藍(lán)莓物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控系統(tǒng)

藍(lán)莓物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控系統(tǒng)一、模式應(yīng)用情況基本建設(shè)情況示范園一起位于屈家?guī)X郭家灣，占地2000畝，分為種植區(qū)、育苗區(qū)和觀光采摘區(qū)，其中：種植區(qū)1800畝，主要定植國內(nèi)領(lǐng)先南方適種品種；育苗區(qū)200畝，全部用于藍(lán)莓缽苗培育，并引進(jìn)全球領(lǐng)先品種進(jìn)行適種性研究和培育；觀光采摘區(qū)50畝，栽植五年生成年藍(lán)莓樹。進(jìn)入成熟期后，育苗區(qū)每年繁育藍(lán)莓苗木500萬株，種植區(qū)年產(chǎn)藍(lán)莓1500噸。沃林農(nóng)業(yè)（荊門）有限公司作為佳沃藍(lán)莓在屈家?guī)X的項目主體，成立于2013年2月，注冊資金1千萬，由李春雷擔(dān)任法人。作為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的代表，佳沃農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和信息化極其重視，于2014年6月在屈家?guī)X農(nóng)水局的項目資金支持下，對藍(lán)莓種植區(qū)在機(jī)械滴管的基礎(chǔ)上進(jìn)行了100畝的智慧農(nóng)業(yè)的升級改造。安裝設(shè)備及技術(shù)由浙江睿思特公司提供。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及產(chǎn)品使用情況目前基地100畝示范區(qū)使用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及產(chǎn)品情況介紹如下:系統(tǒng)名稱產(chǎn)品名稱功能及參數(shù)說明來源價格物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控系統(tǒng)種植物聯(lián)網(wǎng)三參數(shù)信息采集節(jié)點箱匯總傳感器米集的數(shù)據(jù)并進(jìn)行無線傳輸?shù)娇刂葡?。采集?shù)據(jù)包括土壤pH、土壤濕度數(shù)據(jù)。睿思特自主生產(chǎn)10000接入節(jié)點箱匯聚信息、無線傳輸模塊，包括太陽能板/支桿睿思特自主生產(chǎn)4500農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專用設(shè)備控制箱農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專用控制箱對節(jié)點箱米集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行控制，擬采用32路控制箱睿思特自主生產(chǎn)30000

