农业高科技园区智能监控管理系统.docx
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农业高科技园区智能监控管理系统
农业高科技园区智能监控管理平台
1. 概述
1.1 平台建设背景
随着信息技术与传感器技术的发展,示范园区信息化建设日益受到人
们的重视。
科技示范园信息化系统的建设不仅可以使得传统农业生产经营
方式发生根本改变,还在很大程度上提高了园区的农业生产管理水平,同
时也加速了现代农业的发展的步伐,可有效地推进了农业集约经营、品牌
建设与科技创新。
为了更大程度的发挥高科技示范园区的带头作用,科技
示范园区信息化系统的建设势在必行。
目前,日本、美国、德国等发达国家已率先利用现代化的信息通讯手
段,实施现代农业生产模式,建立了完善的农业信息体系,为其各自国家
农业现代化的建设提供了强有力的技术支持。
我国现代化园区建设尚处于
起步阶段,建设的经验还不成熟,科技示范园区的建设主要存在以下问题:
(1)科技园区基础信息不能及时获取,管理手段具有滞后性的特点;
(2)科技示范园形成信息孤岛,给信息的共享带来很大难度;
(3)没有整体的信息化管理平台,浪费人力、财力;
(4)不能有效的达到科技示范、推广的作用;
针对农业高科技园区信息化的发展瓶颈,沈阳巍图科技结合多年从事
农业信息化研究的经验,从实际出发研发了“农业高科技园区全面信息智
能监控管理平台”,该平台以布设在田间的传感器网络为基础,结合农业
专家知识库系统,可实现园区内环境信息、土壤信息、作物长势等信息的
实时监测,同时可根据预定条件,实现园区内整体信息的调控。
1.2 平台建设意义
该平台的建设可为农业科研、开发和成果转化提供前沿阵地和示范样
板,向全省乃至全国集中展示优良品种、高效种植、工厂化生产等现代农
业高新技术,加快农村产业调整,形成具有地方特色的设施农业、观光农
业、生态农业、外向型农业,创出自己的品牌,拿出“拳头”产品,进而
大幅度提高农业经济效益。
平台建设的意义在于:
(1)通过系统的建设,研究与示范持续农业增产增收的科学技术,提高农
业综合生产能力;
(2)通过系统的建设,研究示范农产品转化增值,推进农业产业化,实现
农业持续高效;
(3)通过系统的建设,更好地实现立体农业、设施农业、观光农业、节水
农业等高科技农业,提高农业科技含量;
(4)通过系统的建设,使效益农业与观光农业有机结合起来,实现农业效
益与园区文明建设的“双赢”。
2. 平台建设
为了充分发挥科技示范园区的功能特性,更好的推动当地农业现代化
的建设,XX农科院决定建立一套农业高科技园区智能监控平台。
2.1 平台建设要求
为了达到科研、示范、推广的目的,该平台的建设应该满足以下要求:
1、 气象信息监测:
该平台应实现园区内气象环境信息的监测,监测
的信息包括空气湿度、空气温度、风速、风向、雨量、蒸发、土壤温度、
土壤湿度、光照等九个要素。
2、 作物长势监测:
可实现园区内作物长势的实时监测、数据存储、
远程上传等,可对作物的发病情况进行实时记录。
3、 果树单株精准灌溉:
可实现4棵果树的单株精准灌溉控制,需实现
远程控制及本地控制两种方式,可实时监测果树生长的土壤环境。
4、 水产养殖信息监测:
可实现鱼塘内鱼类生长各个因子的监测,包
括:
水位、水温、生化需氧量(COD)、化学需氧量(BOD)、溶解氧含量、
水质PH、含盐量;
5、 畜牧养殖信息监测:
可实现养殖设施内动物生长各因子的监测,
包括:
空气温度、空气湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度、光照强度等参数
等;
6、 展示平台建设:
为了更好的实现园区管理,为方案决策的制定提
供便利,平台建设应包括3X4M电视墙,用于信息的实时展示、预警发布、
会议商讨等;
2
2.2 平台整体建构
为达到平台建设的要求,巍图科技从园区实际情况出发、结合多年从
事设施农业研究的经验,建立了”高科技园区智能监控管理平台”,该平台
主要包括气象信息监测模块、作物长势监测模块、果树单株精准灌溉模块、
水产养殖信息监测模块、畜牧养殖信息监测模块。
平台建设的整体框架图
如下:
高科技园区智能监控平台
气果作水畜展
象树物产牧示
信精长养养平
息准势殖殖台
监灌监监监建
测溉测测测设
模模模模模
块块块块块
2.3 平台建设
各功能模块具体功能及建设如下:
2.3.1 气象信息监测模块
用于实现该风向、风速、温度、湿度、气压、雨量、太阳辐射、蒸发
等常规气象要素。
为了实现该功能,平台建设需建立智能气象站一台,该
气象站的应具备以下特点如下:
1.测量精度高,无须人工参与;
2.数据采集密度可设置,从1秒~365天可随意设置;
3.通讯方式灵活,用微机下载监测数据;
4.节能设计,支持太阳能板供电,适于野外作业;
5.可扩展无线网络通讯功能,配无线通讯器通过GPRS网可实现远距离
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或异地遥测数据。
为此,该平台建设中我们选用巍图科技生产的WITU-WS
(1)气象站,其
主要的配置清单如下:
项目配件名称
数量 单位
备注
土壤水分传感器
土壤温度传感器
空气温湿度传感器
气象站传感器系列风向传感器
风向传感器
光照传感器
蒸发传感器
雨量传感器
数据采集控制器DMG-1 采集控制模块
无线传输模块
无线传输系统无线传输软件系统
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
个
个
个
个
个
个
