項目概述

對于規(guī)?；臏厥掖笈锓N植而言，單靠人工管理需要大量人手，耗力費時，并且存在難以避免的人工誤差。“水肥一體化+自動灌溉”是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理中的具體應用，通過采集終端及各類傳感器采集各類農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，通過無線傳感器網(wǎng)、移動通信無線網(wǎng)、有線網(wǎng)等實現(xiàn)信息傳輸，通過作業(yè)終端實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備控制與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程全監(jiān)控。
“水肥一體化+自動灌溉”通過物聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)實時傳感采集和數(shù)據(jù)存儲，能夠統(tǒng)計出植物生長對溫、濕、光、土壤的需求規(guī)律，提供精準的科研實驗數(shù)據(jù)；通過智能分析與聯(lián)動控制功能，能夠及時精確地滿足植物生長對環(huán)境和養(yǎng)分等各項指標的要求，達到大幅增產(chǎn)的目的；通過光照和溫度的智能分析尋優(yōu)與精確調(diào)控，使植物的生長遵循人工調(diào)節(jié)等，達到優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)之目的。進行土壤養(yǎng)分、墑情監(jiān)測，為作物選擇耕種方式提供指導；既能改變粗放的農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理方式，也能提高農(nóng)作物疫情疫病防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。真正實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化、管理智能化，使溫室大棚種植管理智能化調(diào)溫、精細化施肥，可達到提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、節(jié)省人力、降低人工誤差、提高經(jīng)濟效益的目的，實現(xiàn)溫室種植的高效和精準化管理。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應用有效地改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)粗放、低效的生產(chǎn)方式，促進了農(nóng)業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，加快了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化步伐，也生產(chǎn)了實實在在的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益，受到廣大農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)的歡迎。

整體系統(tǒng)功能概述

水肥一體化+自動灌溉應用系統(tǒng)通過流量傳感器對于種植大棚的耗水量以及肥料使用狀況進行監(jiān)測，通過光照強度、空氣溫濕度、土壤溫濕度等傳感器，對種植大棚的對應環(huán)境參數(shù)進行實時采集，LED展示，并進行分析。依據(jù)環(huán)境信息和分析結(jié)果，自動開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備(如遠程控制滴灌、開關(guān)卷簾等)。同時在蔬菜環(huán)境采集點以及園區(qū)管理布置攝像頭等監(jiān)控設(shè)備，適時采集視頻信號。用戶通過電腦或3G/4G手機，隨時隨地觀察現(xiàn)場情況、查看現(xiàn)場溫濕度等數(shù)據(jù)和智能調(diào)節(jié)遠程自動化設(shè)備。

水肥一體化系統(tǒng)

水肥一體化技術(shù)是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術(shù)。水肥一體化是借助壓力系統(tǒng)（或地形自然落差），將可溶性固體或液體肥料，按土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點，配兌成的肥液與灌溉水一起，通過可控管道系統(tǒng)供水、供肥，使水肥相融后，通過管道和滴頭形成滴灌、均勻、定時、定量，浸潤作物根系發(fā)育生長區(qū)域，使主要根系土壤始終保持疏松和適宜的含水量，同時根據(jù)不同的作物的需肥特點，土壤環(huán)境和養(yǎng)分含量狀況；蔬菜不同生長期需水，需肥規(guī)律情況進行不同生育期的需求設(shè)計，把水分、養(yǎng)分定時定量，按比例直接提供給作物。
水肥機采用旁路式接入灌溉網(wǎng)絡，施肥時只需要打開手動閥，同時啟動水肥的水泵就可以將肥料桶內(nèi)的肥液注入到灌溉管網(wǎng)，通過調(diào)節(jié)施肥機上浮子流量計與灌溉網(wǎng)絡的流量比值來實現(xiàn)精準施肥，用戶通過操作觸摸屏進行管控，控制器會按照用戶設(shè)定的配方、灌溉過程參數(shù)自動控制灌溉量、吸肥量、肥液濃度、酸堿度等水肥過程中的重要參數(shù)，實現(xiàn)對灌溉、施肥的定時、定量控制，節(jié)水節(jié)肥、省力省時、提高產(chǎn)量，專用于連棟溫室、日光溫室、溫室大棚和大田種植灌溉作業(yè)。