視頻監(jiān)控設(shè)備紅外智能網(wǎng)絡(luò)球機(jī)采用高性能傳感器，圖像清晰，最大分辨率可達(dá)1920x1080，20倍光學(xué)變倍，16倍數(shù)字變倍，200萬像素，可通過瀏覽器和客戶端軟件觀看圖像并實現(xiàn)控制?？低?600網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)支持幾余錄像，支持ANR技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)斷網(wǎng)智能補(bǔ)錄功能；支持最大16路1080P同步回放及多路同步倒放；支持8個SATA接口，1個eSATA盤庫，可用于錄像和備份；?？低?800智能灌溉電磁閥套件電磁閥、閥門控制器、太陽能自動電控裝置、首部收發(fā)RTU、中繼裝置新疆石達(dá)賽26000配套設(shè)備安裝所需立桿、光纖、管材、線材、設(shè)備箱、存儲硬盤等輔材3.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用解決方案農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺的整體架構(gòu)：系統(tǒng)由傳感器節(jié)點、數(shù)據(jù)采集節(jié)點、控制節(jié)點箱、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)平臺等組成，每個采集節(jié)點集數(shù)據(jù)采集和自組網(wǎng)路由功能于一體，不僅能對本節(jié)點下的傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和收集，并可對其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行中繼傳輸，與其他節(jié)點寫作完成一些特定任務(wù)。并通過數(shù)據(jù)采集器，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)數(shù)據(jù)上傳至平臺（基于系統(tǒng)功能實現(xiàn)）。如圖所示：1）系統(tǒng)感知層系統(tǒng)感知層位于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的最底層，是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)，是數(shù)據(jù)收集的信息源，由部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場各種分散的傳感器節(jié)點組成，并通過數(shù)據(jù)采集器將各種環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)上傳至系統(tǒng)平臺。2）網(wǎng)絡(luò)傳輸層根據(jù)大量的實際調(diào)研和項目實施經(jīng)驗，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場大多都處在偏遠(yuǎn)的郊區(qū)，無線通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋存在盲區(qū)，并且存在多數(shù)農(nóng)場存在電源短缺、傳感器部署分散等諸多問題，研究設(shè)計有效能量控制的數(shù)據(jù)收集與路由協(xié)議，采用自組網(wǎng)、低功耗的Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，采用菱形網(wǎng)格劃分方式，首先把傳感器區(qū)域分成一個個的菱形網(wǎng)格，然后將每個傳感器節(jié)點布置在菱形網(wǎng)格的頂點上。保證在傳感器區(qū)域?qū)崿F(xiàn)完全無縫覆蓋。3）支撐層支撐層主要是基于Trust應(yīng)用軟件平臺，一般運(yùn)行于PC或PDA上，主要負(fù)責(zé)對匯聚節(jié)點傳過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括采集、分析、存入數(shù)據(jù)庫、查詢等。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下不受單個節(jié)點失效、通信鏈路失效和節(jié)點移動影響的查詢處理技術(shù)?；谠摷夹g(shù)的查詢處理算法，可滿足實時性要求、具有動態(tài)可擴(kuò)充能力的新型傳感器數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。Trust軟件系統(tǒng)，融合基于虛擬機(jī)中間件、基于Agent的中間件和采用聲明性語言的中間件的思想，Agent邏輯上由兩部分代碼組成：應(yīng)用代碼和分發(fā)代碼。4）系統(tǒng)應(yīng)用層系統(tǒng)應(yīng)用層實現(xiàn)共性技術(shù)的數(shù)據(jù)處理與存儲，用戶可以通過Web網(wǎng)頁的方式直觀的展現(xiàn)給用戶，主要負(fù)責(zé)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、存儲、展現(xiàn)、分析、查詢等，實現(xiàn)對育苗工廠的智能化在線生產(chǎn)管控。5）展現(xiàn)層在展現(xiàn)層中，將設(shè)備監(jiān)控信息、設(shè)備采集信息的統(tǒng)計與分析、生產(chǎn)過程的統(tǒng)計分析、設(shè)備的使用狀態(tài)統(tǒng)計等等管理員需要查看的數(shù)據(jù)，以及各種管理功能（如智能呼叫、智能廣播、視頻監(jiān)控等）統(tǒng)一規(guī)劃在展示平臺上，提高管理效率。圖1架構(gòu)圖系統(tǒng)建設(shè)將在農(nóng)業(yè)智能化生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全管理、管理信息統(tǒng)一展示、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)追溯等幾個領(lǐng)域進(jìn)行建設(shè)，滿足農(nóng)場的各方面需求。技術(shù)架構(gòu)：該系統(tǒng)采用J2EE+AJAX+FLEX的分布式面向服務(wù)的企業(yè)級軟件架構(gòu)，這套架構(gòu)技術(shù)先進(jìn)、層次清晰、搭配合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、應(yīng)用成熟、開發(fā)路線明確，并具有較高的擴(kuò)展性和可伸縮性，其中J2EE作為目前企業(yè)級開發(fā)最成熟和先進(jìn)的企業(yè)級軟件開發(fā)技術(shù)體系，已經(jīng)成為事實上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；AJAX+FLEX是實現(xiàn)富客戶端技術(shù)（RIA）的主流技術(shù)，其中AJAX是用于提升瀏覽器客戶端的用戶體驗和性能的一種開發(fā)技術(shù)，已經(jīng)成為Web開發(fā)的一種重要手段；FLEX技術(shù)可以基于瀏覽器為用戶帶來更好的界面效果和交互體驗，我們在架構(gòu)中使用這一技術(shù)作為復(fù)雜圖形、動畫和交互操作的實現(xiàn)技術(shù),前臺同時采用成熟的ETXJS框架，解決了傳統(tǒng)JS不能兼容各大瀏覽器的問題。后臺還采用了QUTARTZ框架，幫助實現(xiàn)定時控制和智能控制。技術(shù)架構(gòu)如圖所示：ClientArchitectAiaxRIAWebClientFlexRIAClientPDAClientC/SDesktopClientProtocols：HTMLXMI、JSON、FTP、SMTP、RTSPServerArchitectRMILDAPJMSBusinessLogicServiceLayerrCommonAPIsPersistenceServiceManageNotificationSOAPJNIWSDLJNDIJSONXMLPermissionExceptionBusinessLogicServer(1,2ThirdPartyServiceIntegration

