大田种植系统

基于物联网技术

的大田种植监控管理系统

班级：物联网

指导教师：余攀

实训地点：软件工厂A区

时间：2014年4月15日

目录

一、建设背景 (3)

二、方案概述 (3)

三、系统功能描述 (4)

（一）智能感知层 (4)

（二）传输网络 (4)

（三）运维管理平台 (4)

（四）应用平台 (4)

四、系统架构 (4)

五、系统网络拓扑 (6)

六、各子系统设计 (6)

（一）感知层 (6)

（二）传输层 (7)

（三）网络层 (7)

（四）应用层 (8)

七、工程造价表 (8)

一、建设背景

物联网是一个新兴行业，被世界公认为是继计算机互联网之后的第三次信息革命浪潮，我国种植业发展正处于从传统向现代化种植业过度的进程当中，急需用现代现代物质条件进行装备，用现代科学技术进行改造，用现代经营方式去推进，用现代发展观念引领。如今将现代物联网技术运用于传统农业，就是要为传统农业插上腾飞的翅膀，促使其转型升级。随着相关理论、技术的进一步成熟，物联网必将成为“数字农业”建设中的决定力量，极大提高农业信息化的水平和程度。因此，种植业物联网的快速发展，将会为我国种植业的发展与世界同步提供一个国际领先的全新的平台。为传统种植业改造升级起到推动的作用。

基于物联网的大田种植监控管理系统，针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点，利用物联网技术，采用高精度土壤温湿度传感器和智能气象站，远程在线采集土壤墒情、气象信息，实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策、远程/自动控制灌溉设备等功能。

四川省成都市温江区大田种植示范区响应政府的规划，政府投资，当地农民集中实施的高科技农业示范区，示范区位于成都市温江区，当地为典型的亚热带疾风气候，四季分明，七月份平均气温35℃，平均降雨量400mm,一月份平均气温9℃，平均降雨量30mm。全区占地500亩，与一小型水库相邻，可保证充足用水。其中380亩地势平坦，被修整成边长100m的正方形，规划为粮食种植区，其余的已装有混凝土拱架塑料大棚，作为有机蔬菜种植区域。现计划在该整片种植区域安装基于物联网技术的全方位随时监控管理的大田种植系统，作为农业示范区域，以便以后在整个成都片区实行推广。

二、方案概述

本系统针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点，利用物联网技术，采用高精度土壤温湿度传感器高清摄像头，远程在线采集大田土壤墒情、土壤温湿度、光照强度等，实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策、远程/自动控制灌溉设备等功能。

基于物联网的大田种植的监控管理系统，根据信息化建设的标准流程，结合“种植业标准化生产”的要求，方案内容主要分为大田种植感知层、传输层、大

田种植物联网服务平台和大田种植应用层等。

三、系统功能描述

（一）智能感知层

主要包括大田生态环境传感器、土壤墒情传感器、气象传感器、农田检测传感器，田间移动数据采集终端等。重点实现对大田作物生长、土壤状态、气象状态和病虫害的信息进行采集。

（二）传输网络

传输网络包括网络传输标准、PAN网络、LAN网络、WAN网络。通过上述网路实现信息的可靠和安全传输。

（三）运维管理平台

（包括墒情预报、灌溉远程/自动控制、农田水利管理）该平台通过远程对采集和传输过来的数据进行分析，从而控制各设施智能运作。

（四）应用平台

我们可以通过手机、PDA、计算机等信息终端接收农田墒情信息、气象信息，并可远程控制灌溉设备。对政府管理部门而言，则可以通过该平台，提升农情、农业气象、农田水利的综合管理水平。

四、系统架构

五、系统网络拓扑

六、各子系统设计（一）感知层

（1）无线传感网络

气象检测：使用3G网络传输的气象站

气象传感器：五要素气象传感器是我公司结合多年气象产品开发经验，根据现场实际情况开发的一款多功能气象传感器。该传感器集风速、风向、温度、湿度、气压五种气象要素为一体，他具有结构紧凑、无任何移动部件、坚固耐用、安装方便、免维护的特点，是针对目前气象产品种类繁多、现场安装维护不方便而专门设计的一款智能化传感器。本传感器功耗低，可配备太阳能充电板，应用于移动气象监测。

Zigbee网络组网网关：Zigbee—3G

ZigBee节点是可以组建Mesh网络的，设置一个ZigBee节点为网络协调器，其他每个ZigBee节点都可以当做路由节点来使用，也可以设置为终端节点但是就失去了路由功能。

气象站：采用PC-4型便携式自动气象站。

气象站可采集温度、湿度、风向、风速、太阳辐射、雨量、气压、光照度、土壤温度、土壤湿度、露点等多项信息并做公告和趋势分析。

（2）视频监控

摄像机：WIFI传感网络，对检测到的图像信息使用WIFI进行传输

（3）设备供电

设备供电系统由最新的太阳能供电，AC 220V、DC 12V或者太阳能供电。（二）传输层

（1）网关：

3G无线网关：将Zigbe信号转化为3G信号进行传输

（2）路由器，交换机：

3G无线路由器、交换机，用于传输局域网和广域网的数据

（3）供电设备：

采用标准220V电源供电

（三）网络层

(1)终端服务器：

采用电脑作为服务器终端

(2)云服务平台：

采用云服务器，对大量的信息进行处理和保存

(3)监控中心：

采用球机型无线WIFI摄像机对大田的情况进行采集

(4)供电方式：

采用220V标准电压供电

（四）应用层

(1)电脑终端：

采用台式电脑或者笔记本电脑作为应用层终端

(2)手机终端：

采用智能手机作为终端，对采集的信息进行处理

(3)供电方式：

220V标准供电

七、工程造价表