智慧城市與農業氣象綜合應用系統

產品詳情：

一、農業大棚控制系統
在農業生產過程中，農作物的生長與自然界很多因素相關，比如大氣溫度、空氣濕度、土壤的溫濕度、光照強度、CO2濃度、水分及其他養分等等。傳統農業作業過程中，主要依靠人的感知能力來對影響農作物生長的參數進行管理，這種方式存在著極大的不準確性，
農業生產也就成為一種粗放式管理，達不到精細化管理的要求。
面對種種不利于我國農業發展的形式，農業部明確表示，“十二五”時期是我國社會主義新農村建設的深入推進期，應加快轉變農業發展方式，用現代科學技術和產業體系改造提升傳統農業，加速傳統農業向智能農業轉型。大力發展農業信息化，建設智能農業系統已成為國內外農業現代化的必然趨勢。
智能農業系統是基于固網、移動互聯網技術和物聯網應用的現代農業智能監管系統，通過光照、溫度、濕度等無線傳感器實時采集農業生產現場的環境參數，布置攝像頭等監控設備實時采集視頻信號，用戶通過電腦、平板或智能手機隨時隨地觀察現場情況和遠程控制設備。系統能夠及時精確的滿足植物生長對環境的各項指標要求，達到高幅增產和提高農業自智能化水平的目的。
科技在不斷進步，我們學校的教育也要與時俱進。面對這樣的契機，建設一個基于模擬農業實景的智能農業實訓系統顯得尤為重要。系統注重于鍛煉學生的動手實踐能力。培養學生掌握ZIGBEE組網、傳感器信息采集與安裝、WSN通信協議、農業大棚智能執行設備安裝與調試、移動終端應用軟件開發與安裝調試、監控終端應用軟件的安裝與調試等技術，為學生參加現場施工、工程調試、系統集成等崗位提供了直接的培訓。
二、農業大棚控制系統網絡架構
本方案針對智能農業大棚，以ARM智能網關為核心，采用目前先進的無線傳感技術，ZigBee技術，WiFi技術，無線智能控制終端和控制軟件等，構建智能化農業管理和遠程控制體系。架構分為感知層、網絡層、服務層和應用層，通過ARM網關機、PC機、手持智能網關對采集的各種信號進行分析和匯總，自動控制和開啟相關設備，提供環境監測、智能控制、視頻監控、智能聯動等應用，以達到智能，自控，高效，高產的目的。
三、農業大棚平臺配置
系統主要由感知設備、控制設備、監控設備、智能網關、智能終端組成。
1）感知設備：主要包含溫濕度傳感器、光照傳感器、風速傳感器、風向傳感器、人體感應器、土壤水分傳感器、攝像頭、氣象工作站等，可根據客戶需求定制不同類型的傳感器。
2）控制設備：主要包含照明燈、卷簾機、加濕器、加熱器、報警器、風扇、灌溉機等。
3）智能網關：安裝在本地，主要由嵌入式主板組成，封裝在模具內，美觀大方。嵌入式主板集成ZigBee無線通信模塊，可設計為ZigBee協調器或路由器，分別用于建立ZigBee網絡或維護ZigBee網絡。留有GPRS、3G、WIFI模塊的接口，可根據客戶需求集成通信模塊。
4）智能終端：Android平板電腦，運行智能農業軟件，實現環境監測、智能控制、視頻監控、智能聯動等功能。
四、農業大棚環境監測系統
通過傳感設備實時采集溫室（大棚）內的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳、光照、土壤水分、土壤溫度、棚外溫度與風速等數據；將數據通過移動通訊網絡傳輸給服務管理平臺，服務服管理平臺對數據進行分析處理。
空氣溫濕度監測功能：根據溫濕度無線傳感器，實時監測大棚內部空氣的溫度和濕度。
土壤濕度監測功能：配有土壤濕度無線傳感器，實時監測溫室內部土壤的濕度。
光照度監測功能：采用光敏無線傳感器來實現對溫室內部光照檢測，實時性強。?
