食用菌物聯(lián)網(wǎng)解決方案

食用菌物聯(lián)網(wǎng)解決方案鑫興禾（武漢）農(nóng)業(yè)科技有限公司2014年1月目錄一、項(xiàng)目介紹.......................................................3（一）項(xiàng)目背景......................................................3（二）項(xiàng)目概述......................................................3（三）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用....................................................3（四）項(xiàng)目內(nèi)容......................................................4二、系統(tǒng)概述........................................................4（一）系統(tǒng)介紹......................................................4（二）系統(tǒng)構(gòu)架......................................................5（三）系統(tǒng)功能......................................................51空氣溫度采集......................................................52空氣濕度采集......................................................53二氧化碳濃度采集..................................................54光照強(qiáng)度采集......................................................65菇房溫度自動(dòng)控制..................................................66菇房濕度自動(dòng)控制..................................................67二氧化碳濃度自動(dòng)控制..............................................68光照強(qiáng)度自動(dòng)控制..................................................69內(nèi)循環(huán)控制........................................................6三、方案設(shè)計(jì).......................................................6（一）硬件部分......................................................6（二）軟件部分......................................................9四、結(jié)論..........................................................132一、項(xiàng)目介紹（一）項(xiàng)目背景“十二五”時(shí)期，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)推進(jìn)將進(jìn)入關(guān)鍵的攻堅(jiān)階段，農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、際競爭力。應(yīng)用現(xiàn)行的信息技術(shù)和3G技術(shù)、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等新一代技術(shù)，加快開發(fā)多功能、智能化、經(jīng)濟(jì)型農(nóng)業(yè)裝備設(shè)施，重點(diǎn)開發(fā)農(nóng)業(yè)感知、精準(zhǔn)作業(yè)、信息管理、輔助決策、智能控制、遠(yuǎn)程可視化、災(zāi)害預(yù)警等技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)信息化帶動(dòng)和推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的目標(biāo)。2013年中央一號(hào)文件突出強(qiáng)調(diào)部署農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新，提出要把推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新作為今年"三農(nóng)"科技創(chuàng)新提供了較強(qiáng)的技術(shù)活力，也是加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的有效舉措。（二）項(xiàng)目概述菌效益好，但風(fēng)險(xiǎn)也高。食用菌對(duì)生長環(huán)境要求苛刻，要進(jìn)行工業(yè)化栽培，需要-5～15度40～70%，并且對(duì)溫濕度精度、新風(fēng)量、空氣流速等因素均有一定要求。本項(xiàng)自動(dòng)化，各種制冷、加濕、通風(fēng)、光照等設(shè)備在智能控制箱的統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮下，全自動(dòng)化運(yùn)行，無需人工參與，節(jié)省大量的勞動(dòng)力，降低食用菌的生產(chǎn)成本。（三）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用濕度等環(huán)境參數(shù)，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸至遠(yuǎn)程中心服務(wù)器，中心服務(wù)器接3令執(zhí)行設(shè)備的運(yùn)行控制，如風(fēng)機(jī)自動(dòng)排風(fēng)等。用菌生長環(huán)境，降低運(yùn)營成本，提高生產(chǎn)量，增加勞動(dòng)效益。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在式令人耳目一新。