'yJ~'~g，SecurityRMIServiceWebRMILDAPJMSBusinessLogicServiceLayerrCommonAPIsPersistenceServiceManageNotificationSOAPJNIWSDLJNDIJSONXMLPermissionExceptionBusinessLogicServer(1,2ThirdPartyServiceIntegration

'yJ~'~g，SecurityRMIServiceWebServiceSpringBOWin32COM/DCOMjsinessLogicCORBADelphinetArcGISPersistenceService(Hibernate/JDBC)JavaI/OEquipment

CommunicationEJBOpenAPILogging

CacheScheduleCommonUtilsData&ResourceFileSystemDBMSEquipmentFileSystemDBMSEquipment圖軟件技術(shù)架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)項目的實施于2014年5月開始建設(shè)，7月初建設(shè)完成，在基地采集點以及閥門控制器均采用無線的方式，用太陽能供電；該模式是根據(jù)基地實際情況1.藍(lán)莓基地是大田耕種，無線避免安全隱患2.無線模式方便耕種3.無線的施工成本相對比較低。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)事生產(chǎn)上擁有著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)無法比擬的優(yōu)勢，具有多項先進(jìn)的功能：1、實時監(jiān)測功能在基地上布有多個傳感器和監(jiān)控攝像頭，通過傳感設(shè)備實時采集土壤水分、土壤pH值、由基地之前建設(shè)的氣象觀測站提供的空氣溫度、空氣濕度、光照、土壤水分、土壤溫度、風(fēng)速等數(shù)據(jù)；將數(shù)據(jù)通過移動通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)管理平臺，服務(wù)服管理平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。在pH值的監(jiān)測上，藍(lán)莓對土壤pH值有著嚴(yán)格的要求，需將其控制在一個相對范圍類，pH值的實時監(jiān)測，觀察其變化，對基地采取調(diào)控措施提供了及時和有效的數(shù)據(jù)。2、遠(yuǎn)程控制功能在接入光纖后，將不再受地域限制，對電動灌溉系統(tǒng)等機(jī)電設(shè)備，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能?？赏ㄟ^手機(jī)或電腦登錄系統(tǒng)，控制基地內(nèi)的水閥的開關(guān)；也可設(shè)定好控制邏輯，系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)定好的情況自動開啟或關(guān)閉水閥的機(jī)電設(shè)備。3、查詢功能基地人員使用手機(jī)或電腦登錄系統(tǒng)后，可以實時查詢基地的各項環(huán)境參數(shù)、歷史溫濕度曲線、歷史機(jī)電設(shè)備操作記錄、歷史照片等信息；對生產(chǎn)安全的產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)保障，實現(xiàn)全程可追溯。4、數(shù)據(jù)分析、匯總功能對傳感器自動采集的信息進(jìn)行存儲、統(tǒng)計、管理，以及對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲維護(hù)，對生產(chǎn)區(qū)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，形成報表，供管理人員決策。5、警告功能警告功能需預(yù)先設(shè)定適合條件的上限值和下限值，設(shè)定值可根據(jù)藍(lán)莓的生長周期和季節(jié)的變化進(jìn)行修改。當(dāng)某個數(shù)據(jù)超出限值時，系統(tǒng)立即將警告信息發(fā)送給基地管理人員，提示基地及時采取措施。預(yù)警功能包括環(huán)境預(yù)警，設(shè)備預(yù)警。圖二：系統(tǒng)組成圖4