案

象山枫康生物科技有限公司智慧农业项目,设计方案盛云科技有限公司象山分公司,盛云科技有限公司简介,盛云科技有限公司成立于1996年8月，是一家专业从事建筑智能化工程、消防工程、机电安装工程、计算机信息系统集成设计、施工、调试、维修的专业工程公司。公司具有国家建设部颁发的建筑业企业资质证书（建筑智能化工程专业承包壹级资质、建筑智能化系统设计专项甲级资质、消防设施工程专业承包壹级资质、机电设备安装工程专业承包壹级资质、电子工程专业承包贰级资质、城市及道路照明工程专业承包叁级资质、环保工程专业承包叁级资质）；此外，还获得国家工业和信息化部颁发的计算机信息系统集成贰级资质；国家保密局颁发的涉及国家秘密的计算机信息系统集成乙级资质；云南省安全技术防范协会颁发的云南省安全技术防范行业壹级资信证；国家电子学会颁发的声频工程企业综合技术壹级资质；并获昆明市工商行政管理局认定的连续八年“守合同、重信用”企业。公司一直把质量看成企业生存的第一要素，同时重视安全生产和环保，在云南省内同行业企业中首家通过ISO9001、ISO14000、ISO18000三大体系认证。公司与多个设计院、高等院校、研究所、国家级质量检验机构、地区专业技能培训机构以及多个世界著名制造商建立了长期、稳定、紧密的战略合作联盟关系，为承揽的工程质量和售后服务提供坚实的后盾。目前，公司已在北京、江苏、四川、陕西、浙江、福建、广东、宁夏、河北、山东、海南等地设立了分子公司，并逐步扩展。公司始终秉承“灵捷、不懈、慎独、共识”的文化理念，经过十余年的不断发展、壮大，逐步形成了技术专业化、管理人文化、服务网络化、人员年轻化的盛云特色。,一、智慧农业项目简介,1、智慧农业是什么？智慧农业是农业专家智能系统、农业生产物联控制系统和有机农产品安全溯源系统三大系统利用网络平台技术、运用云计算方法，实现农业信息数字化、农业生产自动化、农业管理智能化。2、智慧农业主要内容？a、以开发利用智能专家系统为先导，对气候、土壤、水质等环境数据的分析研判，系统规划园区分布、合理选配农产品种，科学指导生态轮作。b、基于物联网技术，通过各种无线传感器实时采集农业生产现场的光照、温度、湿度等参数及农产品的生长状况等信息，远程监控生产环境。将采集的参数和信息进行数字化转化后，实时传输网络平台进行汇总整合，利用农业专家智能系统按照农产品生长的各项指标要求，进行定时、定量、定位云计算处理，及时精确地遥控指定农业设备自动开启或者关闭（如远程控制节水浇灌、节能增氧、卷帘开关等）。c、通过在生产(加工)环节给农产品本身或货运包装中加装RFID电子标签，并在运输、仓储、销售等环节不断添加、更新信息，从而搭建有机农产品安全溯源系统。有机农产品安全溯源系统加强了农业生产、加工、运输到销售等全流程数据共享与透明管理，实现农产品全流程可追溯，提高了农业生产的管理效率，促进了农产品的品牌建设，提升了农产品的附加值。,一、智慧农业项目简介,3、我国智慧农业发展现状?a、政策方面我国政府部门高度重视我国农业的发展，先后出台了农业科技发展十二五规划、关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见、全国农垦农产品质量追溯体系建设发展规划（2011-2015）等政策，全力支持十二五期间我国农业的发展。最新发布的全国农业农村信息化发展十二五规划(以下简称规划)透露，物联网技术有望在农业部确定的200个国家级现代农业示范区获得农业部和财政部资金补贴。并先行先试重点开展3G、物联网、传感网、机器人等现代信息技术在该区域的先行先试，推进资源管理、农情监测预警、农机调度等信息化的试验示范工作，完善运营机制与模式。b、技术方面随着物联网技术的不断发展，越来越多的技术应用到农业生产中。目前，RFID电子标签、远程监控系统、无线传感器监测、二维码等技术日趋成熟，并逐步应用到了智慧农业建设中，提高了农业生产的管理效率、提升了农产品的附加值、加快了智慧农业的建设步伐。c、应用方面目前，利用RFID、无线数据通信等技术采集农业生产信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，使农业生产自动化、智能化，并可远程控制。