旗碩科技物聯(lián)網(wǎng)節(jié)水灌溉方案

1、 北京旗碩基業(yè)科技有限公司 TelBeijing Clesun Technology Co., Ltd. Moble旗碩科技介紹北京旗碩基業(yè)科科技有限公司司（簡稱“旗碩科技”）為北京航航空航天大學學科技園下屬屬企業(yè)，是在在北京市海淀淀區(qū)注冊的高高新技術(shù)認證證企業(yè)。公司位于北京航航空航天大學學科技園留學學人員創(chuàng)業(yè)園園，是中關(guān)村村管委會、北北京航空航天天大學天華科科技園、北航航校友會等單單位重點扶持持企業(yè)和優(yōu)秀秀示范企業(yè)。公公司50%以上員工工為碩士研究究生以上學歷歷。旗碩科技于20004年開始始跟蹤國際先先進的無線傳傳感網(wǎng)絡技術(shù)術(shù)，20077

2、年正式投入入農(nóng)業(yè)應用領(lǐng)領(lǐng)域，是國內(nèi)內(nèi)首批開展農(nóng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技技術(shù)研究及大大規(guī)模應用的的高新技術(shù)企企業(yè)。旗碩科技與航天天科技集團、清清華大學、北北京航空航天天大學、中國國科學院、中中國農(nóng)業(yè)科學學院等單位建建立了廣泛的的科研合作。其其中，與北航航自動化學院院聯(lián)合成立的的物聯(lián)網(wǎng)實驗驗已為北航培培養(yǎng)了三屆碩碩士研究生。該該實驗室先后后承擔了中國國航天科技集集團、清華大大學、中科院院電子所、中中科院電工所所等多項高新新技術(shù)研發(fā)課課題，其中包包括載人航天天、核物理實實驗等多項急急難險重的任任務。旗碩科技依托航航天科技領(lǐng)域域的應用成果果，在Ziggbee 無無線通訊、33G/GPRRS、傳感器器網(wǎng)絡等物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)

3、技術(shù)領(lǐng)域域擁有多項核核心專利及軟軟件著作權(quán)。同時，旗碩科技技在黑龍江哈哈爾濱與中國國科學院軟件件研究所（基基礎(chǔ)軟件國家家工程研究中中心）成立了了物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合合事業(yè)部，進進行相關(guān)研發(fā)發(fā)與市場開拓拓。旗碩科技產(chǎn)品已已經(jīng)在北京、天天津、山東、河河北、內(nèi)蒙古古、黑龍江、新新疆、福建、海海南等省市進進行了較大規(guī)規(guī)模應用。企業(yè)榮譽及資質(zhì)質(zhì)：2007年，旗旗碩科技被評評為“北京市高新新技術(shù)企業(yè)”；2008年，旗旗碩科技相關(guān)關(guān)項目獲得了了“中國科技創(chuàng)創(chuàng)業(yè)大賽”第三名；2008年，旗旗碩科技與北北航自動化學學院“聯(lián)合研發(fā)中中心”掛牌成立；2009年，旗旗碩科技被評評為“中關(guān)村高新新技術(shù)企業(yè)”；2010年，旗旗碩科

4、技“農(nóng)用通”產(chǎn)品榮獲“中國特色農(nóng)農(nóng)產(chǎn)品博覽會會”發(fā)明金獎；2010年，旗旗碩科技成為為農(nóng)業(yè)部“中國農(nóng)業(yè)交交流協(xié)會團體體成員單位”；2010年，旗旗碩科技與中中國科學院軟軟件研究所（基基礎(chǔ)軟件國家家工程研究中中心）聯(lián)合成成立物聯(lián)網(wǎng)事事業(yè)部；2010年，旗旗碩科技代表表吉林省參加加工業(yè)與信息息化部與農(nóng)業(yè)業(yè)部聯(lián)合舉辦辦的“中國信息化與與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)博博覽會”，被列為“必看項目”，并獲得了了包括農(nóng)業(yè)部部牛盾副部長長、汪懋華院院士在內(nèi)的領(lǐng)領(lǐng)導專家的贊贊許；2011年，旗旗碩科技“農(nóng)用通”系統(tǒng)成為內(nèi)內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)博博覽會最大亮亮點；2011年，旗旗碩科技相關(guān)關(guān)項目榮獲“中國物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)優(yōu)秀應用示示范項目獎”（全國共1

