智能农业无线监控系统是一种结合了计算机自控技术、智能传感技术等高科技手段的资源节约型高效设施农业技术,它主要是根据环境的温度、湿度、二氧化碳含量、光合有效辐射以及土壤状况等因素,来控制温室内的各项指标,以创造出适合作物生长的最佳环境。很显然如何能够准确、稳定、方便的得到这些环境信息就成为整套系统的关键。随着近几年短距离无线通信的发展,新兴的无线传感网技术为智能农业系统中的传感环节提供了有力的技术保障。
工具/原料
工业无线数传DTU;
智能农业无线监控系统;
方法/步骤
使用现在新兴的无线传输技术和高精度的传感器,根据农业生产劳作的特点,本着定位、定时、定量的原则实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统,其基本涵义是根据作物生长的土壤性状,调节对作物的投入,即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异,另一方面确定农作物的生产目标,进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”,调动土壤生产力,以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入,并改善环境,高效地利用各类农业资源,取得经济效益和环境效益。
智慧农业监控系统将物联网设备布设于农田、园林、温室等目标区域,网络节点大量实时地采集温度、湿度、光照、气体浓度等环境信息,精准地获取土壤水分、压实程度、电导率、pH值、氮素等土壤信息,这些信息在数据汇聚节点汇集,为精确调控提供了可靠依据。中心软件对汇集的数据进行分析,帮助生产者有针对地投放农业生产资料,智能地控制温度、光照、换气等动作,从而更好地实现耕地资源的合理高效利用和农业的现代化精准管理,推进我国耕地资源的高效管理和利用、农田管理水平和农业生产效能的提升。
智能监控系统由无线数据采集传感器、开关控制器、数据网关、电脑和网络服务器组成。网关与采集器和控制器采用才茂无线传输技术DTU进行无线连接,每个网关下面可同时连接上百个终端设备,且所有终端自动组网,同步工作。网关与PC或网络服务器则通过以太网或移动通讯网络连接。网关在系统中处于核心地位,所有传感器采集的数据都要汇集到监控中心,所有对终端的控制指令也都要通过监控中心向下发送。监控内置了强大的操作系统,可对网络和数据进行维护和储存。电脑通过网线或局域网直接登陆网关后,可进行系统设置、采集网络管理、查看数据、绘制图表、导出数据等操作。监控中心同时具备网络服务器功能,支持多用户同时登陆网络服务器对监控数据进行查看。
GPRS无线通信技术
GPRS(GeneralPacket Radio Service)是“通用分组无线服务”的英文简称,是中国移动开辟的无线移动服务业务。在许多方面具有明显的优势:
1)网络覆盖面广、接入范围大,系统构建便捷、运行成本较低等特点。
2)传输速率较高,理论数据传输速率可高达171Kbps。
3)登录和接入等待时间短,可快速建立连接。
4)提供实时在线功能,用户将处于“永远在线”状态,这将使访问服务变得非常简单、快速,几乎不会出现“掉线”或信息丢失现象。
5)计费合理,用户只有在发送或接收数据期间才占用资源,即使用户可以一直在线,但只按数据流量收取费用。
GPRS上述优势特点非常适用于间歇的、突发的、频繁的、小流量的数据传输,同时对偶有大流量数据传输也能承受。
系统功能:无线数据网关和网络服务器都提供了功能强大,且界面友好的软件。用户根据不同操作权限登陆网关或网络服务器后,可进行系统设置、采集网络管理、查看数据、绘制图表、导出数据等操作。
1)系统监控
所有用户登陆后都可对传感网内所有在网传感器的实时数据进行查看,并支持分类查看和检索的功能,针对选定的节点,系统可绘制曲线,方便用户研究数据短期趋势变化。
在查看历史数据方面软件也提供了很好的筛选功能,方便用户准确的掌握传感器数值变化,并可以用绘制曲线的方式进行趋势的研究。
2)设备管理
在此界面下用户可对无线传感网内的所有节点的认证、组网、拓扑结构和个性化信息进行管理。此部分是网关的核心,也是整套无线监控系统的核心,只有所有的无线采集器和控制器正常的组网后,数据上传和控制操作才能实现。
3)报警管理
在报警管理模块中,用户可以单独对某个采集器或批量对同类型的采集器进行报警的设置,内容包括数值上下限、是否开启报警功能、发送报警短信的手机号码以及报警的电子邮件地址。当有传感器超过预设的限定值时,在监控界面上会以红色对该节点进行标示,同时按照预设的报警方式进行报警。软件会对所有的报警进行记录,方便用户查看。
4)数据维护
软件提供数据维护的功能,其中包括所有传感器数据的导出备份,网关设置的导入导出,网络配置的导入导出等等。
5)控制管理
软件支持手动和自动两种方式对开关控制器进行控制。手动模式下,用户可通过界面上的按钮对如卷膜机、卷帘机、风机等设备进行开关控制。在自动模式下,系统将按照用户预先设定的策略对所有的设备进行控制。用户可以根据需求自己定义组合条件的控制策略。
6)系统设置
在系统设置模块中,用户可对网关工作模式进行设定,决定网关是否要与公网服务器进行通讯和数据上传。另外用户可在此模块中,对诸如网关的局域网IP地址、动态域名解析、GPRS等与网络连接有关的参数进行配置。