,二、项目背景及设计特点,1、项目背景本项目位于象山县贤痒镇，由象山农业龙头企业枫康生物科技有限公司投资建设，共计（A17、A18、A16、B1、B2、B3、B5、B6、B7、A1、A2、A3、A5、A6）十四个大棚，其中A17、A18二个是玻璃大棚，要求自动管控及控制室后台给客户展示等。后期另有四个玻璃大棚在建设中。考虑项目的延展性，本设计总体思路要求系统的可扩展性，先进性。采用较成熟的技术，同时考虑系统的稳定性和较高的性价比。,二、项目背景及设计特点,2、架构设计我国的现代智慧农业和先进国家相比，很多都是硬件的堆积，表面的光鲜，缺乏核心软实力，缺乏高屋建瓴的架构理念。本方案架构基于四大平台，融合多种信息技术平台，建立现代农业物联网综合服务平台，深入的提升产业能力和核心价值，提升农业的软实力。,智慧农业检测管控平台,智慧农业检测管控平台监测管控系统采用国际领先的无线传感器网络技术设计，传统的监测系统采用铺设线缆的方式进行数据采集，工程量大、成本高，同时由于传感器大多通过微电压进行数据采集，过长的线缆铺设会导致数据的误差较大。本系统采用Zigbee多点多跳式传感器无线网络技术，满足较大面积传感器网络部署。本项目智慧农业检测管控平台主要有棚内外检测子系统，高清网络监控系统，综合管控系统组成，后期还可扩展气象综合信息。由于高清网络监控系统要求无线传输的带宽要求较高，因此Zigbee多点多跳式传感器无线网络技术无法满足技术要求，因此高清网络监控系统采用高清网络摄像机+无线网桥的无线传输技术，其余子系统采用Zigbee无线网络技术。前端设备供电采用电池或就近供电。本平台前端采用进口传感器，采用无线传输和便携式设计，具有自动组网功能，能实现自动和半自动及远程控制。对系统的运行及管理带来极大的便利性。本平台运行示意图如下：,智慧农业检测管控平台,棚内外检测子系统,棚内、外监测子系统由多个监测节点构成，用于测量园区内不同大棚及棚内外不同区域的各类要素，节点采集要素后通过自组网络传输至汇聚网关，网关通过GPRS网络或以太网将数据发送至中心服务器，监测节点支持同时接入1到12路传感器，可自动识别传感器，低功耗电源管理，可选配5-20AH磷酸铁锂电池组15-35w太阳能供电系统，可支持全年724小时连续工作。,棚内外检测子系统,棚（室）内监测节点可壁挂式安装或三脚架固定，可选配土壤类、气象类、光照类、气体类传感器。采用IP66级ABS塑料箱体，小巧轻便，方便随时调整监测地点。传感器采用航空插头，方便随时拔插，无需接线。气象环境监测节点用于监测大气候环境，可选配气象类、土壤类、光照类、气体内传感器。节点小巧轻便，可安装于户外三角、各种立杆上，采用IP66铸铝箱体，传感器采用航空插头。灌溉监测节点用于测量水位、水流速度，从而对灌溉农机进行定时、定量控制。,自动管控子系统,自动化控制系统，也称为专家系统，是以无线传感器网络采集为基础的用于生产自动化的系统，系统可以根据农业生产信息（即温度、湿度、光照、PH值等），自动开启或调节相关的电器设备（天窗、喷淋装置、水帘、风机、高压钠灯等），同时通过“现代农业物联网综合服务系统”配置农业生产信息警戒阈值，达到警戒阈值报警功能，报警可以通过浏览器提示、M2M短信报警、历史报警查询等方式进行，使得报警及时有效。控制节点性能特点控制节点是用于对现有电器设备进行无线控制所使用的具有特殊功能的网络节点，控制节点分为两个部分，一部分是由网络节点构成的网络收发部分，用于加入无线传感器网络接收和发送数据，第二部分由控制模块构成，用于接入现有设备，控制模块根据需要可以接入220V、380V等控制设备，单回路最高电流可达10A，单模块可接入8个控制设备，设备控制采用工业通用控制协议MODBUS进行控制，有效保证控制机制的可靠性，并且可以在不改变原有设备控制部件的基础上进行接入。,自动化控制,当温室或大棚环境参数发生异常时，必须及时地对该环境参数值进行调整，也就是必须及时地启动相应的设备来改变温室环境，体现出实时性。同时，温室的环境控制通过不同的配套设施来实现，这就包含多个控制任务，其中有些是定时任务（如灌溉等），有些是随机任务（如降温等），只有它们互相协调，并发执行，才能达到好的控制效果，体现出多任务和并发性。不同执行机构对温室环境可能产生相同的影响，因此对执行机构的控制要考虑一定的顺序问题，以提高控制效果，减少运营成本。