5、15家企業(yè)獲獲此獎項）。旗碩科技聘請了了中國農(nóng)業(yè)大大學汪懋華院院士、中國農(nóng)農(nóng)業(yè)科學院賀賀朝興研究員員等多名專家家為公司顧問問。同時，旗旗碩科技為DDIGI(美美國上市公司司，上市代碼碼：DGIII）的北方區(qū)區(qū)增值代理商商，中國移動動M2M運營營平臺合作伙伙伴。 前言2.1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在22006年被被評為未來改改變世界的十十大技術(shù)之一一，是繼互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)之后的又又一次產(chǎn)業(yè)升升級，是十年年一次的產(chǎn)業(yè)業(yè)機會?？傮w體來說，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)是指各類類傳感器和現(xiàn)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)相互銜接的的新技術(shù)，物物物相連，相相互感知，若若干年后，地地球上的每一一粒沙子都有有可能分配到到一個確定地地址，它的各各種狀態(tài)

6、、參參數(shù)可被感知知。2009年8月月溫家寶總理理在無錫提出出“感知中國”，物聯(lián)網(wǎng)開開始在中國受受到政府的重重視和政策牽牽引。2010年國家家發(fā)布了“十二五”發(fā)展規(guī)劃綱綱要，其中第第十三章“全面提高信信息化水平”第一節(jié)“構(gòu)建下一代代信息基礎(chǔ)設設施”中明確提到到：推動物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)研發(fā)和在重重點領(lǐng)域的應應用示范。在第五章“加快快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)農(nóng)業(yè)”第二節(jié)“推進農(nóng)業(yè)結(jié)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)調(diào)整”中提出：加加快發(fā)展設施施農(nóng)業(yè)，推進進蔬菜、水果果、茶葉、花花卉等園藝作作物標準化生生產(chǎn)。提升畜畜牧業(yè)發(fā)展水水平。促進水水產(chǎn)健康養(yǎng)殖殖。推進農(nóng)業(yè)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營營，促進農(nóng)業(yè)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營專專業(yè)化、標準準化、規(guī)?；⒓s化。推推

7、進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)業(yè)示范區(qū)建設設。第三節(jié)“加快農(nóng)業(yè)科科技創(chuàng)新”中提出：推推進農(nóng)業(yè)技術(shù)術(shù)集成化、勞勞動過程機械械化、生產(chǎn)經(jīng)經(jīng)營信息化。加加快農(nóng)業(yè)生物物育種創(chuàng)新和和推廣應用，做做大做強現(xiàn)代代種業(yè)。加強強高效栽培、疫疫病防控、農(nóng)農(nóng)業(yè)節(jié)水等領(lǐng)領(lǐng)域的科技集集成創(chuàng)新和推推廣應用，實實施水稻、小小麥、玉米等等主要農(nóng)作物物病蟲害專業(yè)業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治治。加快推進進農(nóng)業(yè)機械化化，促進農(nóng)機機農(nóng)藝融合。發(fā)發(fā)展農(nóng)業(yè)信息息技術(shù)，提高高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)經(jīng)營信息化水水平。物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)的的結(jié)合更加是是國家重點推推動的關(guān)鍵示示范應用。2009年1月月28號，美國國奧巴馬總統(tǒng)統(tǒng)就職以后在在和工商領(lǐng)袖袖舉行的圓桌桌會議上提出出了相應的智智慧地球的概概

8、念，其中也也包括專家們們建議美國要要形成智慧型型的基礎(chǔ)設施施，奧巴馬政政府對此給予予了積極的回回應。他將物物聯(lián)網(wǎng)與綠色色能源并列，認認為這兩大戰(zhàn)戰(zhàn)略能夠帶來來長短兼顧的的良好效益。早早在20044年，日本推推出了下一步步國家信息化化戰(zhàn)略，叫做做泛在網(wǎng)戰(zhàn)略略，盡管當時時還沒有現(xiàn)代代意義之上的的物聯(lián)網(wǎng)的概概念，但泛在在網(wǎng)戰(zhàn)略，在在方向上，無無疑是與物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)不謀而合合的。20009年7月，日本ITT戰(zhàn)略本部頒頒布了日本新新一代的信息息化戰(zhàn)略“i-Jaapan”戰(zhàn)略，目標標是讓數(shù)字信信息技術(shù)融入入每一個角落落。2.2 農(nóng)田節(jié)節(jié)水灌溉自動動控制系統(tǒng)我國是一個水資資源嚴重缺乏乏，水旱災害害頻繁的國家家。雖

9、然水資資源的總量居居世界第 66 位，但是是按人均水資資源量計算，人人均占有量只只有25000立方米，約約為世界人均均水量的1/4，在世界界排110位，已已被聯(lián)合國列列為13個貧水國國家之一。另另一方面，我我國水資源的的分布很不平平衡。北方有有些地區(qū)水資資源的占有量量僅為9000 立方米，低低于國際公認認的10000 立方米的的水資源下限限。有些地區(qū)區(qū)的人均占有有量甚至低于于世界最貧水水的國家埃及及和以色列的的水平。我國農(nóng)業(yè)用水量量約占總用水水量的80%左右，由于于農(nóng)業(yè)灌溉用用水的利用率率普遍低下，就就全國范圍而而言，水的利利用率僅為445%，而以色列、美美國等節(jié)水灌灌溉技術(shù)發(fā)達達的國家，水水

