智能溫室大棚設(shè)計

智能溫室大棚建設(shè)技術(shù)方案班級：物聯(lián)網(wǎng)姓名：木木學(xué)號：1號指導(dǎo)教師：攀老師實訓(xùn)地點：軟件工廠A區(qū)時間：2014年4月15日目錄1、建設(shè)背景 22、方案概述 33、系統(tǒng)功能描述 33.1、智能溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)感知層 33.2、智能溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)傳輸層 33.3、智能溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)智能處理層 34、系統(tǒng)架構(gòu) 45、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲 56、各子系統(tǒng)設(shè)計 66、1感知層 66、2傳輸層 66、3網(wǎng)絡(luò)層 66、4應(yīng)用層 77、工程造價表 71、建設(shè)背景智能溫室大棚是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，是以全面感知、可靠傳輸和智能處理等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐和手段，以溫室大棚的自動化生產(chǎn)、最優(yōu)化控制、智能化管理為主要目標的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的具體應(yīng)用領(lǐng)域，也是目前應(yīng)用需求最為迫切的領(lǐng)域之一。溫室大棚以日光溫室為主，溫室結(jié)構(gòu)簡易，環(huán)境控制能力低。我國溫室大棚的技術(shù)裝備盡管有了較大開展，但是溫室大棚種植普遍存在管理粗放、技術(shù)設(shè)施落實不到位、智能化水平低，導(dǎo)致單位生產(chǎn)效率低、投入產(chǎn)出比不高、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量平安水平起伏較大的現(xiàn)狀，在溫室環(huán)境、栽培管理技術(shù)、生物技術(shù)、人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等方面和興旺國家存在著較大差距。我國建設(shè)在南方的大型智能溫室以生產(chǎn)花卉為主，北方的那么以栽培蔬菜為主，少局部智能溫室用于栽培苗木。四川省成都市溫江區(qū)響應(yīng)國家號召，政府投資，在溫江區(qū)實施高科技農(nóng)業(yè)示范區(qū)，示范區(qū)位于成都市溫江區(qū)，當?shù)貧夂驗閬啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，四季清楚，七月份平均氣溫35℃，平均降雨量400mm,一月份平均氣溫9℃，平均降雨量300mm。全區(qū)占地面積為：24m*32m=768平方米，已經(jīng)裝有混凝土拱架塑料大棚，作為有機蔬菜以及園藝種植區(qū)域，產(chǎn)品規(guī)格為棟寬12米，間距4米，天溝〔雨水槽底部局柱底高度〕5米，頂高〔屋脊到柱底高度〕5.9米，屋面角度25度，外遮陽高度6.4米；排列方式為屋脊走向為：南北12m*4跨=48米，側(cè)墻長〔南北〕：4米*8榀=32米?，F(xiàn)方案在該整片溫室大棚種植區(qū)域安裝基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全方位隨時監(jiān)控管理的智能溫室大棚系統(tǒng)，作為農(nóng)業(yè)示范區(qū)域，以便以后在整個成都片區(qū)實行推廣。2、方案概述本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配套設(shè)施：主體骨架為熱鍍鋅型組裝、覆蓋材料、自然通風(fēng)系統(tǒng)強制通風(fēng)系統(tǒng)、內(nèi)遮陽系統(tǒng)、外遮陽系統(tǒng)、環(huán)流風(fēng)機系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、補光系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)。智能化大棚是一個半封閉系統(tǒng)，依靠覆蓋材料形成與外界相對隔離的室內(nèi)空間，一方面要以通風(fēng)換氣創(chuàng)造植物生長優(yōu)于室外自然環(huán)境的條件；另一方面，室內(nèi)產(chǎn)生的高溫高濕和低二氧化碳濃度，通過通風(fēng)換氣來調(diào)控，創(chuàng)造植物生長的最正確環(huán)境。3、系統(tǒng)功能描述3.1、智能溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)感知層智能溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用一般對溫室的七個方面進行監(jiān)測，即通過土壤、氣象、光照等傳感器，實現(xiàn)對溫室的溫、水、肥、電、熱、氣、光進行實時調(diào)控與記錄，保證溫室內(nèi)的有機蔬菜和花卉生產(chǎn)在良好的環(huán)境中。3.2、智能溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)傳輸層一般情況下，在溫室內(nèi)部通過無線終端，實現(xiàn)實時遠程監(jiān)控溫室環(huán)境和作物生長情況。