CO2濃度檢測功能：采用CO2濃度傳感器，實時檢測大棚內部CO2濃度。
雨水監測功能：采用雨水傳感器，實時檢測是否下雨及雨量的大小。
風速檢測功能：采用風速傳感器，實時監測風速、風量大小。
風向監測功能：采用風向傳感器，穩定準確的采集環境風向信號。
土壤酸堿度監測功能：采用土壤酸堿度傳感器，實時監測大棚內部土壤PH值。
五、農業大棚智能控制系統
安裝電動卷簾，排風機，電動灌溉系統等機電設備，可實現手機或電腦登錄系統進行遠程控制。促進植物光合作用功能：植物光合作用需要光照和二氧化碳。當CO2濃度達到系統設定值時，系統會自動開啟風扇加強通風，為植物提供充足的二氧化碳。?當光照強度達到系統設定值時，控制燈光打開以代替太陽光給植物生長發育營造必要的物理環境。
空氣加濕功能：如果溫室內空氣濕度小于設定值，系統會啟動加濕器，達到設定值后便停止加濕。土壤加濕功能：當土壤濕度低于設定值時，系統便啟動噴淋裝置來噴水，直到濕度達到設定值為止。環境升溫功能：當溫室內溫度低于設定值時，系統便啟動加熱器來升溫，直到溫度達到設定值為止。遮雨控制功能：當檢測到有雨時會自動關閉窗簾。
六、農業大棚聯動控制子系統
預先設定適合條件的上限值和下限值，設定值可根據農作物種類、生長周期和季節的變化進行修改。當某個數據超出限值時，將警告信息發送給相應的用戶，及時采取措施。
聯動項目 系統功能
溫度控制 當檢測到空氣溫度低于設定值時會自動開啟加熱器，
當檢測到空氣溫度高于設定值時會自動關閉加熱器
濕度控制 當檢測到空氣濕度低于設定值時會自動開啟加濕器，
當檢測到空氣濕度高于設定值時會自動關閉加濕器
光照控制 當檢測到光照度低于設定值時會自動開啟植物生長燈
當檢測到光照度高于設定值時會自動關閉植物生長燈
智能灌溉 當檢測到土壤濕度低于設定值時會自動開啟水泵，
當檢測到土壤濕度高于設定值時會自動關閉水泵
遮雨控制 當檢測到有雨時會自動關閉窗簾，
當檢測到雨停時會自動開啟窗簾
智能風扇 當檢測二氧化碳濃度低于設定值時會自動開啟換氣扇，
當檢測二氧化碳濃度高于設定值時會自動關閉換氣扇
七、智能氣象監測系統
農業氣象站監測系統具有氣象監測功能，對作物生產和商業及科研分析提供強有力的信息支持，可對地面生態環境及多種氣象要素（溫度、濕度、風速、風向、氣壓、雨量、太陽輻射、土壤濕度、CO2等）進行定時自動采集，計算，處理，顯示，存儲，通訊和打印，提高了觀測效率，減輕了觀測人員的勞動強度。支持多種網絡通訊功能，通過RS232接口與微機有線相連進行數據通訊。農業氣象站監測系統具有性能穩定，檢測高，無人值守，抗干擾能力強，軟件功能豐富等方面特點。廣泛應用于農業氣象、水文地質、海洋、軍事、建筑、農業溫室、太陽能研究、學校教學、科學研究等領域。
名稱 測量范圍 分辨率 準確度
環境溫度 -50~+100°C 0.1 °C <±0.2°C
相對濕度 0-100RH 0.1% ±1.2%RH
光照強度 0-200000LUX 1Lux ±2%
風向 0-360° (16方向） 1° ±3°
風速 0~75m/s 0.1 m/s ±(0.3+0.03V)m/s
雨＞ W4mm/min 0.2mm ±0.4mm
大氣壓力 10~1200hPa O.lhPa ±0.3hPa
土壤溫度 -50~+80°C 0.1 °C <±0.2°C
土壤濕度 0-100 0.1% ±2%
八、農業智能化軟件開發
網關上安裝有基于android系統的智能農業網絡終端。包含環境檢測、智能控制、視頻監控和智能聯動四部分。可以和硬件部分進行互動，實現農業大棚的智能控制。
1）采用Cortex-A9處理器與Android操作系統為主控軟件分析端；