食用菌物聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目，以項(xiàng)目為依托，按照"市場導(dǎo)向、企業(yè)主體、政府推動(dòng)、社會(huì)參與、注重實(shí)效、共同發(fā)展"的原則，改變過去完全依靠經(jīng)驗(yàn)的落后方式，從而整體而系統(tǒng)地將傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)打造成自動(dòng)、智能、高產(chǎn)農(nóng)業(yè)，這為調(diào)整食農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推廣應(yīng)用模式邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。（四）項(xiàng)目內(nèi)容本項(xiàng)目建設(shè)的具體內(nèi)容主要有2個(gè)部分：照強(qiáng)度及二氧化碳濃度。開風(fēng)機(jī)、空調(diào)，實(shí)現(xiàn)菇房內(nèi)的智能排風(fēng)及降溫。信息采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)每30秒或一分鐘傳輸一次采集數(shù)據(jù)，并對(duì)傳輸失敗進(jìn)行外，還可以在數(shù)據(jù)平臺(tái)上設(shè)置上下限的報(bào)警數(shù)值，如果超過上下限（比如：溫度息化的技術(shù)手段幫助企業(yè)提升管理水平、提高成品率、降低風(fēng)險(xiǎn)。二、系統(tǒng)概述（一）系統(tǒng)介紹物聯(lián)網(wǎng)管理應(yīng)用平臺(tái)是面向菌房高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全的發(fā)展需求，基于成的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。是集數(shù)據(jù)采集、信息處理、信息預(yù)警、決策支持、遠(yuǎn)程控制等功能于一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)食用菌物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。PDA等信息終端，實(shí)時(shí)掌握菌房環(huán)境信息，及整控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的科學(xué)種植與管理，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、綠色環(huán)保、增產(chǎn)4增收的目標(biāo)。1、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)常規(guī)配置為：環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、環(huán)境氣壓、二氧化碳、菌房參數(shù)的在線采集、處理、傳輸和控制。2、視頻采集系統(tǒng)是由以下設(shè)備組成：網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)、前端圖像采集器、無線網(wǎng)橋、硬盤錄像機(jī)、路由器。圖像通過前端圖像采集器輸送給無線網(wǎng)橋，無像對(duì)作物進(jìn)行分析，作出判斷、評(píng)估。3、設(shè)備控制系統(tǒng)包括無線控制終端，對(duì)應(yīng)控制配電箱、冷風(fēng)機(jī)、加濕器等農(nóng)戶經(jīng)驗(yàn)來控制相應(yīng)設(shè)備，無線控制終端接收上位機(jī)的指令工作。（二）系統(tǒng)構(gòu)架系統(tǒng)原理圖（三）系統(tǒng)功能1空氣溫度采集傳感節(jié)點(diǎn)采集空氣溫度的信號(hào)，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集控制器，采集控制器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至軟件管理平臺(tái)，平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示菌房各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的空氣溫度數(shù)值。2空氣濕度采集傳感節(jié)點(diǎn)采集空氣濕度的信號(hào)，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集控制器，采集控制器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至軟件管理平臺(tái)，平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示菌房各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的空氣濕度數(shù)值。3二氧化碳濃度采集傳感節(jié)點(diǎn)采集二氧化碳濃度的信號(hào)，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集控制器，采集5度數(shù)值。4光照強(qiáng)度采集傳感節(jié)點(diǎn)采集光照強(qiáng)度的信號(hào)，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集控制器，采集控制器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至軟件管理平臺(tái)，平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示菌房各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的光照強(qiáng)度數(shù)值。5菇房溫度自動(dòng)控制傳感節(jié)點(diǎn)采集菇房溫度傳感器的信號(hào)，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集控制器，采備，如自動(dòng)啟動(dòng)制冷設(shè)備，直到相關(guān)參數(shù)恢復(fù)正常水平。6菇房濕度自動(dòng)控制傳感節(jié)點(diǎn)采集菇房濕度傳感器的信號(hào)，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集控制器，采集控制器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至軟件管理平臺(tái)。