在对于大棚已有设备的调查，并且结合生产环境整体分析后，本系统将主要采用以下几种高效控制策略：,自动化控制,示意图,高清网络监控子系统,本项目园区范围较大，无基础的网络布线，采用有线传输成本较高，本方案采用无线WIFI进行传输。摄像头采用高清网络摄像头，可实现异地远程监控，通过现有宽带网络可实现高清实时传输。同时能实现控制中心和前端摄像机的双向语音对讲，能实现前端SD卡储存。通过中心交互网络，复合视频CVBS输入可实现监控中心的拼接输出。象山枫康生物科技智慧农业网络高清视频监控系统，即在农场各重点场所处安装电子监控摄像头，为整个场区主要区域和重点部位将实现全天24小时全程监控，有效提升了“安全农场”创建的质量。通过安装远程视频监控系统，制定科学合理的实施方案，在农场主要区域、重点单位、重点部位安装视频监控摄像头。该系统采用数字网络监控，通过建立安全预警机制和实时监控机制，对农场重点部位的社会治安进行24小时视频监控。当监控画面出现异常情况时，可第一时间做出反应，对紧急情况进行处理，并可调用、回放硬盘纪录的监控录像，寻求解决问题的突破口和有效证据，提高非现场的管控能力。同时对大棚内的作物生长及棚内情况及时了解。,高清网络监控子系统运行示意图,无线传输和有线传输的比较,安防视频监控对现代生活来说随处可见，但大多数都是基于传统的光纤和视频线缆传输模拟视频信号，但都有一些固有的限制和缺点，随着技术的进步，目前比较先进的是无线网络数字监控系统，利用无线网桥技术+有线网络混合组网进行传输的数字网络监控相对传统的监控系统更具优势。相对于传统的有线模拟传输，无线传输监控有众多的优势：1、无线网络传输技术避免了有线施工的挖掘线缆沟，跨空架线。2、提高了视频传输的距离，无线传输最远距离可达40公里，双绞线连接有100米限制，光纤的话成本太高。3、无线网络传输不受地势，环境的影响，架设方便，扩充灵活，可以根据需要灵活增加或移动监控点，故障排查简单。4、无线传输比有线传输更具安全性，防止非法用户接入。5、农场内利用无线传输技术避免了施工过程中对农场环境影响，如挖沟走线对场区的影响。6、软硬件维护简单，安全便利；7、无线组网扩容方便，维护成本低，相比双绞线，光纤等有线，有传输更远，安全可靠。,设计原则及系统分析,设计原则：本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。根据客户的基本介绍，农场无线监控系统建设分析得知暂定点位分布如下：1、在每个大棚内安装1个网络高清快球，对该大棚实现全方位24小时监控，同时通过控制台能对摄像机进行360度旋转及对所监视的画面实现放大等等功能。共计18台高速球机。2、在农场的主要道路及出入口放置固定摄像机，共计5台。3、在B03大棚出的制高点放置1个快球，该球机主要俯瞰整个农场外围情况4、在控制中心设置3个摄像机，其中1个放置在泵房，观看水泵运行情况，2个放置控制中心，监视中心情况。5、中心设电视墙1组，放置4个32寸液晶电视机和1台50寸液晶电视机。6、中心设4位操作台1组，本监控系统采用磁盘阵列存储。,UPS电源及防雷接地系统,随着计算机和各类弱电系统的普及和迅速发展，使得安全可靠的电源成为网络设计和管理人员必须认真面对的重要问题。为降低系统投资，同时不影响系统的正常工作，克服影响设备正常的市电电压过低、过高、突波、噪声等运作的电源品质问题，一些对电源供应要求较高系统的重要部位如计算机网络的服务器，交换机和重要弱电终端设备，如安保、公共广播、楼宇自控等必须配置UPS不间断电源，以保证连续恒定的电源供应。安防工程中各项设备防雷设施的建设非常重要，完善一套雷电防护体系，可以使工作人员人身安全得到保障，也可以使各项运行设备，能在雷电的环境中安全可靠工作，确保人民财产安全和社会的稳定。现代防雷技术强调全方位防护，综合治理，建立一套完整防雷系统，并把防雷看做一个系统工程。除建筑防雷要符合规范外，并且对电源系统、信号系统、地电位反击等各个方面，要求严格作好雷电防护工作；并且，确保安装DK防雷器件后对供电、监控及通信设备的正常使用没有任何影响。因此，安防工程里的防雷进行合理设计，提供高质量完整的防护设备，通过有效措施防止雷电波侵入设备，形成层层保护结构，确保安防对设备感应雷防护安全，使其在雷电环境中安全可靠工作，,LED显示屏系统,LED电子信息显示屏是近年来发展起来的高技术产品。