智能温室大棚设计

智能温室大棚建设技术方案班级：物联网姓名：木木学号：1号指导教师：攀老师实训地点：软件工厂A区时间：2014年4月15日目录1、建设背景 22、方案概述 33、系统功能描述 33.1、智能温室大棚物联网感知层 33.2、智能温室大棚物联网传输层 33.3、智能温室大棚物联网智能处理层 34、系统架构 45、系统网络拓扑 56、各子系统设计 66、1感知层 66、2传输层 66、3网络层 66、4应用层 77、工程造价表 71、建设背景智能温室大棚是农业物联网的一个重要应用领域，是以全面感知、可靠传输和智能处理等物联网技术为支撑和手段，以温室大棚的自动化生产、最优化控制、智能化管理为主要目标的农业物联网的具体应用领域，也是目前应用需求最为迫切的领域之一。温室大棚以日光温室为主，温室结构简易，环境控制能力低。我国温室大棚的技术装备尽管有了较大开展，但是温室大棚种植普遍存在管理粗放、技术设施落实不到位、智能化水平低，导致单位生产效率低、投入产出比不高、农业产品质量平安水平起伏较大的现状，在温室环境、栽培管理技术、生物技术、人工智能技术、网络信息技术等方面和兴旺国家存在着较大差距。我国建设在南方的大型智能温室以生产花卉为主，北方的那么以栽培蔬菜为主，少局部智能温室用于栽培苗木。四川省成都市温江区响应国家号召，政府投资，在温江区实施高科技农业示范区，示范区位于成都市温江区，当地气候为亚热带季风气候，四季清楚，七月份平均气温35℃，平均降雨量400mm,一月份平均气温9℃，平均降雨量300mm。全区占地面积为：24m*32m=768平方米，已经装有混凝土拱架塑料大棚，作为有机蔬菜以及园艺种植区域，产品规格为栋宽12米，间距4米，天沟〔雨水槽底部局柱底高度〕5米，顶高〔屋脊到柱底高度〕5.9米，屋面角度25度，外遮阳高度6.4米；排列方式为屋脊走向为：南北12m*4跨=48米，侧墙长〔南北〕：4米*8榀=32米。现方案在该整片温室大棚种植区域安装基于物联网技术的全方位随时监控管理的智能温室大棚系统，作为农业示范区域，以便以后在整个成都片区实行推广。2、方案概述本系统结构及配套设施：主体骨架为热镀锌型组装、覆盖材料、自然通风系统强制通风系统、内遮阳系统、外遮阳系统、环流风机系统、加热系统、补光系统、配电系统、监控系统、智能控制系统。智能化大棚是一个半封闭系统，依靠覆盖材料形成与外界相对隔离的室内空间，一方面要以通风换气创造植物生长优于室外自然环境的条件；另一方面，室内产生的高温高湿和低二氧化碳浓度，通过通风换气来调控，创造植物生长的最正确环境。3、系统功能描述3.1、智能温室大棚物联网感知层智能温室大棚物联网的应用一般对温室的七个方面进行监测，即通过土壤、气象、光照等传感器，实现对温室的温、水、肥、电、热、气、光进行实时调控与记录，保证温室内的有机蔬菜和花卉生产在良好的环境中。3.2、智能温室大棚物联网传输层一般情况下，在温室内部通过无线终端，实现实时远程监控温室环境和作物生长情况。通过网络和短信的方式，监测温室传感器网络所采集的信息，以作物生长模拟技术和传感器网络技术为根底，通过常见蔬菜生长模型和嵌入式模型的低本钱智能网络终端。通过中继网关和远程效劳器双向通信，效劳器也可以进一步做出决策分析，对所部署的温室中灌溉等装备进行远程管理控制。3.3、智能温室大棚物联网智能处理层通过对获取信息的共享、交换、融合，获得最优和全方位的准确数据信息，实现对智能温室大棚作物的施肥、灌溉、播种、收获等的决策管理和指导。基于作物长势和病虫害等相关图形图像处理技术，实现对大棚作物的长势预测和病虫害监测和预警功能。还可以将监控信息实时地传输到信息处理平台，信息处理平台实时显示各个温室的环境状况，根据系统预设的阈值，控制通风/加热/降温等设备，到达温室内环境可知、可控。4、系统架构5、系统网络拓扑6、各子系统设计6、1感知层无线传感网络无线传感器网络〔WSN〕就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。Zigbee网络组网网关：Zigbee—3GZigBee节点是可以组建Mesh网络的，设置一个ZigBee节点为网络协调器，其他每个ZigBee节点都可以当做路由节点来使用，也可以设置为终端节点但是就失去了路由功能。〔2〕视频监控摄像机：WIFI传感网络，对检测到的图像信息使用WIFI进行传输〔3〕设备供电设备供电系统由最新的太阳能供电，AC220V、DC12V或者太阳能供电。6、2传输层〔1〕网关：3G无线网关：将Zigbe信号转化为3G信号进行传输〔2〕路由器交换机3G无线路由器、交换机，用于传输局域网和广域网的数据〔3〕供电设备：采用标准220V电源供电6、3网络层(1)终端效劳器：采用电脑作为效劳器终端(2)云效劳平台：采用云效劳器，对大量的信息进行处理和保存(3)监控中心：采用球机型无线WIFI摄像机对温室大棚的情况进行采集(4)供电方式：采用220V标准电压供电6、4应用层(1)电脑终端：采用台式电脑或者笔记本电脑作为应用层终端(2)终端：采用智能作为终端，对采集的信息进行处理(3)供电方式：220V标准供电7、工程造价表序号产品名称规格型号配置、参数单位数量单价〔元〕总价备注一、软件局部1数据库效劳器E5-2609CPU架构64位核心数量四核心工作功率80W线程数量4CPU频率主频2400MHz总线类型QPI最大支持内存容量750GB台1900090002平板电脑p90热门功能:重力感应人脸识别蓝牙Android版本:Android4.2处理器型号信息:intelAtomZ2580内存容量:2GB网络类型:WIFI台420008000二、温室大棚现场物联网设备局部1土壤温湿度传感器TR-100测量参数：土壤容积含水率量程：0～100%探针长度：5.3cm探针直径：3mm探针材料：不锈钢密封材料：耐高温，耐腐蚀，防水测量精度：0～50%〔m3/m3〕范围内为±3%〔m3/m3〕50～100%〔m3/m3〕范围内为±5%〔m3/m3〕工作温度范围：0℃～70℃工作电压：6V〔电压型〕测量主频：100ＭHz响应时间：＜1秒电缆长度：2米(标配)51507503光照传感器BH1750FVI尺寸：67mmX宽27mmX高16mm主要芯片：BH1750传感器工作电压范围：DC3-5V工作电流：<1.7mA〔5V〕个61006005Zigbee网络网关RD400输入电源：dc5~12V接收灵敏度：-1048dBm通信距离：200m工作频率：2.5GHZ台340012007视频摄像机凯聪〔KaiCong〕支持操作系统：MicrosoftWin98SE/ME/2000/XP/Vista/7，InternetExplorer5.0以上,NET4.5网络协议：

TCP/IP,HTTP,ICMP,DHCP,FTP,SMTP,PPPoE网络接口：

RJ-4510/100M以太网台1020020008温度传感器DS18B20TO-92温度传感器18B20温度采集件51005009风机DPT10-11电机功率：21〔kw〕电压：220