个
个
个
个
套
土壤体积含水量
土壤温度
空气温湿度
液面蒸发
持续降雨量
采集控制模块
数据的无线传输
数据线
—— ——
太阳能板(带支架)
太阳能供电系统控制器
电瓶
气象站支架支架及固定设备
避雷装置
1
1
2
1
1
个
个
块
个
个
供电系统
2.3.2 作物长势监测模块
用于观测栽培对象即实验植株实时状况及局部病虫害发生、发展的情
况。
为了实现该功能,平台建设过程中在需在园区内布设10台视频摄像头,
通过无线方式,接入监控平台,系统架构图如下:
4
多点视频控制器
可控云台与摄像头
数字视频终端
Internet
数字视频终端
换
机
路
由
设
备
交
换
机
路
由
设
备
视频监控服务器
可控云台与摄像头
监控终端
大田栽培环境
监控终端
外地本地
主要使用的设备有:
项目
配件名称
数量 单位
备注
监控部分
传输部分
配件
视频摄像头
无线网桥
安装支架
电源线
10
10
10
若干
台
对
套
米
带云台可变焦
数据的无线传输
2.3.3 水产养殖监测模块
该功能模块基于公共网络、以高精度的传感器及执行设备为基础,遵
循分布式架构、集中管理的原则,实现了鱼塘养殖中环境因子(水位、水
温、生化需氧量(COD)、化学需氧量(BOD)、溶解氧含量、水质PH、含
盐量)的实时监测,具有建设成本低、扩展性好、维护方便等优点。
工控机
数据库
工控机
工控机
服务器
通讯机
无线通讯网络
……
监控终端1监控终端2监控终端3 监控终端N
畜产养殖只要使用的硬件设施如下:
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项目配件名称
数量 单位
备注
空气温湿度传感器
光照传感器
水位传感器
传感器部分水温传感器
PH 传感器
电导率传感器
BOD 传感器
COD 传感器
数据采集控制器数据采集控制模块
数据存储传输模块
无线传输模块
无线传输系统无线传输软件系统
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
个
个
个
个
个
个
个
个
个
个
个
套
空气温湿度
DMG-1
MSG-2
数据的无线传输
数据线————
安装配件支架及固定设备
避雷装置
1
1
个
个
2.3.4 畜牧养殖监测模块
该系统的建设以公共网络及高精度传感器为基础,可实现规划化养殖
设施内空气温度、空气湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度、光照强度等参数
的实时监测,为应对措施和执行命令的下达提供了数据基础。
电
源
转
换
系
大尺寸液晶屏 传输模块
采集控制模块
统
继
继
继
继
继
监控终端
电
器
电
器
电
器
电
器
电
器
空
气
温
度
传
感
器
二
氧
化
碳
传
感
器
氨
气
转
换
器
其
他
环
境
传
感
器
开
窗
系
统
风
机
湿
帘
系
统
补
光
系
统
加
热
装
置
传
送
带
清
粪
装
置
6
主要使用的硬件设施如下:
项目配件名称
数量 单位
备注
空气温湿度传感器
传感器部分二氧化碳传感器
氨气传感器
光照传感器
数据采集控制器数据采集控制模块
数据存储传输模块
无线传输模块
无线传输系统无线传输软件系统
1
1
1
1
1
1
1
1
个
个
个
个
个
个
个
套
DMG-1
MSG-2
数据的无线传输
数据线
—— ——
太阳能板(带支架)
太阳能供电系统控制器
电瓶
配件支架及固定设备
避雷装置
1
1
2
1
1
个
个
块
个
个
供电系统
2.3.5 果园智能化精准管理模块
系统通过对单株果树的精准管理,从而实现整个果园的智能化精准管
理,实现果园效益的最大化。
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图 10果园智能化精准管理系统结构图
该模块可实现以下功能
➢ 控制功能:
软件可按控制逻辑图完成各项控制中工作。
➢ 监视功能:
在正常的系统运转中,能监测各个控制部件的工作状态,
并显示在屏幕上。
➢ 手控功能:
当监测系统出故障不能发出正常指令时,操作人员可通
过主控计算机手工控制各控制部件的工作状态。
➢ 统计功能:
能统计出每棵果树的用水用肥量及过程曲线。
➢ 参数设定:
对果树生长所需要的含水量上下限、土壤电导率上限、
主管道电导率、主管道pH值等参数进行设定。
如果可能,则对整个
果树生育周期中的城需肥指标、年周期中的需水指标、年周期需肥
指标等进行设定。
该系统的使用,可以为果树提供一个理想的土壤环境,并能起到减轻
人的劳动强度、提高设备利用率、改善土壤质地、减少病虫害、增加作物
产量,提高作物品质等作用。
主要使用设备如下:
项目
配件名称
土壤水分传感器
数量 单位
4
个
备注
灌溉装灌
PH 传感器
单株灌溉控制器
4
4
个
套
数据采集控制器485HUB
数据存储传输模块
1
1
个
个
MSG-2
无线传输系统
无线传输模块
无线传输软件系统
1
1
个
套
数据的无线传输
数据线
—— ——
供电系统
开关电源
电磁阀
1
4
个
个
供电系统
配套设施
避雷装置
2.4 平台建设总体预算
平台建设的总体预算如下:
1
个
8
序号功能模块
项目
配件名称
数量 单位
- 配套讲稿:
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- 农业 科技园 智能 监控 管理 系统
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