其亮度高，影像效果好，显示内容多样，显示方式丰富，故障少，能耗低，使用寿命长，性能价格比高，作为新一代的显示媒体，已广泛应用于各行各业。本电子屏幕显示系统为全彩色屏，采用点间距12.0mm、1红1纯绿1蓝的超高亮度像素块组成。发光体由红色、绿色、蓝色发光二极管（LED）组成，通过超大规模可编程集成电路控制、超高速数据通讯和恒流驱动，使得三种LED发光二极管发出不同亮度的组合光，可产生红、绿、黄、橙等16M种颜色光。,LED显示屏系统产品特性,采用灯驱一体1R1G1B组合，对比度更高；完美的配光曲线，无论从任何角度观看都可以达到最佳的显示效果；适应于每个点、箱体、屏，进行逐点校正，调出最佳白平衡；采用优质直插346LED，色彩混合更好，令显示颜色更加艳丽箱体尺寸按3：4标准比例设计；IP65防护级认证，支持户外使用并具有长期可防护性；安装快速简便；,三、信息互动推送平台,信息发布交互平台基于云数据中心，四大系统相互串联，成为有机的整体，智慧农业的底层核心是传感器的感知，感知的基础数据通过无线组网技术传输中心服务器，中心服务器对数据进行二次运算处理，实时推送至各个终端，丰富的终端设备将数据实时展示。同时用户还可以通过综合服务系统对终端进行信息发布，计算机、手持设备还可以通过互联网进行信息互动，授权设备可已经进行设备控制。,四、智慧农业控制中心,智慧农业控制室是整个园区物联网系统的大脑，通过拼接屏等可看到各个监测节点、控制节点实时数据，历史曲线变化，视频监控；通过云台控制手柄可实现摄像头的拉伸控制。同时能对前端的管控设备进行远程的，自动或半自动的控制。,五、溯源管理子系统,智慧农业溯源管理子平台依托现代农业物联网综合服务平台，将园区的生产、经营、管理进行串联，形成完整的综合业务体系。溯源系统整体可以分成两个部分：生产溯源管理系统、物流消费追溯系统。生产溯源管理子系统：当园区在生产过程中通过对于类生产记录全程进行“电子化”管理，为每一种产品建立透明的“身份档案”。用户可以通过生产溯源管理系统查询到各个生产区域中的产品数量、种类，并且追踪到每阶段生产人、疾病等内容。与一期物联网系统进行对接，用户可以通过溯源系统追溯每条变化情况。可以在生产过程中很方便的用工业PDA对产品进行识别，并且标记饲养情况与疾病,利用先进技术与管理方法,提高经济效益。物流消费追溯子系统：当生产区域农业产品成熟进入商品流通环节，就可以进入物流消费管理系统的范畴之内。整个物流消费管理系统可以分为两个部分：a、上层数据中心：主要是由监管人员，通过构建食品追溯信息查询系统，能够满足监管部门对流通各个环节的监督管，并在监管的基础上实现了食品流通环节重要数据的统计和关键数据的分析等功能。b、下层运营管理：主要包括生产环节、流通环节和销售环节，以及中间的物流环节，每一个环节都要做到信息的共享与数据查询服务，包括相关食品流通中的档案资料，都可以随时调用，做到每一个环节都不落下，每环节之间都紧密相连。,六、售后服务体系,为了确保对项目产生的相关问题进行及时而有效地解决，我公司建立了完善的售后服务体系：成立象山县枫康生物科技智慧农业项目部产品供应厂商负责所提供产品的相关各技术类支持合格的工作人员能迅速圆满完成所有工作。维护人员首选原工程安装调试人员。若系统发生故障，我方保证在及时内解决问题。若问题没有解决我方负责用备用品免费替用。我方会及时对系统的软件进行免费升级，并对使用单位的相关人员进行技术培训。并且我方会建立定期回访制度，与使用方有关技术人员进行沟通和交流，并建立回访维修档案，确保系统正常运行。,售后服务承诺,为了更好地使“象山县枫康生物科技智慧农业项目”顺利进行，并确保工程质量及进度，我公司将为本项目专门成立工程组，与有关领导积极配合，做好该项目并使之成为优质样板工程。根据我公司从事智能化系统应用的经历，对客户的服务质量的好坏是本公司应用系统成功至关重要的因素，所谓“三分技术七分服务”，大型智能化系统虎头蛇尾的现象屡见不鲜，故对本工程我们将竭尽所能提供最优质的服务，并做以下承诺：严格按照ISO9001质量管理体系标准进行现场施工管理及工程售后服务。严把进货关，交货验收提供全套产品质量合格证书和相关技术资料。在工程质保期内对设备免费维护、维修、保养；期满之后，对设备维修、提供设备零部件仅收取工本费。为该工程成立专门的工程项目部，