第2章 系統方案設計
2.1概述
  近年來，溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來極大的便利，得到了迅速的推廣和應用。種植環境中的溫度、濕度、光照度、CO2濃度等環境因子對作物的生產有很大的影響。傳統的人工控制方式難以達到科學合理種植的要求，目前國內可以實現上述環境因子自動監控的系統還不多見，而引進國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統價格昂貴，不適合國情。
   針對目前大棚發展的趨勢，提出了一種大棚智能監控系統的設計。根據大棚智能監控的特殊性，需要傳輸大棚現場參數給管理者，并把管理者的命令下發到現場執行設備，同時又要使上級部門可隨時通過互連網或者手機信息了解區域大棚的實時狀況。基于GPRS的智能大棚監控系統使這些成為可能。
農業溫室大棚監控系統通過實時采集農業大棚內空氣溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤水分等環境參數，根據農作物生長需要進行實時智能決策，并自動開啟或者關閉指定的環境調節設備。通過該系統的部署實施，可以為農業生態信息自動監測、對設施進行自動控制和智能化管理提供科學依據和有效手段。
2.2建設目標
      在農業信息化和智能化的技術應用上，通過網絡技術、感應技術、應用開發技術與互聯網絡的結合，使得農業生產的精細化、遠程化、自動化成為可能。實現農業相關資源信息的收集、監測和分析，為政府管理部門、農業生產部門、農業生產者和管理者提供及時有效、準確可靠的信息服務和決策支持服務，對于進一步解放生產力，實現農業生產和農村經濟的可持續發展都具有重要的意義。科學技術是第一生產力，基于本方案,將實現農業種植精細化、自動化.
通過物聯網技術實現精細化、半自動化的溫室種植方式；通過信號采集技術、傳感器及控制技術、視頻監控技術實現遠程、高效、精細的農業技術服務；通過信息技術提升設施農業生產科學管理水平，促進設施農業生產管理由粗放型向精細型模式轉變。
智能農業環境測控系統的成功應用，減輕了維護人員的巡視和檢修負擔，提高了系統的可靠性；全農業走向了智能化,網絡化, 自動化.更為重要的是融合了先進的管理措施，把各自獨立運行的設備有機的結合起來，實現無人值守或少人管理，節省了人力,物力,財力.
機技術對溫室環境內的空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照、CO2濃度等溫室因子進行測量與采集，運用溫室環境自動監測軟件，并結合溫室環境調控設備，有效地進行預警管理，為溫室內作物生長提供重要的決策依據。
2.3項目需求
        在每個智能農業大棚內部署空氣溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤含水量傳感器、光照度傳感器、CO2傳感器等，分別用來監測大棚內空氣溫濕度、土壤溫度、土壤水分、光照度、CO2濃度等環境參數。為了方便部署和調整位置，所有傳感器均應采用24V供電、485數據傳輸。
(一) 對大棚作物種植狀況進行管理，根據種植作物的不同，在系統中分別設定每個大棚或每批大棚的土壤及空氣的溫濕度和二氧化碳指標范圍，陽光照度等參數便于指導農戶科學種植；
(二) 通過土壤及環境感應器可檢測空氣及土壤中的溫濕度、二氧化碳的含量，當檢測值超過設定的參數指標時，系統通過短信及屏幕提醒的方式提醒農戶、技術員及其他管理或操作人員；
對大棚作物種植狀況進行監控，通過視頻可觀察作物的生長情況，對綠色無公害農產品的生產過程進行視頻追溯及展示，農業技術人員通過互聯網對農作物病蟲害的進行遠程視頻診斷，農業技術人員通過調閱網絡視頻對農戶生產管理技術進行現場指導。

  監測對象：  

大棚  溫濕度傳感器X個；

  監測內容：

溫度、濕度值。控制卷簾

  監測頁面

2.9.2照度監控系統

     采用具有較高靈敏度的感光探測器，配合高精度線性放大電路，經過嚴密檢測、生產的具有多種光照測量范圍和信號輸出類型的實用型產品。變送器外殼采用壁掛安裝設計，采用嚴密的防水接線盒,不但結構精致、外型美觀，而且還具有較好的防水性能。監控大棚照度值通過485通訊控制卷簾使大棚內照度滿足生長植物的需求

  監測對象：  

大棚  照度變送器X個；

  監測內容：

監測照度值。控制卷簾

2.9.3   空氣氣體監控

            數字RS485輸出檢測環境的CO2濃度來控制通風，可以節省能源30%以上。這款變送器采用進口先進紅外技術傳感器，工作更加穩定可靠。監控大棚氣體濃度值控制風機使大棚達到適合植物的氣體濃度

2.9.4土壤水分，土壤溫度監控

土壤傳感器體積小巧化設計，攜帶方便，安裝、操作及維護簡單；結構設計合理，不繡鋼探針保證使用壽命；外部以純膠體封裝，密封性好，可直接埋入土壤中使用，且不受腐蝕；土質影響較小，應用地區廣泛；測量精度高，性能可靠，確保正常工作；響應速度快，數據傳輸效率高。

2.9.5 門禁監控系統

門禁系統包括門管理、卡管理、準進卡設置，它是一個可以脫機獨立運行的系統，預警監控系統出現任何問題都不會影響門禁系統的使用。門禁控制器自身應帶有后備電池，可以確保在停電后不會丟失任何刷卡信息和權限管理信息。

進出卡中包含的用戶信息應包括卡號、用戶名、有效日期、卡有效狀態等信息。管理人員可以對進出卡的注冊、授權、注銷、掛失等操作實現對人員進出權限的控制。當出現異常情況時，系統具有報警功能。如：強行開門、門長時間不關、設備被拆、失竊用戶卡或無效的卡開門等，系統會發出報警信號，實時顯示案發地點，同時保存記錄。

  監控對象：

溫室大棚 門禁監控；

  監控內容：

人員進出資料，包括開門時間、門名稱、人員姓名等；

實時監控門的開關狀態，門開超時信息；

遠程開關門；

巡檢機房記錄查詢；

集中發卡管理；

  監控頁面

2.9.6 視頻監測系統

圖像系統可同時觀看多路彩色圖像，存儲、查詢、播放視頻錄像，系統記錄的圖像信息包含圖像編號/地址、記錄的時間和日期，監視或回放的圖像清晰、穩定，顯示方式滿足安全管理要求。系統能手動切換對視頻輸入信號在指定的監視器上進行固定或時序顯示，在供電中斷或關機后，保存所有編程信息和時間信息，具有視頻丟失檢測示警能力，中心機房可與某一下級機房進行音頻通話或對所有下級機房進行音頻廣播。視頻監控數據保存在本地機房硬盤錄像機DVR，1CIF畫質圖像每路每小時占用存儲空間約230MB，保存八畫面15天占用視頻存儲容量為230*24*15*8=576000MB=648GB，可配置1TB容量的監控硬盤，4CIF或D1畫質圖像每路每小時占用存儲空間約675MB，保存八畫面15天占用視頻存儲容量為675*24*15*8=1.85TB，可配置2TB容量的監控硬盤。

  監控對象：

溫室大棚  數字錄像機 X臺，攝像頭X個

  監控內容：

多路彩色圖像實時預覽與錄像

視頻丟失檢測告警

語音對講