智慧农业物联网不仅能对智能温室大棚种植过程中的环境参数在线高精度监测，而且能实现棚内调温、排湿、放风、灌溉、喷雾、遮阳、补光等智能控制和预警提示， 自动实现土壤保湿、通风换气、光照调节和历史数据的记录存储。

　　智慧农业物联网基础建设部署在各温室大棚内，温度、湿度、光照、CO2等智能感知采集设备均模块化，不仅扩展灵活而且多点取样，更能准确快速的反应大棚内的环境情况。多种控制设备对温室大棚的全部基础设施都可做物联网建设，更能省时省力，同时使环境的自动调节能力更加广泛。温室大棚的相关信息通过智能网关设置，同时在监控中心可全局观测。

　　通过大数据平台，后台管理人员可观测全部智能传感和智能控制设备的状态，及管理者当前所做的操作，大棚内的一切状况尽在眼前。

　　智慧农业应用平台可设置室内外温度、湿度、光照、二氧化碳、土壤水分、土壤温度、土壤EC值、烟雾等参数，并可进行手动/自动控制和切换以及自动预警通知，通过移动4G网络或WiFi入网，将数据送到云端，手机端和监控中心数据直接从云端获得，稳定安全便捷，并且数据长久存储，为种植作物的溯源数据做储备。

　　温室局域网智能感知采集设备监测空气温度/湿度、土壤水分/温度、光照强度、二氧化碳浓度、土壤PH值、土壤EC值等参数，相关数据通过无线网实时上传给管理系统，系统通过对收集到的数据做数据分析，结合大数据经验和智能算法，控制无线局域网内的包括卷帘机、放风机、 内遮阳、外遮阳、风机、湿帘水泵、顶部通风、灌溉电磁阀、水肥一体等设备的开启/关闭，调节温室内参数，以便于给植物生长提供更适宜的环境。

　　根据管理需要，在每一个温室大棚内安装一个或多个空气温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、土壤水分、土壤温度、土壤PH值、土壤EC值、烟雾等无线传感采集设备，配合异构多模智能网关，根据室内基础设施的情况来进行智能控制的物联网建设，包括：卷帘机控制、放风机控制、水阀控制、风机控制、湿帘控制、遮阳网控制、水肥一体控制等。

　　异构多模智能网关将无线传感采集设备传输回来的最新环境监测数据与预先设定适合植物生长的环境参数进行比较， 如发现采集设备监测到的环境数据与预设数值有了偏差，智慧农业平台会自动发出指令，启动智能控制系统，与控制系统相连接的通风装置、遮阳设备、加湿设备、灌溉设备等随即开始工作，直到大棚内环境数据达到系统预设的数据范围之内，相关设备才会停止工作，如此往复。

（一）智能卷帘系统介绍

　　工作原理：根据季节不同，通过对卷帘机的控制（包括晨起卷帘，傍晚放帘）来实现对大棚温度和光照的调节，并且杜绝卷偏和卷翻。

（二）智能放风系统介绍

　　工作原理：通过雨量、风速风向、室内温湿度、二氧化碳等传感器实时采集环境数据，并通过局域网将数据上传给由异构多模智能网关，控制系统通过算法做综合分析和判断，比如根据室内温湿度/光照的实时数据与经验阈值对比判断是否该关闭放风口，然后将不同程度的开启或关闭放风口的命令发给放风机控制器，再由放风机控制器不同程度的开启或关闭放风机，以此来实现智能放风。

　　温室放风的主要目的：

　　①降温，满足植物生长发育所需适温；

　　②排湿，放风可以有效降低棚内湿度，创造不利于一些侵染性病害发生的条件；

　　③补充二氧化碳，促进植物的光合作用；

　　④排出有害气体， 防止给植物造成危害。

（三）智能节水灌溉系统介绍

　　工作原理：依据分布在温室内的土壤墒情传感器监测的实时数据，根据种植作物的不同，在系统内设置不同的设定值，通过智能算法做实时调控，自动开启/关闭灌溉设备（水阀、滴灌等），确保种植区域的作物生长需要。同时，可通过手动操作和手机远程实现控制。