10、資源利用率率高的國家已已達70%80%。我國國單方水生產(chǎn)產(chǎn)糧油的能力力約為0.884Kg，以以色列已達22.32Kgg，差距極大大。要提高灌灌溉水利用率率，使單方水水生產(chǎn)糧食的的能力得到提提高，保證新新世紀13億億中國人口的的糧食安全，以以傳統(tǒng)的管理理方法和管理理手段是無法法達到這一步步的。因此，在農(nóng)業(yè)灌灌溉水資源管管理中，改變變過去粗放的的管理方式，在灌溉系統(tǒng)合理的推廣自動化控制，采用集成式的現(xiàn)代管理方式。實施對農(nóng)業(yè)水資源動態(tài)的、實時的、優(yōu)化的配置，基礎(chǔ)是獲取大量的、動態(tài)的農(nóng)業(yè)水資源及相關(guān)信息。不僅可以提高資源利用率，緩解水資源日趨緊張的矛盾，還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，降低農(nóng)產(chǎn)品的成本。灌溉系

11、統(tǒng)自動化的水平較低，這也是制約我國高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要原因之一。以色列、日本、美國等一些國家已采用先進節(jié)水灌溉制度。由傳統(tǒng)的充分灌溉向非充分灌溉發(fā)展，對灌區(qū)用水進行監(jiān)測預報，實際動態(tài)管理。采用傳感器來監(jiān)測土壤的墑情和農(nóng)作物的生長，實現(xiàn)水管理的自動化。高效農(nóng)業(yè)和精細農(nóng)業(yè)要求我們必須提高水資源的利用率。要真正實現(xiàn)水資源的高效，僅憑單項節(jié)水灌溉技術(shù)是不能解決的。必須將水源開發(fā)、輸配水、灌水技術(shù)和降雨、蒸發(fā)、土壤墑情和農(nóng)作物需水規(guī)律等方面統(tǒng)一考慮。做到降雨、灌溉水、土壤水和地下水聯(lián)合調(diào)用，實現(xiàn)按期、按需、按量自動供水。現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)發(fā)展，特別是是信息技術(shù)、數(shù)數(shù)字化技術(shù)的的發(fā)展，使得得對農(nóng)業(yè)水資資源的監(jiān)控

12、管管理成為可能能，展示了一一個新的方向向，促進農(nóng)業(yè)業(yè)水資源的管管理由單因素素、單目標、靜靜態(tài)管理，向向多因素、多多目標、多層層次的動態(tài)方方向發(fā)展，促促進了傳統(tǒng)灌灌溉管理模式式向生態(tài)環(huán)境境、自動化管管理模式發(fā)展展，這種系統(tǒng)統(tǒng)的建設將使使農(nóng)業(yè)水資源源的管理發(fā)生生變革。三、北京旗碩科科技土壤墑情情監(jiān)測及節(jié)水灌灌溉控制方案3.1 系統(tǒng)概概況系統(tǒng)由監(jiān)控室、無無線通訊網(wǎng)絡絡、數(shù)據(jù)采集集裝置、執(zhí)行行機構(gòu)組成。系系統(tǒng)的被控對對象是不同區(qū)區(qū)域農(nóng)田的灌灌溉設備，采集裝置是農(nóng)農(nóng)用通設備，執(zhí)行機構(gòu)是安裝于水泵旁的控制系統(tǒng)。農(nóng)用通設備通過傳感器感測現(xiàn)場的環(huán)境變化，通過GPRS無線網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌?，遠程監(jiān)控室的PC

13、機通過訪問服務器，將采集的實時數(shù)據(jù)進行處理，并按照一定的控制算法進行實時決策，產(chǎn)生控制指令并輸出控制信號，控制執(zhí)行機構(gòu)。在放水口安置控制系統(tǒng)和信號收發(fā)設備，傳感器反饋信息需要供水時，通過無線網(wǎng)絡傳輸?shù)竭h程監(jiān)控室，監(jiān)控系統(tǒng)就會有相應的報警提示，并根據(jù)需要打開相應的調(diào)節(jié)閥，自動開機灌溉，當達到預定的灌溉水量時，自動關(guān)閉調(diào)節(jié)閥。系統(tǒng)通過遠程計計算機可同時時監(jiān)控多個區(qū)區(qū)域的農(nóng)田。利利用后臺軟件可以在監(jiān)監(jiān)控室PC機上實現(xiàn)現(xiàn)系統(tǒng)的各種種監(jiān)控功能。工作人員可可坐在遠程計計算機前，對對傳上來的環(huán)環(huán)境溫度、田田間土壤濕度度、土壤溫度度等數(shù)據(jù)進行行綜合分析，利利用手動或自自動方式，對對不同區(qū)域的的作物進行灌灌溉。

