智能农业温室大棚管理系统项目计划书

1、.智能农业温室管理系统项目的分析与设计目录第一章绪论1.1项目背景智能温室是农业物网的重要应用领域，以全面感知、可靠传输和智能处理等物网技术为支撑和手段，也是以温室自动生产、优化控制、智能管理为主要目标的农业物网的具体应用领域，目前的应用需求大棚以日光温室为主，温室结构简单，环境控制能力低。 尽管我国大棚技术装备有很大发展，但大棚栽培管理粗放，技术设施不能执行，智能水平低，单位生产效率低，投入生产率不高，农业产品质量安全水平起伏大，现状是温室环境、栽培管理技术、生物技术、人工智能技术我国建在南方的大型智能温室以花卉生产为主，北方以蔬菜栽培为主，少数智能温室用于苗木栽培。四川省成都市温江区应国家

2、号召，政府投资，在温江区实施高新技术农业示范区，示范区位于成都市温江区，当地气候是亚热带季风气候，四季分明，7月平均气温35，平均降雨量400mm，1月平均气温9，平均降雨量300mm 全区占地面积： 24m*32m=768平方米，设有混凝土拱型塑料大棚，作为有机蔬菜和园艺栽培区域，产品规格为栋宽12米，间隔4米，天沟(雨水槽底部局柱底高度) 5米，屋顶高度(从屋顶到柱底高度) 比外日高6.4米的排列方式是屋顶的方向，南北12m*4跨度=48米，侧壁长(南北):4米*8结构=32米。 目前，在这个大棚整体的栽培区域中，建立了基于物联网技术的全方位全天候监控管理智能大棚系统，作为农业示范区域，今

3、后计划在成都区域整体推进。 1.2现存问题首先成本很高。 一般来说，一组智能控制系统成本主要包括硬件成本、操作成本和维护成本。 硬件成本包括各设备的仪表、通信线缆等。 不能自由组合或裁断系统整体，适用于不同的对象，很难普及。 同时，由于系统复杂、接线多、故障率高，故障后的修理成本非常大。 此外，系统的大规模运营成本也不是小费用。其次布线很复杂。 温室中有大量分散的传感器和驱动器，这些设备在可以根据作物的变化进行调整的同时，还需要重新铺设复杂的电缆，工作量很大。 为了科学、合理地实现大面积温室环境参数的自动检测和控制，不仅电子检测装置和致动器的设置数量多，分布也广，连接各装置和机构的电缆也纵横交

4、错。 温室内生产的蔬菜作物一改变，就需要相应的电子检查装置和驱动器的位置调整，也有必要重新配置连接各装置和机构的电缆。 这不仅增加了温室的附加投资成本、安装和维护的难度，而且还影响到作物的良好增长。第三，故障很难解决。 如果数据接收不正常，检查员不知道线路问题还是节点故障。 另外，目前的控制系统多采用基于现场总线的分布式模式，在总线发生故障时，各控制节点还能正常工作，但上位机无法正常管理整个网络，不能实施专家控制策略。1.2项目的意义(1)实现大范围测量、需求传感器节点多的当前温室生产的第一个特征是，监视区域宽，普通的一个温室可达数千平方米，小区温室群面积可能达数百亩以上，需要建立传感器网络，

5、每个温室都有空气温度、空气湿度、光强度、土除了收集营养液EC值、pH值和室外天气参数等信息外，目前作物生理参数的测量也越来越受到重视，许多传感器节点被用于温室生产。 另外，也不能无视用于驱动温室内的致动器的控制节点的数量。 因此，对温室监测和控制系统的第一需求是网络容量大。(2)检测点位置的灵活变动大量分散在温室中的传感器，随着作物的成长，需要调整位置或在温室内生产的作物发生变化时，相应的电子检测装置和致动器的位置也需要经常调整，温室的利用结构也随着用户的需要而不断变化，系统的各节点也在系统的工作中。(3)节点数可以自由增减。根据作物生长阶段的不同，环境因子对作物的影响也可能不同，生长初期对温

6、度敏感，后期对光敏感，因此系统要求可以自由地改变节点的类型和数量。 另外，随着作物的生长，用户可能需要监视植物的生理参数，增加传感器节点。 有些科学研究室常常需要改变传感器节点的类型和数量，以实现正确的监视和控制。 这些情况需要所使用的监视系统的节点可以自由增减。(4)系统的可靠性系统故障引起的经济损失不可估量。 系统有问题，如果不马上被发现和修复，可能会对作物造成致命的灾害。 特别是高温和寒冷气候等恶劣天气，直接影响产量和收益。 另外，温室内湿度高、光强、有一定的酸性，会导致电缆的腐蚀、劣化，降低系统的可靠性和抗噪性，难以检查系统的故障。 例如，如果数据不能正常接收，检查员不知道线路问题还是

7、节点故障，因此会妨碍故障的发现和解决。 因此，温室气体管理系统应该是可靠的。二.方案概述本系统的结构和辅助设施：主体骨架为热镀锌型组装、霸盖材料、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、监视系统、智能控制系统。智能温室是半封闭系统，一方面通过垄断材料形成了与外界相对隔离的室内空间，另一方面通过换气，要创造植物生长优于室外自然环境的条件，而室内产生的高温高湿和低二氧化碳浓度，则被通风控制，为植物生长创造最佳环境。3 .系统功能的说明3.1、智能住宅设施物网络感知层智能温室设施网络的应用一般监视温室的七个方面，即通过土壤、气象、光等传感器，实时

8、控制记录温室的温度、水、肥料、电、热、气体、光，以保证温室内有机蔬菜和花卉的生产在良好的环境下。3.2、智能住宅设施物网络传输层一般来说，在温室内通过无线终端，实时远程监视温室环境和作物的生长状况是实现的。 以手机网络和邮件方式，监测温室传感器网络收集到的信息，基于作物生长模拟技术和传感器网络技术，通过常见的蔬菜生长模式和嵌入模式实现低成本智能网络终端。 通过中继网关和远程服务器的双向通信，服务器也可以进行进一步的决策分析，在配置的温室中远程管理灌溉等设备。3.3、智能住宅设施物网络智能处理层通过信息共享、交换、融合，获得最佳、全方位准确的数据信息，实现智能温室作物施肥、灌溉、播种、收获等决策

9、管理和指导。 根据作物长度和病虫害等相关图像处理技术，实现隧道作物长度预测和病虫害监测和预警功能。 将监视信息实时传输到信息处理平台，信息处理平台实时显示各温室的环境状况，根据系统设定的阈值，控制换气、加热/降温等设备，掌握和控制温室内环境。4 .系统架构5 .系统网络拓扑6 .各子系统的设计六、一感知层(1)无线传感器网络无线传感器网络(WSN )包括布置在监视区域内的多个廉价的微传感器节点，其目的是通过无线通信方式形成的多跳自组织网络系统，以协调方式来感知、收集、处理位于网络垄断区域中的感知对象信息，并将其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三个要素。Zigbee网络组网关： Zigbee3GZigBee节点可以构建Mesh网络，将ZigBee节点设置为网络协调器，将其他ZigBee节点设置为路由节点或终端节点，但会丢失路由功能(2)视频监视器相机： WIFI传感器网络，使用WIFI发送检测到的图像信息(3)为设备供电设备供应系统由最新的太阳能供给，由AC220V、DC12V或太阳能供给。6、2传输层(1)网关：3G无线网关：将Zigbe信号转换为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数据的(3)电源设备：使用标准220V电源六、三网络层(1)终端服务器：采用电脑作为服务器终端(2