水肥一體化系統(tǒng)的優(yōu)勢

1.這項技術(shù)的優(yōu)點是灌溉施肥的肥效快，養(yǎng)分利用率提高?？梢员苊夥柿鲜┰谳^干的表土層易引起的揮發(fā)損失、溶解慢，最終肥效發(fā)揮慢的問題；尤其避免了銨態(tài)和尿素態(tài)氮肥施在地表揮發(fā)損失的問題，既節(jié)約氮肥又有利于環(huán)境保護。
2.水肥一體化技術(shù)使肥料的利用率大幅度提高。據(jù)華南農(nóng)業(yè)大學張承林教授研究，灌溉施肥體系比常規(guī)施肥節(jié)省肥料50%~70%；同時，大大降低了設(shè)施蔬菜和果園中因過量施肥而造成的水體污染問題。
3.水肥一體化技術(shù)通過人為定量調(diào)控，滿足作物在關(guān)健生育期“吃飽喝足”的需要，杜絕了任何缺素癥狀，因而在生產(chǎn)上可達到作物的產(chǎn)量和品質(zhì)均良好的目標。
4.大幅度節(jié)水，設(shè)施灌溉比傳統(tǒng)大水漫灌節(jié)水50%以上，其中滴灌最省水。

首部樞紐組成

1、儲水罐
任何一個灌溉系統(tǒng)，無論多大氣上檔次，水源才是要素，也是最基本的要素。水源的好壞，對于整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)等，都起到了關(guān)鍵性作用?，F(xiàn)場的水源主要來自井水，但是項目現(xiàn)場場地大，對水的消耗也大，所以必要的儲水也就尤為重要，項目現(xiàn)場已經(jīng)建有蓄水池，針對于用量的考量，增加一個70 儲水罐作為共水源，保證灌溉系統(tǒng)的正常運行。

2、主水泵
通過對現(xiàn)場的環(huán)境考察，1號水泵供應5個聯(lián)動大棚，采用1臺15KW的臥式離心水泵，過流量50m³/h，揚程50m，控制方式采用變頻控制，暫不做改動，2號水泵預計供應2個聯(lián)動溫室大棚，11個單體棚，面積較小于1號區(qū)域，擬用功率為11kw的臥式離心泵，過流量40m³/h，揚程38m。

3、恒壓變頻控制柜
變頻水泵控制柜系統(tǒng)通過測到的管道壓力，經(jīng)變頻器系統(tǒng)內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)器運算，調(diào)節(jié)輸出頻率，然后實現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。變頻器的頻率超限信號(一般可作為管網(wǎng)壓力極限信號)可適時通知變頻泵工作狀況。同時采集頻率和壓力通過無線GPRS模塊將數(shù)據(jù)上傳到平臺上。

4、過濾設(shè)備
級過濾系統(tǒng)：全自動反沖洗砂石過濾器
砂石介質(zhì)過濾器主要用來處理水中有機雜質(zhì)和藻類，主要適用于開放性水源如：水庫、池塘及渠道水的初級過濾，一般在其后面配備疊片式過濾器作為二級過濾。
第二級過濾系統(tǒng)：全自動反沖洗疊片過濾器
疊片過濾器主要用來細化水質(zhì)過濾效果，所以一般用于第二級過濾，疊片過濾器有手動/半自動/全自動三種沖洗方式，全自動反沖洗的控制器操作簡單，可根據(jù)壓差，時間或兩者組合對過濾器或工作站進行全面控制過濾效果更優(yōu)，疊片過濾器濾芯無須更換，壽命可達15年之久。