14、同時還還可以利用數(shù)數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)統(tǒng)和打印系統(tǒng)統(tǒng)，隨時記錄錄、查詢、打打印整個灌溉溉小區(qū)的環(huán)境境溫度、土壤壤濕度、土壤壤溫度、灌溉溉設置、灌溉溉進程、灌水水歷史記錄等等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的主要功能能是實現(xiàn)農(nóng)田田灌溉的信息息采集、信息息處理和實時時監(jiān)控?？赏ㄍㄟ^遠端計算算機對灌溉參參數(shù)進行設置置，對灌溉情情況進行統(tǒng)計計同時可人工工進行特殊操操作。通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)獲取天氣信信息，有預見見性地實施灌灌溉。而且系系統(tǒng)的可靠性性高，抗干擾性好好；具有友好的的人機界面，操作簡便，便于維護；且實時性和和通用性較好好，能根據(jù)現(xiàn)場場的具體要求求和農(nóng)田規(guī)模模進行靈活擴擴展；系統(tǒng)的投入入成本相對較低。3.2 系統(tǒng)功功能本解決方案提

15、供供的功能包括括：環(huán)境監(jiān)測空氣溫度空氣濕度土壤溫度土壤濕度（3層層）遠程數(shù)據(jù)傳輸報警功能手機短信報警現(xiàn)場報警遠程網(wǎng)絡報警（服服務器端永久久保存，可追追溯）遠端設備（3GG手機、MIID等）的遠遠程數(shù)據(jù)查看看和實時的設設備控制實現(xiàn)遠程自動（手手動）灌溉基于網(wǎng)頁的數(shù)據(jù)據(jù)監(jiān)測和數(shù)據(jù)據(jù)導出功能豐富的圖表功能能手持終端、遠程程大屏幕等多多種查看、顯顯示功能實時遠程視頻（可可選）圖像定時抓拍（可可選）控制柜（自動手手動控制雙重重控制）3.3 系統(tǒng)優(yōu)優(yōu)勢旗碩科技“農(nóng)用用通”多功能采集集儀（照片請請見下圖）可可以實時監(jiān)測測空氣溫度、空空氣濕度、土土壤溫度、土土壤濕度等農(nóng)農(nóng)田環(huán)境參數(shù)數(shù)。數(shù)據(jù)通過無線方方式傳送至

16、服服務器，方便便農(nóng)田耕作且且節(jié)省布線成成本?？蛇h端控制灌溉溉也可現(xiàn)場手手動控制。可采用太陽能供供電，內(nèi)置大大容量鋰電池池，保證在連連續(xù)陰天的情情況下正常使使用。環(huán)境采集系統(tǒng)完完全無線，可可以靈活移動動、方便部署署。四、監(jiān)控管理平平臺監(jiān)控管理平臺使使用web瀏瀏覽器登陸即即可使用，管管理信息平臺臺的登陸界面面如下。左側(cè)側(cè)為操作區(qū)，右右側(cè)為對應視視圖。管理信信息平臺包括括數(shù)據(jù)監(jiān)測、圖圖像監(jiān)測、專專家系統(tǒng)、用用戶管理、配配置管理、留留言反饋六大大模塊。首次登陸后，需需要先添加網(wǎng)網(wǎng)關(guān)信息，再再添加采集節(jié)節(jié)點，采集節(jié)節(jié)點的編號見見采集器側(cè)面面的條形碼。節(jié)點添加成功之之后，用戶可可在數(shù)據(jù)監(jiān)測測頁面查看采采集節(jié)點的實實時數(shù)據(jù)和歷歷史數(shù)據(jù)，并并可將歷史數(shù)數(shù)據(jù)保存為eexcel文文件。以下是控制界面面，工作人員員可以根據(jù)作作物的不同生長長時期，對土土壤水分參數(shù)上下下限進行靈活活設置，也可可采取手動、自自動多種控制制方式。控制節(jié)點管理頁頁面控制參數(shù)設置手動控制附錄單點土壤墑情采采集設備配置置表：名稱規(guī)格單位數(shù)量單點水分監(jiān)測站站無線數(shù)據(jù)采集器器太陽能蓄電池系系統(tǒng)供電臺1土壤水分傳感器器土壤容積含水率率，量程0100%，精精度3%，采集間間隔休眠