當(dāng)菇房濕度過低（過高）時(shí)，管理者將收到報(bào)警短信，提示菇房濕度偏低（偏高），超過警戒值，本地化的智能控制系統(tǒng)將自動(dòng)打開或關(guān)閉相關(guān)設(shè)備，如自動(dòng)打開（關(guān)閉）加濕器，直到相關(guān)參數(shù)恢復(fù)正常水平。7二氧化碳濃度自動(dòng)控制傳感節(jié)點(diǎn)采集二氧化碳傳感器的信號(hào)，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集控制器，采開或關(guān)閉相關(guān)設(shè)備，如自動(dòng)打開風(fēng)機(jī)，直到相關(guān)參數(shù)恢復(fù)正常水平。8光照強(qiáng)度自動(dòng)控制傳感節(jié)點(diǎn)采集光照度傳感器的信號(hào)，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集控制器，采集控制器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至軟件管理平臺(tái)。當(dāng)光照不足（過量）時(shí)，管理者將收到報(bào)警短信，提示光照不足（過量），超過警戒值，本地化的智能控制系統(tǒng)將自動(dòng)打開或關(guān)閉相關(guān)設(shè)備，如自動(dòng)打開（關(guān)閉）照明設(shè)備，直到相關(guān)參數(shù)恢復(fù)正常水平。9內(nèi)循環(huán)控制三、方案設(shè)計(jì)（一）硬件部分A自動(dòng)感知層面(感知、采集、檢測、分析)6用無線數(shù)據(jù)采集器，24小時(shí)全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測農(nóng)種植環(huán)境參數(shù)。采集部分包括菌房溫度、濕度、氣壓、二氧化碳、氨氣等?？諝鉁囟炔杉簜鞲泄?jié)點(diǎn)采集空氣溫度的信號(hào)，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集控空氣溫度數(shù)值?？諝鉂穸炔杉簜鞲泄?jié)點(diǎn)采集空氣濕度的信號(hào)，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集控空氣濕度數(shù)值。二氧化碳濃度采集：傳感節(jié)點(diǎn)采集二氧化碳濃度的信號(hào)，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)控點(diǎn)的二氧化碳濃度數(shù)值。硫化氫濃度采集:GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集的硫化氫濃度數(shù)值。氨氣濃度采集:GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集控制氣濃度數(shù)值。光照強(qiáng)度采集:GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給采集控制照強(qiáng)度數(shù)值。7B網(wǎng)絡(luò)傳輸層面（處理、網(wǎng)絡(luò)、傳輸）器下達(dá)的指令提供給控制器，是整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸主干道。C控制應(yīng)用層面（遠(yuǎn)程控制、應(yīng)用、管理）菌房溫度自動(dòng)控制:GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸統(tǒng)將自動(dòng)打開相關(guān)設(shè)備，如自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，直到相關(guān)參數(shù)恢復(fù)正常水平。菌房濕度自動(dòng)控制:GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸8時(shí)，管理者將收到報(bào)警短信，提示菌房濕度偏低（偏高），超過警戒值，本地化的智能控制系統(tǒng)將自動(dòng)打開或關(guān)閉相關(guān)設(shè)備，如自動(dòng)打開（關(guān)閉）濕簾，直到相關(guān)參數(shù)恢復(fù)正常水平。菌房光照強(qiáng)度自動(dòng)控制:GPRS網(wǎng)絡(luò)傳打開相關(guān)設(shè)備，如自動(dòng)打開遮陽網(wǎng)，直到菌房內(nèi)相關(guān)參數(shù)恢復(fù)正常水平。菌房內(nèi)循環(huán)自動(dòng)控制:管理者可自行設(shè)定內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(jī)的開閉周期，本地化的化的手動(dòng)控制。（二）軟件部分A視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)功能，由網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、前端視頻采集器、無線網(wǎng)橋、硬盤錄像機(jī)組成。主攝像機(jī)采用高清網(wǎng)絡(luò)一體機(jī)（球機(jī)），安裝在菌房內(nèi)，主要觀察種食用菌生長的態(tài)勢；周界防護(hù)地帶，所有視頻信號(hào)進(jìn)行圖片高清上傳、監(jiān)視、錄像，服務(wù)器對(duì)上傳的畫面進(jìn)行圖像處理、分析，實(shí)現(xiàn)種食用菌生長狀態(tài)觀察及病害監(jiān)測和診斷。9主控室：B電腦端管理應(yīng)用平臺(tái)工作人員通過互聯(lián)網(wǎng)登錄數(shù)據(jù)管理平臺(tái)即可遠(yuǎn)程在線查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，并可將相關(guān)數(shù)據(jù)下載至電腦中進(jìn)行詳細(xì)分析和存檔。系統(tǒng)管理界面圖10系統(tǒng)控制操作界面物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)采用無線傳感技術(shù)，通過安裝各類傳感器可實(shí)時(shí)采集菌房內(nèi)溫度、濕度、光照、土壤濕度、二氧化碳濃度等參數(shù)，以直觀的圖表和曲線的方式數(shù)