5、智能水肥一體機
廈門欣仰邦水肥一體機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括：控制柜、觸摸屏控制系統(tǒng)、混肥硬件設(shè)備系統(tǒng)、無線采集控制系統(tǒng)等。支持pc端以及微信端實施查看數(shù)據(jù)以及控制前端設(shè)備。
新普惠水肥一體化智能灌溉系統(tǒng)由上位機軟件系統(tǒng)、區(qū)域控制柜、分路控制器、變送器、數(shù)據(jù)采集終端組成。通過與供水系統(tǒng)有機結(jié)合，實現(xiàn)智能化控制。可實現(xiàn)智能化監(jiān)測、控制灌溉中的供水時間、施肥濃度以及供水量。變送器（土壤水分變送器、流量變送器等）將實時監(jiān)測的灌溉狀況，當灌區(qū)土壤濕度達到預先設(shè)定的下限值時，電磁閥可以自動開啟，當監(jiān)測的土壤含水量及液位達到預設(shè)的灌水定額后，可以自動關(guān)閉電磁閥系統(tǒng)?？筛鶕?jù)時間段調(diào)度整個灌區(qū)電磁閥的輪流工作，并手動控制灌溉和采集墑情。整個系統(tǒng)可協(xié)調(diào)工作實施輪灌，充分提高灌溉用水效率，實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電，減少勞動強度，降低人力投入成本。

水肥機參數(shù)：

大棚設(shè)備聯(lián)動控制系統(tǒng)

大棚設(shè)備聯(lián)動控制系統(tǒng)是專門為農(nóng)業(yè)溫室監(jiān)測、農(nóng)業(yè)環(huán)境控制而開發(fā)生產(chǎn)的自動控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)可以通過監(jiān)測基本的生態(tài)環(huán)境因子，如溫度、濕度、光照、土壤溫濕度、CO2濃度等，并利用手動、自動兩種方式啟動或關(guān)閉不同的執(zhí)行結(jié)構(gòu)（濕簾水泵、風機、電磁閥等），以適應不同生物生長繁育的需要，該系統(tǒng)的使用，可以使溫室運行于經(jīng)濟節(jié)能狀態(tài)，實現(xiàn)溫室的無人值守自動化運行，降低溫室能耗和運行成本，可以為植物提供一個理想的生長環(huán)境，并能起到減輕人的勞動強度、提高設(shè)備利用率、改善溫室氣候、減少病蟲害、增加作物產(chǎn)量等作用。

系統(tǒng)架構(gòu)

設(shè)備聯(lián)動控制系統(tǒng)主要有傳感采集控制部分、傳輸部分、應用平臺三部分組成，傳感采集控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)對溫室環(huán)境參數(shù)的檢測與環(huán)境調(diào)整機構(gòu)的控制，由傳感器、溫室控制器和執(zhí)行機構(gòu)組成。溫室控制器主要實現(xiàn)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)實時采集、處理與顯示，以及對溫室環(huán)境的調(diào)節(jié)，通過有線RS485通訊或無線GPRS通信模塊，將監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)傳輸?shù)娇刂浦行?，也可脫機工作。
軟件平臺為環(huán)境監(jiān)測與管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對溫室的遠程監(jiān)測與控制操作。軟件平臺可遠程實時監(jiān)控各傳感器數(shù)據(jù)以及執(zhí)行機構(gòu)的工作狀態(tài)并進行調(diào)控，用戶通過預設(shè)環(huán)境參數(shù)，達到系統(tǒng)自動控制的目的。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)