2）基于TCP/IP網絡技術的Internet或3G網絡為服務；
3）內部網絡采用短距離、低功率ZigBee 無線通信技術；
4）結合農業領域專用系列傳感器對農產品生長環境中的監視；
5）采集溫濕度、PH值、光照以、土壤等數據進行采集和傳輸；
6）通過溫濕度控制系統、自動灌溉系統、農場環境判斷的子系統；
7）結合預設的濕度上下限進行分析，控制大棚內部環境濕度、溫度的實驗系統；
8）結合預設的淺土濕度進行分析，判斷是否需要灌溉及何時停止的實驗系統；
9）結合預設的光照度數值進行分析，判斷是否需要打開天棚簾的實驗系統；
10）結合預設的更多的傳感器信息，提供可二次開發支撐軟件平臺；
11）Android后臺支持C/S、B/S架構，提供手機客戶端的應用程序。
五、配套設備清單
序號 設備名稱 型號 數量 功能用途
1 物聯網綜合教學實驗平臺 XC-IOT-MAX 41臺 平臺支持《嵌入式系統》、《物聯網技術》、《物聯網工程》、《RFID開發與應用》《窄帶物聯網應用》等課程的實驗實訓，兼顧科研及項目開發。支持嵌入式ARM與物聯網二合一，滿足物聯網課程的教學要求，并能滿足ARM的教學模塊，不需要另外配置ARM實驗箱。配備Cortex-A9 仿真器以及嵌入式擴展板，可以由淺入深的開發嵌入式上裸機、linux。通過類似單片機實驗C語言和開發環境，可以直接調試嵌入式A9/A53總線的形式來控制所有外部單元數碼管、跑馬燈、步進電機、直流電機等，調試時直接實現單步、斷點、寄存器查看等功能，實現學生掌握嵌入式的相關知識目的。
2 物聯網系統設計與應用開發綜合實訓平臺 XC-IOT-FA 2臺 實訓臺操作區采用金屬結構,尺寸（長*寬*高）：參考尺寸160cm*70cm*180cm，重量：<100Kg；外形：采用箱體整體呈直角梯形體，輸入電源：AC 220V 50Hz。
系統采用工業級傳感器、執行器直接面向實際應用，注重于實踐動手能力的培養。通過本教學實 驗系統，學生可加深對物聯網各個行業（農業、家居、貨柜、交通）系統的了解，熟悉物聯網技術發展的最新技術。可深入學習嵌入式ARM技術的硬件組成、操作系統及圖形用戶界面的移植、應用程序開發等技術；也可針對ZIGBEE技術、藍牙4.0技術、WIFI技術等無線傳感技術進行學習和了解；
3 物聯網虛擬仿真實驗平臺 XC-IOTVS-T6 41套 1）平臺能夠滿足學生通過軟件模擬學習物聯網感知層的硬件設備，是純軟件系統，可直接部署在教學機房或學生自己的電腦上，具備較強的靈活性。能夠在軟件環境下進行WSN智能節點模塊組網學習、RFID射頻識別技術、單片機與傳感器開發技術、嵌入式等各種設備的仿真實驗。上位機程序可以操作真實的硬件設備，也可以操作虛擬仿真設備，通過軟件模擬出來的設備具有和真實設備完全一致的特性及接口。
4 物聯網虛擬仿真授權與管理系統 XC-IOTVS-S3 1 采用本地部署方案，在本地增設服務器，支持客戶端同時登陸不少于60個點數,可連接服務器自動升級新版軟件。服務器等配置符合虛擬仿真平臺需求，滿足虛擬仿真平臺部署后可以長期使用，不依賴于互聯網。
5 智慧城市與農業氣象綜合應用系統 XC-SC-AM Cortex-A系列中控平臺，綜合運用嵌入式系統、RFID射頻識別技術、無線傳感技術、圖像識別技術、汽車導航定位、車聯網及多種集成化智能技術，包含城市道路交通控制、智能公交、智能停車場、ETC不停車收費、視頻監控、道路環境監管等功能
6 桌椅 定制 20張 自籌
7 講臺 定制 1臺 自籌
8 電腦 23臺 自籌
9 綜合布線 定制 1套 自籌
10 投影儀幕布 1套 自籌
11 音響話筒 1套 自籌
12 空調 2臺 自籌