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一、方案背景
农业大棚是一种农业现代化的种植模式,由于它的方便快捷,经济可观,被越来越多的种植户使用。农业大棚的发展,让反季节种植常规化,满足人们日常生活的需要。想要提高大棚内蔬菜水果的产量,就要为农作物提供适宜的生长条件,及时掌握棚内空气温湿度、土壤温湿度、氧气浓度和光照强度等参数的变化情况,并进行干预调节,实现农业大棚科学、智能化、高效率的管理。
农业大棚现存问题
1、生产数据采集滞后残缺、生产险情发现延误。
2、人工成本高、工作耗时长、生产效率低。
3、高度依赖人工操作,环境监测判断不准确。
4、环境因素影响植物生长、收益低。
二、方案简介
针对农业大棚的特点,建大仁科推出智慧大棚环境监控解决方案,该方案通过智能硬件、物联网、大数据等技术对传统的农业大棚进行升级改造,构建全程智能化的高效监测控制管理体系,依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、光照强度、土壤水分、氧气)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能告警、智能分析,为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。
该方案由多要素百叶盒、日光棚智能控制器、氧气传感器、土壤水分传感器、LORA485数据采集器、LORA阀门控制器、LORA网关、农业四情测报平台组成。
三、方案组成
多要素百叶盒
型号:RS-BYH-M
多要素百叶盒集空气温度、空气湿度、光照于一体,安装在百叶盒内,设备采用标准 MODBUS-RTU 通信协议,RS485 信号输出,通信距离可达 2000 米(实测)。
l 本产品体积小、重量轻,采用优质抗紫外线材质,使用寿命长,采用高灵敏度的探头,信号稳定,精度高;
l 关键部件采用进口器件,稳定可靠,具有测量范围宽、线形度好、防水性能好、使用方便、便于安装、传输距离远等特点;
l 采用专用的 485 电路,通信稳定,10~30V宽电压范围供电;
l 测量环境温湿度,测量单元为瑞士进口,测量准确,量程-40~120℃;
l 光照采集模块采用高灵敏度的感光探头,光照强度量程0~20万Lux。
日光棚智能控制器
型号:RS-RGPKZ
日光棚智能控制器带有1路卷帘机控制、1路上风口控制、1路下风口控制、2路预留继电器。可通过 APP 远程控制日光棚卷帘机、上风口、下风口等设备的控制,并可实时显示其工作进度,同时可以外接多要素百叶盒,实时显示农业大棚内温度、湿度、光照度数值,同时预留了两路继电器,方便客户后期拓展。
对于温度、湿度、光照度可设置其上、下限值,当数值超限时设备屏幕显示数值会变成红色,且蜂鸣器发出警报。设备温度可关联上风口继电器,当温度超上限时,上风口会自动开启 25%,当温度恢复到正常时,上风口会自动关闭。
LORA485数据采集器
型号:RS-485-LORA-2
LORA无线数据采集器是一款基于 LORA 无线扩频通信技术的工业级数据采集器,采用10~30V宽压供电,可通过485 总线可将我司所有的 RS485 型传感器(温湿度、水浸、断电检测、烟感等)接入采集器,并将数据实时上传至LORA网关,由LORA网关上传至我司提供的免费农业四情测报平台(farm.0531yun.cn)或者客户自己的服务器。
氧气传感器
型号:RS-O2-N01-2-25Vol
氧气传感器采用进口一线大品牌电化学氧气传感器,具有反应迅速灵敏、抗干扰能力强的特点,经过我司独有的补偿算法、多段标准气体标定,亦具有长寿命、高精度、高重复性和高稳定性的特点。
l 现场供电采用10~30V直流宽压供电,可适应现场多种直流电源;
l 量程 0-25%VOL,其他量程亦可定做;
l 测量精度高,可达±3%FS 以内,重复性可达 1%以内;
l 采用RS485 信号输出,标准 Modbus-RTU 通信协议、ModBus地址可设置,波特率可更改,通信距离 2000 米;
l 可选配高品质 OLED 显示屏,现场可直接查看数值,夜晚亦可清晰显示;
l 产品采用壁挂式防水壳,安装方便,防护等级高可应用于恶劣的现场环境。
土壤水分传感器
型号:RS-SD-N01-TR-1