通過網(wǎng)絡(luò)和短信的方式，監(jiān)測溫室傳感器網(wǎng)絡(luò)所采集的信息，以作物生長模擬技術(shù)和傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為根底，通過常見蔬菜生長模型和嵌入式模型的低本錢智能網(wǎng)絡(luò)終端。通過中繼網(wǎng)關(guān)和遠程效勞器雙向通信，效勞器也可以進一步做出決策分析，對所部署的溫室中灌溉等裝備進行遠程管理控制。3.3、智能溫室大棚物聯(lián)網(wǎng)智能處理層通過對獲取信息的共享、交換、融合，獲得最優(yōu)和全方位的準確數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)對智能溫室大棚作物的施肥、灌溉、播種、收獲等的決策管理和指導(dǎo)?；谧魑镩L勢和病蟲害等相關(guān)圖形圖像處理技術(shù)，實現(xiàn)對大棚作物的長勢預(yù)測和病蟲害監(jiān)測和預(yù)警功能。還可以將監(jiān)控信息實時地傳輸?shù)叫畔⑻幚砥脚_，信息處理平臺實時顯示各個溫室的環(huán)境狀況，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的閾值，控制通風(fēng)/加熱/降溫等設(shè)備，到達溫室內(nèi)環(huán)境可知、可控。4、系統(tǒng)架構(gòu)5、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲6、各子系統(tǒng)設(shè)計6、1感知層無線傳感網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)〔WSN〕就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個要素。Zigbee網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：Zigbee—3GZigBee節(jié)點是可以組建Mesh網(wǎng)絡(luò)的，設(shè)置一個ZigBee節(jié)點為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，其他每個ZigBee節(jié)點都可以當做路由節(jié)點來使用，也可以設(shè)置為終端節(jié)點但是就失去了路由功能?！?〕視頻監(jiān)控攝像機：WIFI傳感網(wǎng)絡(luò)，對檢測到的圖像信息使用WIFI進行傳輸〔3〕設(shè)備供電設(shè)備供電系統(tǒng)由最新的太陽能供電，AC220V、DC12V或者太陽能供電。6、2傳輸層〔1〕網(wǎng)關(guān)：3G無線網(wǎng)關(guān)：將Zigbe信號轉(zhuǎn)化為3G信號進行傳輸〔2〕路由器交換機3G無線路由器、交換機，用于傳輸局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)〔3〕供電設(shè)備：采用標準220V電源供電6、3網(wǎng)絡(luò)層(1)終端效勞器：采用電腦作為效勞器終端(2)云效勞平臺：采用云效勞器，對大量的信息進行處理和保存(3)監(jiān)控中心：采用球機型無線WIFI攝像機對溫室大棚的情況進行采集(4)供電方式：采用220V標準電壓供電6、4應(yīng)用層(1)電腦終端：采用臺式電腦或者筆記本電腦作為應(yīng)用層終端(2)終端：采用智能作為終端，對采集的信息進行處理(3)供電方式：220V標準供電7、工程造價表序號產(chǎn)品名稱規(guī)格型號配置、參數(shù)單位數(shù)量單價〔元〕總價備注一、軟件局部1數(shù)據(jù)庫效勞器E5-2609CPU架構(gòu)64位核心數(shù)量四核心工作功率80W線程數(shù)量4CPU頻率主頻2400MHz總線類型QPI最大支持內(nèi)存容量750GB臺1900090002平板電腦p90熱門功能:重力感應(yīng)人臉識別藍牙Android版本:Android4.2處理器型號信息:intelAtomZ2580內(nèi)存容量:2GB網(wǎng)絡(luò)類型:WIFI臺420008000二、溫室大棚現(xiàn)場物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備局部1土壤溫濕度傳感器TR-100測量參數(shù)：土壤容積含水率量程：0～100%探針長度：5.3cm探針直徑：3mm探針材料：不銹鋼密封材料：耐高溫，耐腐蝕，防水測量精度：0～50%〔m3/m3〕范圍內(nèi)為±3%〔m3/m3〕50～100%〔m3/m3〕范圍內(nèi)為±5%〔m3/m3〕工作溫度范圍：0℃～70℃工作電壓：6V〔電壓型〕測量主頻：100ＭHz響應(yīng)時間：＜1秒電纜長度：2米(標配)51507503光照傳感器BH1750FVI尺寸：67mmX寬27mmX高16mm主要芯片：BH1750傳感器工作電壓范圍：DC3-5V工作電流：<1.7mA〔5V〕個61006005Zigbee網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)RD400輸入電源：dc5~12V接收靈敏度：-1048dBm通信距離：200m工作頻率：2.5GHZ臺340012007視頻攝像機凱聰〔KaiCong〕支持操作系統(tǒng)：MicrosoftWin98SE/ME/2000/XP/Vista/7，InternetExplorer5.0以上,NET4.5網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：

TCP/IP,HTTP,ICMP,DHCP,FTP,SMTP,PPPoE網(wǎng)絡(luò)接口：

RJ-4510/100M以太網(wǎng)臺1020020008溫度傳感器DS18B20TO-92溫度傳感器18B20溫度采集件51005009風(fēng)機DPT10-11電機功率：21〔kw〕電壓：220