建設(shè)農(nóng)業(yè)園區(qū)道路及重點區(qū)域視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對園區(qū)道路及周邊遠程監(jiān)控能有效的防止外來生物對園區(qū)的生產(chǎn)活動的干擾和破壞，對園區(qū)內(nèi)的突發(fā)事件的及時處置和遠程指揮；對作物生長區(qū)域遠程監(jiān)控能對傳感設(shè)備采集信息的驗證和自動控制設(shè)備的準確把握，同時也是對生產(chǎn)人員的監(jiān)督和管理。
通過安裝監(jiān)控攝像頭，實時捕獲大棚作物生長的畫面，而后通過網(wǎng)絡將畫面數(shù)據(jù)傳輸給視頻處理設(shè)備并進行存儲。使用者既可以在PC 機液晶顯示器上看到實時畫面，又可以通過手機遠程訪問來觀看大棚的實時畫面。即可以幫助生產(chǎn)管理者遠程了解蔬菜生長狀況，也可以幫助農(nóng)業(yè)專家通過遠程監(jiān)控畫面了解蔬菜生長情況，解決種植中的病害難題。在連棟溫室中選擇合適位置安裝球機，該球機可旋轉(zhuǎn)，保證了大棚內(nèi)的任何角落都在攝像頭的可視范圍內(nèi)，圖像通過無線網(wǎng)絡或視頻線進行傳輸，該系統(tǒng)采用高精度網(wǎng)絡攝像機，系統(tǒng)的清晰度和穩(wěn)定性等參數(shù)均符合國內(nèi)相關(guān)標準。
網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的現(xiàn)場記錄可以加強對養(yǎng)種植現(xiàn)場的監(jiān)督，監(jiān)控設(shè)備能夠?qū)⒅苯硬杉降男盘柾ㄟ^ADSL等模式傳至互聯(lián)網(wǎng)，管理層可按不同權(quán)限級別觀看所監(jiān)看的圖像，可以隨時隨地通過網(wǎng)絡連接到種植區(qū)域視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)控。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)能對視頻服務器、鏡頭等設(shè)備分組管理；用戶資料、控制權(quán)限等資料集中管理；多畫面顯示/全屏顯示，支持攝像機、預置位輪巡；用戶可根據(jù)優(yōu)先級別控制攝像機、云臺動作；圖像移動偵測報警、錄像；可通過電子地圖查找設(shè)備、還具有放大、縮小、跳轉(zhuǎn)等功能；支持自動、手動錄像，屏幕抓拍；支持遠程報警、報警策略及聯(lián)動控制等。錄像畫面存儲全部采用中心存儲的方式，在物聯(lián)網(wǎng)管控中心機房配置大容量磁盤陣列，對所有視頻圖像進行15天*24小時的不間斷錄像存儲。后端工作人員在辦公室分別通過客戶端PC及大屏幕電視墻對示范區(qū)個生產(chǎn)基地內(nèi)的生產(chǎn)作業(yè)情況和棚間道路情況進行全面監(jiān)控，監(jiān)控畫面通過輪巡方式在電視墻上實時顯示；多部手機用戶可以不限地域進行實時瀏覽和控制。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管控中心

物聯(lián)網(wǎng)管控中心是整個園區(qū)的大腦中樞，負責監(jiān)視、控制、指揮、調(diào)度、優(yōu)化、管理整個綠谷農(nóng)業(yè)園林有限公司種植園區(qū)，通過分布在園區(qū)各處的傳感器和視頻設(shè)備，感知整個農(nóng)業(yè)園區(qū)的運營態(tài)勢，確保農(nóng)業(yè)園區(qū)的生產(chǎn)安全、運營高效、低碳環(huán)保，實現(xiàn)綠色、安全、暢通、智慧、優(yōu)質(zhì)的農(nóng)業(yè)園區(qū)。
物聯(lián)網(wǎng)管控中心也是一個向客戶集中展示農(nóng)業(yè)園各種生產(chǎn)信息的可視化場所，它集日常管理與指揮調(diào)度于一身，為更好發(fā)揮智慧農(nóng)業(yè)園提供各種增值服務，并通過對農(nóng)業(yè)園農(nóng)產(chǎn)品的全流程監(jiān)控，協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)安全、有序的運行。

大屏幕顯示系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)場特點，大屏幕顯示系統(tǒng)擬采用4×4超窄邊液晶拼接屏，液晶拼接屏具有較高分辨率、可調(diào)亮度和對比度、范圍寬，色彩還原真實，圖像失真小，亮度均勻，顯示清晰，系統(tǒng)操作簡單，維護方便，使用壽命長。在多臺屏幕拼接的時候不會影響整個拼接屏的拼接顯示效果，更適合拼接應用。

