一、智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展背景

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。目前，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線傳感器監(jiān)測(cè)等技術(shù)日趨成熟，并逐步應(yīng)用到了智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)中，主要包括環(huán)境、動(dòng)植物信息檢測(cè)，溫室農(nóng)業(yè)大棚信息檢測(cè)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)監(jiān)控，精農(nóng)業(yè)中的節(jié)水灌溉等應(yīng)用模式。提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理效率、提升了農(nóng)產(chǎn)品的附加值、加快了智慧農(nóng)業(yè)的建設(shè)步伐。

二、農(nóng)業(yè)管理現(xiàn)狀及痛點(diǎn)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)作物的生長(zhǎng)與自然界的多種因素息息相關(guān)，其中包括大氣溫度、大氣濕度、土壤的溫度濕度、光照強(qiáng)度條件、二氧化碳濃度、水分及其他養(yǎng)分等等。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)作業(yè)過(guò)程中，對(duì)這些影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的參數(shù)進(jìn)行管理，主要依靠人的感知能力，存在著極大的不準(zhǔn)確性，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也就成為一種粗放式管理，達(dá)不到精細(xì)化管理的要求。

以傳感器與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的全方位環(huán)境監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中大受歡迎，并迅速推廣開(kāi)來(lái)。針對(duì)農(nóng)業(yè)的智能化管理，縱橫智控提供了智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

三、智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案概述

智慧農(nóng)業(yè)解決方案基于4G無(wú)線通信技術(shù)，通過(guò)RTU遠(yuǎn)程測(cè)控終端搭載相應(yīng)的傳感器及PLC設(shè)備，如空氣溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器等，實(shí)時(shí)采集空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2濃度以及光照度、PH值等環(huán)境參數(shù)，自動(dòng)開(kāi)啟、關(guān)閉或遠(yuǎn)程控制指定設(shè)備。可以根據(jù)用戶需求，隨時(shí)進(jìn)行處理，為設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動(dòng)監(jiān)測(cè)、對(duì)環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。

同時(shí)根據(jù)客戶應(yīng)用場(chǎng)景的不同，在智能硬件的基礎(chǔ)上連接不同的傳感器，可適用于不同的應(yīng)用，包括農(nóng)業(yè)溫室大棚、林業(yè)、漁業(yè)等。

按照整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸結(jié)構(gòu)，架構(gòu)可分為感知層、傳輸層、應(yīng)用層及用戶終端四個(gè)部分：

1、感知層主要是環(huán)境信息采集設(shè)備及設(shè)備自動(dòng)控制部分：包括空氣溫濕度信息監(jiān)測(cè)，土壤信息監(jiān)測(cè)，氣象信息監(jiān)測(cè)，視頻信息采集。

2、傳輸層主要是數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)：包括順舟自主研發(fā)的智能網(wǎng)關(guān)、無(wú)線連接設(shè)備等。

3、應(yīng)用層主要包括農(nóng)業(yè)大棚、林業(yè)、漁業(yè)等場(chǎng)景應(yīng)用；

4、用戶終端主要是信息發(fā)布與數(shù)據(jù)智能處理部分：包括智能手機(jī)、平板電腦、筆記本、PC機(jī)等。

四、智慧農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)功能

1、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

通過(guò)安裝于指定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、土壤PH傳感器、光合有效輻射傳感器、CO2傳感器等設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣的溫濕度、二氧化碳濃度、土壤溫濕度及PH值等相關(guān)數(shù)據(jù)；

2、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸

縱橫智控RTU遠(yuǎn)程測(cè)控終端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳向監(jiān)控中心，保證了數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

3、智能聯(lián)動(dòng)控制

聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)由加熱、噴灌、通風(fēng)、卷簾設(shè)備及其配套PLC設(shè)備組成，當(dāng)傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比超出臨界范圍時(shí)，控制器自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)硬件設(shè)備對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境加熱、澆水、通風(fēng)、卷簾加減光照輻射，實(shí)現(xiàn)作物生長(zhǎng)過(guò)程精確控制。

4、種植環(huán)境可視化

智慧農(nóng)業(yè)信息展示屏由液晶板拼接而成，用于展示農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)各傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景。

5、平臺(tái)軟件遠(yuǎn)程控制

整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存放于云端平臺(tái)，平臺(tái)可對(duì)采集的數(shù)據(jù)，建立分析模型，進(jìn)行智能化處理，優(yōu)化農(nóng)作物種植。

五、智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案優(yōu)勢(shì)

• 實(shí)用性：系統(tǒng)采用覆蓋廣泛的4G/2G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，必要時(shí)采用高增益天線，可確保網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。

• 實(shí)時(shí)性：采用最新的通信和軟硬件技術(shù)，建立了清晰和合理的系統(tǒng)架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)多線程通信，在幾秒時(shí)間內(nèi)，可以讓成百上千臺(tái)的監(jiān)控終端實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控中心，進(jìn)行集中監(jiān)視和遠(yuǎn)程調(diào)度，實(shí)現(xiàn)故障信息的及時(shí)報(bào)警。

• 穩(wěn)定性：設(shè)備采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，穩(wěn)定可靠，便于長(zhǎng)期的升級(jí)和維護(hù)，延長(zhǎng)系統(tǒng)的壽命；通過(guò)更新部件，能讓系統(tǒng)一直存在下去，而不至于整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失。

• 操作簡(jiǎn)易性：系統(tǒng)軟件功能完善，模塊化、圖形化設(shè)計(jì)，全過(guò)程全中文幫助，操作簡(jiǎn)單方便。

• 易維護(hù)性：系統(tǒng)可對(duì)監(jiān)控終端執(zhí)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程操作命令，包括遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)抄收、監(jiān)控終端復(fù)位、升級(jí)等。