（四）智能水肥一体系统介绍

　　工作原理：水肥一体化技术是水和肥同步供应的一项农业技术，将可溶性固体或液体肥料配制成的肥液，借助压力系统，与水一起灌溉，根据土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，均匀、定时、定量浸润作物根系发育生长区域。充分利用可控管道系统供水、供肥，通过管道和滴头形成滴灌，使水肥相融后，同时根据不同作物的需肥特点，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量；把水分、养分定时、定量、按比例直接提供给作物，满足作物不同生长期需水、需肥规律情况，通过不同生育期的需求设计，从而达到提高作物品质、增产增收的一项技术。

（五）多功能一体机

　　针对温室大棚自动打药、雾化降温、叶面施肥、滴灌施肥、自动喷雾保湿等一系列应用。通过2.4GHz自组织、低功耗的近距离无线组网通讯技术与温室基站相连，从而实现智能远程数据通信。

　　单台机组使用面积 4000~4500 平方米，安装成本低，对大棚种植用户来说是一种省工、省时、省用药成本（节约用药可达 30％以上）喷药全覆盖不留死角等优点。

　　避免人工打药对人体带来的伤害，对 4000 平米打药只需 10-20 分钟就能完成一次打药作业，可对多个大棚依次喷雾大药，对单个大棚进行夏季高温天气进行喷雾降温，在大棚 38 度以上可有效快速降温 6 到 8 度。

（六）视频监控系统

　　通过布置高清视频监控系统，对整个作物生长过程包括土壤测试、选种育苗、种植、采摘、包装等环节进行实施安全视频监控，方便管理员在现场无人值守的情况下远程在线实时监控，以及质量监督检验检疫部门及上级主管部门对生产过程的有效监督和及时干预以及信息技术管理人员对现场数据信息和图像信息的获取、备货、分析处理，同时也为以后种植作物的溯源打下基础。

　　系统主要由视频前端系统/网络高清摄像头、传输网络、监控中心和应用管理平台组成。系统逻辑结构如下：

　　i. 视频前端系统：前端支持多种类型的摄像机接入，本方案配置高清网络摄像头，前端系统将采集的模拟信号转成网络数字信号，按照标准的音视频编码格式及标准的通信协议，可直接接入网络并进行视频图像的传输。

　　1) 网络高清摄像头：全方位高清1080p监控，水平355°/垂直120°监控，双滤光片自动切换，10颗940nmΦ5mm红外灯，夜视10米，自动聚焦，自动白平衡，支持多语言菜单及操作提示功能，支持断点状态记忆功能，支持防雷、防浪涌、防突波等，WiFi入网/免布线。

　　ii. 传输网络：主要是对前端接入到核心交换机之间的网络进行设计，前端系统通过光纤收发器/无线路由器等网络传输设备将新建前端网络高清摄像机连接至监控中心的接入交换机，再通过接入交换机将网络信号汇聚到中心的核心交换机，监控中心端的接入交换机负责PC工作站和NVR存储等设备的接入。

　　iii. 监控中心：采用NVR将高清视频图像进行存储，解决数据落地问题；配置视频综合平台，完成视频的编解码、拼接；部署LED大屏用来将视频进行上墙显示等。系统可将模拟摄像机、网络摄像机和数字摄像机都接入到视频综合平台，实现统一的管理平台、统一的切换控制系统和统一的显示系统，实现对整个系统的统一配置和管理。

　　1) 视频服务器：采用标准H.264、MPEG4、MPEG2、MJPEG多种编码算法，兼容性强，可支持700TVLins高线书模拟摄像机接入，实现WD1分辨率实时编码，超越传统DVS回放和预览清晰度。基于Linux操作系统，同时支持多种网络协议，网络功能强大。网络视频拂去其主要用以提供视频信号的转换、传输、录制、回放、存储等，并实现远程网络视频服务。在已有互联网系统中，只要能够上网就可以根据用户权限进行远程实时图像访问，双向语音对讲，实现多点在线监测，所以图像和控制信号都在监控中心集中显示、控制等。

　　2) 高清显示器/高清LED展示屏：监控显示，可采用42寸~55寸显示器，做拼接展示；也可采用20平米高清LED展示屏。

　　iv. 应用管理平台：平台部署在视频综合平台的服务器上，形成一体化的配置，应用管理平台可以对高清视频和用户进行统一管控并且配置PC工作站进行预览、回放、下载等操作。

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