土壤水分传感器是一款高精度、高灵敏度的测量土壤水分的传感器。通过测量土壤的介电常数,可测量土壤水分的体积百分比,符合目前国际标准的土壤水分测量方法,能直接稳定地反映各种土壤的真实水分含量。
l 测量精度高,响应速度快、互换性好;
l 受土壤含盐量影响较小,可适用于各种土质;
l 电极采用特殊处理的合金材料,可承受较强的外力冲击,不易损坏;
l 完全密封,耐酸碱腐蚀,可埋入土壤或直接投入水中进行长期动态检测;
l 精度高,响应快,互换性好,探针插入式设计保证测量精确,性能可靠;
l 采用RS485信号输出,标准 Modbus-RTU 通信协议、ModBus地址可设置,波特率可更改,通信距离 2000 米。
LORA阀门控制器
型号:RS-VPL-LORA-2
LORA阀门控制器是一款低功耗的脉冲阀门控制器。产品使用远距离,低功耗的技术LORA。
我司脉冲阀门通过脉冲信号控制灌溉阀门的开关,灌溉时不需要持续输出信号。阀门连接 LORA 阀门控制器与我司 LORA 网关搭配可对我司提供的脉冲阀门实现基于平台的远程手动开关,阀门定时开启关闭,实现关联采集设备进行自动控制,实现智慧联动,精准灌溉。
l 与我司网关搭配可实现秒开秒关阀门;
l 搭配网关可实现基于我司平台的远程手动开关,自动,定时等模式的设定;
l 通信距离可达视距 3000 米;
l 供电方面选择3.6V 锂亚电池即插即用,电池可更换,使用19000mah锂亚电池每天控制 3-4 次,可使用 3-4 年;
l 对自身的电量,信号,及实时数据通过 LORA 无线通信方式上传;
l 外壳采用 IP65 防护等级,可满足室外场合使用。
连接方式
多种控制阀可选配
LORA网关
型号:RS-LG-200-*
LORA网关可以配对32路采集器和32路无线阀门,进行3km的传输。采用LORA扩频通信技术,多信道通信,增强链路通讯稳定性,增加穿透及传输能力的同时采用特有加密技术确保不被监听、控制可靠,杜绝错误操作。直流 10~30V 宽电压供电,现场可采用电源适配器供电或太阳能供电系统供电,可上传至我司提供的平台或用户自己开发的平台,具有远程升级功能,可现场进行功能定制远程升级。
农业四情测报平台
farm.0531yun.cn
农业四情测报平台是集灌溉、虫情、苗情、墒情、孢子监测于一体的在线监控平台。
该平台可以通过账号密码在不同终端登录,实现对监测点位置、设备类型的实时监测,还可以通过手机、Pad、计算机等信息终端向管理者推送实时监测信息、历史数据曲线查看、告警信息,方便工作人员及时维护,提高其的稳定性和可靠性。
壤博士农业平台
为方便移动端用户监测数据,我司研发推出“壤博士”农业平台APP,使用与农业四情测报平台一致的账号密码登录,即可实时监测该账号下的设备数据,方便用户随时随地查看。
通过手机APP“壤博士”可一键控制上万个设备,支持设备故障、异常报警、离线告警、实时数据查看、历史数据查看等功能,功能强大。
四、方案优势
1、精准灌溉
该方案可通过土壤水分传感器监测的数据、不同植物的需水规律和需水量向植物提供精准灌溉,智能控制灌溉设备适时适量地灌水。科学有效地控制土壤墒情,并进行合理调度,做到计划用水、优化配水。
2、智能控制
该方案不仅可以实现自动灌溉,还可以远程控制日光棚卷帘机、上风口、下风口等设备的控制。保障大棚内各项环境指标趋于一个理想水平,使农作物生长具有良好的生长环境。
3、无线组网
该方案采用4G+LORA组网方式,其中LoRa网络具有传输距离远,工作功耗低,组网节点多,抗干扰性强,低成本等特点。在农业灌溉中不仅避免了布线的不便,还提高了节水灌溉控制系统的灵活性。
五、方案特点
1、实时监测
该方案可实时监测各个监测点的数据。
2、历史数据查询
可查询大棚内一个或多个监测站点的历史数据。根据需要选择相应的站点、时间范围和数据类型(小时数据、日数据、月数据、季数据)进行查询。
3、移动监管
支持手机客户端实时查看数据,实现监管人员远程监管和数据随时随地查看。
4、超限告警
当监测到任一数值超限时,平台会及时给添加在农业四情测报平台上的管理员手机号码以电话、短信、平台等多种方式发送告警信息。
5、实时地图
地图实时显示设备位置、在线状态及部分数据信息。
6、账号分级
支持账号分级管理,主账号下可分配多个子账号,账号等级不同,权限不同。