技術(shù)方案

基于統(tǒng)一交換接口的異構(gòu)多系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)對接技術(shù)。本項目涉及同各類生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)的內(nèi)部管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和接口對接，在滿足要求與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息化監(jiān)管信息平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)需求外。為實現(xiàn)各類系統(tǒng)以及檢測設(shè)備系統(tǒng)的有序?qū)?，本項目將采用基于服務總線的異構(gòu)系統(tǒng)對接方式，保障對接工作高效安全的同時，降低對接工作量，同時為將來接口進一步擴展提供余地。
基于云計算的面向農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云數(shù)據(jù)中心建設(shè)。本項目將應用云存儲、云虛擬化、云平臺、移動計算等技術(shù)，構(gòu)建以農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息化平臺數(shù)據(jù)庫為核心的集群化云數(shù)據(jù)中心，提供開放高效的云存儲服務，云虛擬主機服務，滿足各個基地和企業(yè)后續(xù)擴展帶來的海量數(shù)據(jù)和動態(tài)擴展的需求。

技術(shù)架構(gòu)

1.系統(tǒng)在設(shè)計上將采用C/S（客戶/服務器）、B/S（瀏覽器/服務器）和M/S（移動/服務器）一體化設(shè)計，將C/S、B/S、M/S三種體系結(jié)構(gòu)進行整合。
2.整個系統(tǒng)采用以B/S結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，結(jié)合C/S結(jié)構(gòu)+中間件混合應用的模式，充分發(fā)揮B/S和C/S架構(gòu)的優(yōu)點。技術(shù)上兼顧同一企業(yè)多基地等復雜管理模式的監(jiān)管需求。
3.物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將采用B/S架構(gòu)以及手機移動wap（主要基于android系統(tǒng)平臺開發(fā)的APP應用）訪問數(shù)據(jù)服務器的方式，應用系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境將用采用C#.NET技術(shù)進行應用系統(tǒng)的開發(fā)。前端信息獲取，信息傳輸，到信息處理都在物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的基礎(chǔ)下督導完成，在最終體現(xiàn)在應用系統(tǒng)中的各個模塊中，采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，Ajax技術(shù)等。

物聯(lián)網(wǎng)服務平臺

web端互聯(lián)網(wǎng)平臺
物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺，是在日常生產(chǎn)與科研管理規(guī)范的基礎(chǔ)上，將網(wǎng)絡、圖像、傳感、專家智能化等技術(shù)進行集成，建立了一套基于Web方式的生產(chǎn)管理、視頻監(jiān)控、氣象觀測、專家指導的信息平臺。它基于物聯(lián)網(wǎng)及云計算技術(shù)，能夠為用戶提供多終端（PC端、web物聯(lián)網(wǎng)瀏覽終端、手機客戶端等）數(shù)據(jù)瀏覽功能，同時提供監(jiān)測設(shè)備遠程交互、數(shù)據(jù)處理、儲存、統(tǒng)計、分析、報警、信息發(fā)布等服務。
該平臺以集中式分區(qū)化的方式為用戶提供便捷、經(jīng)濟、有效的遠程監(jiān)控整體解決方案。通過這種方式，用戶可以不受時間、地點限制對監(jiān)控目標進行實時監(jiān)控、管理、觀看和接收報警信息。
1.的用戶登錄管理方式，支持用戶名、密碼、驗證碼登錄，既方便又安全；
2.監(jiān)測站點數(shù)據(jù)直觀顯示、時間實時顯示、實時顯示值、最小值；
3．可視化數(shù)據(jù)查詢，方便分析及保存，可到處EXCEL表格文件，分析清晰明了；
4．多種曲線人性化顯示，符合各種分析查詢需求.
5.可實時查看后端設(shè)備的工作狀態(tài)，以及控制相應的后端設(shè)備，根據(jù)需求，手動點擊打開或關(guān)閉，方便快捷；
6.物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺上可設(shè)置相應的的控制邏輯，自動控制相應執(zhí)行設(shè)備，實現(xiàn)自動控制；
7．平臺功能任性化，可根據(jù)需求設(shè)定繼電器的閉合時間，保證現(xiàn)場設(shè)備的正常運行；

手機端應用系統(tǒng)
應用智能手機端，將網(wǎng)頁的數(shù)據(jù)查看、設(shè)備控制，圖表數(shù)據(jù)GIS、閾值設(shè)置等部分功能移動化，建立手機端信息化管理應用系統(tǒng)，在手機端實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的查詢?yōu)g覽、生產(chǎn)設(shè)備控制等，使相關(guān)工作人員可以隨時隨地遠程管理園區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)業(yè)務工作。