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农业——精准种植+溯源+控制软件

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精准农业是基于现代信息技术发展成就的一次正在进行中的作物栽培学的革命,有人认为它是近代农业使用拖拉机以来最大的农业技术革命,人们希望通过精准农业技术体系的使用降低生产成本,提高和稳定农产品产量和质量,增加经济收入,减少环境污染。精准农业技术从实施过程来分大致包括农田信息获取、农田信息管理和分析、决策分析、智能控制决策的田间实施四大部分。

利用物联网技术、无线讯通技术、传感器技术自动控制技术,将精准农业科技园区蔬果种植中的关键要素,(如:空气的温度湿度及土壤的温度、湿度等)数据通过各种传感器动态采集。并利用无线网络通讯技术,将数据传送到精准农业物联网智能管理平台。使蔬果种植人员与农业专家通过电脑,手机,其他互联网设备就可以随时随地掌握农作物生产中植株生长信息与环境信息,及时采取控制措施,预防病虫害,提高农产品品质,增加种植效益。

同时把农业示范园区,公开透明的通过互联网展示在公众面前,更好的起到指导农业生产的模范带头作用。

一、项目整体架构

首先为农业科技园区搭建无线网络环境,使所有物联网精准农业相关的设备都通过无线网络连接起来,共同作用下达到管理人员对整个园区农作物生产实现:实时视频监控,生长信息检测,生产过程智能控制,产品终端追溯四大功能。

架构包括五大子系统和一个为各级用户登录、查询、管理的信息管理平台。五大子系统为:智能安防监控系统、智能温室环境监控系统,精准农业信息管理系统、精准农业智能控制系统、总平台观光农业远程示范展示系统。

系统架构图

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通过一个平台,四大系统、10个支撑应用使物联网精准农业园区,实现信息化、数字化管理。使管理人员,农业专家,消费者可以随时随地直观、高效、便捷查看园区的农业生产状况。

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二、实施方案

(一)基础网络的架设:

在信息化越来越重要的今天,互联网已经成为指导农业生产不可或缺的手段。为了让精准农业园区科学高效的种植生产,对于整个园区进行,无线网络覆盖。

通过建设一个中心基站主控中心,向四周定向发送和接收无线网络信号。在每栋大棚顶部架设一部全向天线(户外网桥)与中心基站无线信号联通,并经过无线路由对该区域经行wifi无线覆盖。

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无线网络覆盖的特点:

一次投入永久受益,无线网络覆盖建设的投入只是有线网络一半,并且每年的维护成本非常低廉。每年只需要租用一根企业级光纤就可以满足整个园区的网络需求。

在园区的每个地方都可以通过计算机,手机,或其他互联网设备查看整个园区的生产生活情况。

无线网络与宽带光纤相连,园区管理者和农业专家可以通过互联网随时随地查看,园区的实时视频,实时数据资料来管理和控制生产流程。

消费者也可以通过互联网对园区示范大棚,示范育种园的实时视频进行查看。

(二) 智能安防监控系统

根据该园区的现状与要求,我们设计此解决方案,主要详尽的概述了农业园区的智能化安防监控管理系统所体现的功能和具体工作流程计划。

1. 背景介绍:

合理的需求分析是智能化系统成败的关键,智能监控系统的建设不是智能化系统的简单堆砌,而是适用智能化监控系统的合理配置和优化组合并综合应用和服务。

2. 设计原则:

先进性及成熟性:系统组成及设备选型与当前的技术发展潮流相吻合,代表当前视频监控系统的先进水平,保证系统的技术寿命及后期投资的可延续性。选用技术上成熟的产品,最大限度的满足系统当前使用和未来发展的需求。

实用性、稳定性、可靠性:系统力求实用可靠,操作尽量简单直观,使用维护方便,能长期稳定工作。

开放性和扩张性:系统的设计采用开放式原则,便于升级换代,随着技术发展,系统可得到不断的完善和提高。系统充分考虑功能扩展性和技术升级性,在未来的较长时期内都能满足需求。在系统及设备配置上考虑留有余量,满足在系统扩容及更换部分设备时的通用性和可替换性。

3. 系统组成

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主要由实施视频监控,云台控制,视频压缩录像构成。使整个园区达到最高效、最便捷、无监控死角、实时预警的智能化立体式安防监控系统。

1. 视频监控系统主要由图像部分、传输部分、控制部分、显示和记录部分组成。视频监控是整个智能安防系统的基础,通过视频图像的采集,直观的显示园区的整个生产生活状况。通过对园区主要区域的视频摄像头,向数据中心传输采集实时的视频图像信息,还可以进行录像,录下报警时现场的情况,供分析研究使用。

4.施工方案

A.视频监控

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视频监控网络架构图

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视频管理系统组成及功能介绍:

1) 360度红外周边防卫视频监控摄像头:摄像头的设置既要保障整个园区周边的设施安全,又要维护园区内部环境的安全性。根据实际要求具体情况,在园区内部、主要出入口、主要的活动场所内分别设置高清网络摄像头,对园区的整个生活,道路状况全方位实时监控。

