基于PAC農(nóng)業(yè)大棚智能溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

一、概述

農(nóng)業(yè)大棚智能溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)空氣溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤水分等環(huán)境參數(shù)，根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)需要進(jìn)行實(shí)時(shí)智能決策，并自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉指定的環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備。通過(guò)該系統(tǒng)的部署實(shí)施，可以為農(nóng)業(yè)生態(tài)信息自動(dòng)監(jiān)測(cè)、對(duì)設(shè)施進(jìn)行自動(dòng)控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)和有效手段。

大棚監(jiān)控及智能控制解決方案是通過(guò)可在大棚內(nèi)靈活部署的各類(lèi)無(wú)線傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，對(duì)農(nóng)作物溫室內(nèi)的溫度，濕度、光照、土壤溫度、土壤含水量、CO2濃度等與農(nóng)作物生長(zhǎng)密切相關(guān)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，在數(shù)據(jù)服務(wù)器上對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和智能分析與決策，并自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉指定設(shè)備（如遠(yuǎn)程控制澆灌、開(kāi)關(guān)卷簾等）。

二、項(xiàng)目需求

在每個(gè)智能農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部署無(wú)線空氣溫濕度傳感器、無(wú)線土壤溫度傳感器、無(wú)線土壤含水量傳感器、無(wú)線光照度傳感器、無(wú)線CO2傳感器等，分別用來(lái)監(jiān)測(cè)大棚內(nèi)空氣溫濕度、土壤溫度、土壤水分、光照度、CO2濃度等環(huán)境參數(shù)。為了方便部署和調(diào)整位置無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。大棚內(nèi)僅需在少量固定位置提供交流220V市電（如：風(fēng)機(jī)、水泵、加熱器、電動(dòng)卷簾）。

每個(gè)農(nóng)業(yè)大棚園區(qū)部署1套采集傳輸設(shè)備（包含路由節(jié)點(diǎn)、長(zhǎng)距離無(wú)線網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)關(guān)等），用來(lái)覆蓋整個(gè)園區(qū)的所有農(nóng)業(yè)大棚，傳輸園區(qū)內(nèi)各農(nóng)業(yè)大棚的傳感器數(shù)據(jù)、設(shè)備控制指令數(shù)據(jù)等到Internet上與平臺(tái)服務(wù)器交互。

在每個(gè)需要智能控制功能的大棚內(nèi)安裝智能控制設(shè)備（包含一體化控制器、擴(kuò)展控制配電箱、電磁閥、電源轉(zhuǎn)換適配設(shè)備等），用來(lái)接受控制指令、響應(yīng)控制執(zhí)行設(shè)備。實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚內(nèi)的電動(dòng)卷簾、智能?chē)娝?、智能通風(fēng)等行為的實(shí)現(xiàn)。

三、智能溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）總體架構(gòu)

系統(tǒng)的總體架構(gòu)分為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、智能數(shù)據(jù)處理平臺(tái)和遠(yuǎn)程控制四部分。

（2）智能溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有兩種典型配置結(jié)構(gòu)

■兩層網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)由兩類(lèi)點(diǎn)構(gòu)成：

無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，包括無(wú)線空氣溫濕度傳感器、無(wú)線土壤溫度傳感器、無(wú)線土壤含水量傳感器、無(wú)線光照度傳感器、無(wú)線CO2傳感器等；

無(wú)線網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，包括zigbee無(wú)線網(wǎng)關(guān)。

（3）傳感信息采集

在監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)線空氣溫濕度傳感器、無(wú)線土壤溫度傳感器、無(wú)線土壤含水量傳感器、無(wú)線光照度傳感器、無(wú)線CO2傳感器等傳感器均支持低功耗運(yùn)行，可為其它節(jié)點(diǎn)提供數(shù)據(jù)的自動(dòng)中繼轉(zhuǎn)發(fā)，以擴(kuò)大監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，增加部署靈活性。

傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)zigbee協(xié)議傳送到無(wú)線網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上，無(wú)線網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)路由節(jié)點(diǎn)或直接將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)平臺(tái)的服務(wù)器上。用戶可以通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)/無(wú)線網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大棚現(xiàn)場(chǎng)的傳感器參數(shù)，控制大棚現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)設(shè)備。

（4）大棚現(xiàn)場(chǎng)布點(diǎn)

大棚現(xiàn)場(chǎng)主要負(fù)責(zé)大棚內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的采集和控制設(shè)備的執(zhí)行，采集的數(shù)據(jù)主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的光照、空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤水分、CO2濃度等參數(shù)。

控制系統(tǒng)主要由一體化控制器PAC6800構(gòu)成、執(zhí)行設(shè)備和相關(guān)線路組成，通過(guò)一體化控制器可以自由控制各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行設(shè)備，包括噴水系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，噴水系統(tǒng)可支持噴淋、滴灌等多種設(shè)備，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可支持卷簾、風(fēng)機(jī)等設(shè)備。

四、系統(tǒng)配置