2)户外枪式摄像头:在锅炉房大门口,与办公区广场设置户外枪式摄像头。主要保障锅炉房附近,与办公区周边安全。

3)室内云台摄像头:对办公室大门口进行监控。

4)室内枪式摄像头:对办公室长廊,与培训教室进行监控。

5)普通大棚:用室内枪式摄像头,斜对角对射方式安装监控整个大棚的生产情况。,

6)育种展示棚:用高清枪式摄像头与室内云台摄像头对棚内情况进行监控与展示。

7)联动温室:用云台摄像头与枪式摄像头对温室内情况进行实时监控。

8)硬盘录像机主机可以对全部图像进行录像,并通过增加硬盘,可以对录像保存相应的天数。

9)总控室指挥中心设置电视背景墙,对监控区域分屏显示实时监控情况。

10) 总控室指挥中心设置监控服务器,对所有监控捕捉的可疑图像经行分析处理后及时提示报警。

无线网络视频监控的特点:

实时数字成像,实现高清晰,高稳定,高压缩比

无线网络覆盖,低能耗,易维护

手机,移动互联网设备,监控机房多渠道同时监控

智能化分析处理,自动报警

红外预警,高速捕捉,立体式安防模式

系统工作流程

各种视频采集设备通过无线网络覆盖技术采集视频信息,采集会的数据通过各级网桥汇集到多层交换机,通过企业及路由器,全部传回到主控制服务器,主控服务器整合数据信息后,在电视墙分屏显示园区各个摄像头采集会的视频信息。

智能温室环境监控系统

对温室大棚内的安防与环境监控,在温室中安装固定机位的枪式摄像头与360度云台摄像头,对整个大棚区域进行巡回监视,当指挥室发现异常闯入时,启动预警警报,棚内扩音喇叭会自动播放警告音。提示安保人员尽快解决处理。

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注释:具体摄像头位置,数量安装施工时,根据现场环境实时协商调整。(详图见施工方案图纸)

(三)精准农业信息管理系统

精准农业信息管理系统:主要包括信息检测与预警系统、专家远程视频指导系统、终端销售物联网追溯系统三大部分组成。通过实时视频监控,实时环境监控和关键信息数据采集等手段,达到现代化农业生产的:可视,可控,可查,可追四大目标。

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信息检测与预警系统:

对种、肥、药采购信息采集建立数据档案。大棚种植实时监控(实时大棚视频影像监控,大棚温湿度、光照、土壤等数据监控)。种植过程预警(对采集回监控数据进行分析处理,如达不到种植要求,及时报警。

专家远程视频指导系统:

专家通过互联网远程访问基地无线摄像头及传感器设备,可以随时随地指导基地的蔬果种植和病虫害防治。

精准农业智能化控制

精准农业智能化控制,主要是通过精准农业信息管理系统,各类传感器所采集回来的种植过程中的关键信息与专家指导意见向结合,对所有信息数据进行分析后利用无线传感器网络自动控制温室各个生产设备电磁阀开启,来智能调节农业种植生产过程。

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(四)农产品终端销售物联网追溯系统:

在产品出厂包装时,为蔬果产品贴上唯一产品编码的防伪二维码标签,在消费者买到产品后,可以通过手机app,或者web网络查询防伪追溯码,对园区生产的蔬果进行溯源。对每个展示棚,种植哪些蔬菜品种,种植时间,成熟时间都有记录与展示。管理人员可以在信息管理系统中查询,普通用户也可以在观光展示系统中,直观的查看各个棚中的蔬菜品种生长情况。

(五)观光农业远程示范展示系统

为农业园区建立一个网络虚拟展示大厅,消费者通过这个虚拟大厅可以直观的查看整个园区的生产生活过程。

消费者可以通过实时视频摄像头对每个展示大棚的实时生产状况进行查看,也可以查看整个蔬菜的种植环境数据,还可以蔬果新品种展示区,查看农业园区生产的特色蔬菜,了解其具体特点。消费者还可以通过网络预约园区的观光采摘项目。

(六)Demo展示

普通用户界面:

系统介绍:

公众通过web互联网,可以访问园区网站。网站由园区介绍,虚拟大厅,产品追溯,采摘预约四大栏目和园区实景实时视频展示区构成。

公众点击栏目可以查看相应的栏目内容,点击实景视频展示区域不同位置,则调用该位置的摄像头实时视频展示该区域的当下情况,同时显示该区域内植株生长环境实时数据。

系统用户登录:

智能安防视频监控

系统介绍:

园区用户登录后,页面右侧显示登录专用功能按钮,点击视频监控/录像,切换到视频监控功能页面,在实景展示图上,点击相应的视频摄像头,则弹出显示该监控区域的实时视频。如需查看视频录像,再次点击视频监控按钮,切换到录像查看功能,这时点击需要查看的摄像头,在选择查看的日期,与查看起始时间与结束时间,就可以调取录像了。

信息管理

系统介绍:

登陆用户点击信息管理按钮,切换到信息管理界面,在该界面点击要查看的大棚区域则显示该区域实时的植物生长环境信息数据,也可以根据查询条件,查询这个区域特定时间内的环境数据。

再次点击信息管理与查询按钮,切换到信息管理功能模块。弹出三个系统菜单按钮,选择相应按钮可以进行生产资料的采购调配管理系统,物流订单管理系统,与专家远程视频会诊指导系统。

智能控制

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系统介绍:

登录用户进入系统后,看到页面左侧有喷灌,光照,通风,土壤营养四个功能按钮,点击相应的按钮。显示联动温室的实时视频与环境信息数据,根据需求选择设备启动时长与输送量。联动温室的设备将启动。也可以点击右侧智能控制按钮,来切换到自动模式。在自动模式选项框中预设设备启动条件后。当计算机判定达到设备启动要求,设备自动启动。


下载:数字化精准农业系统建设方案201609.doc