《大棚智能管控、監(jiān)測(cè)技術(shù)要求》

ICS43.020KSZZ

CCST04

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/KSZZ004—2023

大棚智能管控與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求

Greenhouseintelligentmonitoringandcontrolingsystem

technicalrequirements

（征求意見稿）

2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實(shí)施

昆山市智能制造創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布

T/KSZZ002—2023

大棚智能管控與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求

1范圍

本文件規(guī)定了大棚智能管控與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)”）的總則、布局和選址、系統(tǒng)組成、大

棚環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)要求、設(shè)備智能控制子系統(tǒng)要求、云平臺(tái)應(yīng)用終端子系統(tǒng)要求、運(yùn)行條件和運(yùn)行維護(hù)。

本文件適用于大棚作物使用的智能管控與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T4208-2017外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）

GB/T20524-2018農(nóng)林小氣候觀測(cè)儀

QX/T520-2019自動(dòng)氣象站

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件

3.1

大棚智能管控與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)greenhouseintelligentmonitoringandcontrolingsystem

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、傳感器與智能控制技術(shù)相結(jié)合的方式，對(duì)大棚土壤、空氣、水分、

溫度、光照等環(huán)境參數(shù)的全程監(jiān)控與管理，實(shí)現(xiàn)大棚信息檢測(cè)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)監(jiān)控，精確了解大棚作物生

長(zhǎng)情況、病蟲害情況、土地灌溉情況、土壤空氣變更等情況的智能管控與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

4總則

4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮建設(shè)成本、使用壽命、設(shè)備選型等因素，選擇符合技術(shù)要求的設(shè)備。

4.2系統(tǒng)應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)灌溉現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，應(yīng)設(shè)置避雷裝置。

4.3軟硬件應(yīng)安全可靠，應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)、通用的設(shè)備，硬件應(yīng)抗干擾能力強(qiáng)，軟件系統(tǒng)應(yīng)具有權(quán)限安全

體系，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)備份。

4.4系統(tǒng)應(yīng)具有擴(kuò)展能力，與相關(guān)灌溉設(shè)備和傳感器建立通用兼容接口，滿足系統(tǒng)維護(hù)、兼容、升級(jí)

換代的要求。

4.5系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)充分整合利用現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備，避免重復(fù)建設(shè)。

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4.6系統(tǒng)安裝應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，采取有效防護(hù)措施。

4.7系統(tǒng)使用應(yīng)科學(xué)配置各項(xiàng)技術(shù)和性能指標(biāo)，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

5布局和選址

根據(jù)作物類型劃分大棚作物監(jiān)測(cè)類型區(qū)，每個(gè)類型區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)不少于3個(gè)，每種作物監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)不少

于3個(gè)。每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)占地面積應(yīng)不小于4m2。

6系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、設(shè)備智能控制子系統(tǒng)和云平臺(tái)應(yīng)用終端子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)內(nèi)部及

子系統(tǒng)之間應(yīng)建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

6.1大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

主要包括數(shù)據(jù)采集器、傳感器、通信設(shè)備和供電設(shè)備，可將大棚各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的空氣溫度、空氣濕度、

光照度、二氧化碳濃度、土壤墑情等情況信息全面、科學(xué)、真實(shí)地通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳，并進(jìn)行圖片

采集和實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚作物生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)。

6.2設(shè)備智能控制子系統(tǒng)

主要包括數(shù)據(jù)接收處理計(jì)算機(jī)、設(shè)備控制系統(tǒng)、通信設(shè)備和供電設(shè)備，通過傳感器采集傳回的信息，

判斷分析大棚內(nèi)各監(jiān)測(cè)要素指數(shù)，達(dá)到各傳感器設(shè)定的閾值，智能控制系統(tǒng)對(duì)大棚進(jìn)行自動(dòng)化控制，無

需人工干預(yù)。

6.3云平臺(tái)應(yīng)用終端子系統(tǒng)

主要包括瀏覽器（Web）應(yīng)用軟件、手機(jī)軟件（APP），可實(shí)時(shí)查詢和顯示大棚環(huán)境和作物的變化情

況，處理和分析大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，智能控制設(shè)備智能控制子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)

與管控操作；并為各功能平臺(tái)提供統(tǒng)一服務(wù)入口。

7大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)要求

7.1主要功能

應(yīng)具有包括但不限于以下功能：

a)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)通信以及擴(kuò)展傳感器接口、通信接口、

系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)顯示等；

b)自報(bào)式、應(yīng)答式或自報(bào)兼應(yīng)答的工作模式；

c)串行或并行等接口；

d)定時(shí)發(fā)送含站號(hào)信息、采集時(shí)間、數(shù)據(jù)類別和發(fā)信序號(hào)等信息；

e)人工置數(shù)；

f)工作溫度、充電狀態(tài)和低電壓報(bào)警；

g)自動(dòng)校時(shí)；

h)超閾值加報(bào);

i)數(shù)據(jù)收集、處理和轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)間間隔可設(shè)置，應(yīng)至少包括10min、1h、6h；

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j)優(yōu)先選擇公共通信網(wǎng)和已建專用通信網(wǎng)等現(xiàn)有通信信道組網(wǎng)，宜設(shè)置備用信道。

7.2主要技術(shù)指標(biāo)

7.2.1常規(guī)要素

應(yīng)具備實(shí)時(shí)采集土壤墑情、氣象等數(shù)據(jù)的功能，包括但不限于溫度、濕度、光照、風(fēng)速、風(fēng)向、有

效輻射、降雨量、土壤溫度、土壤含水量等技術(shù)要素?cái)?shù)據(jù)。測(cè)量范圍、分辨力和最大允許誤差應(yīng)符合GB/T

20524-2018中4.4的要求。

7.2.2二氧化碳濃度

應(yīng)符合以下要求：

a)測(cè)量范圍：0ppm～5000ppm；

b)分辨力：1ppm；

c)最大允許誤差：±（20ppm+3%F·S）(25℃)。

7.2.3圖像傳感器

應(yīng)符合以下要求：

a)不少于500W有效像素；

b)20倍光學(xué)變焦，最低照度：

1）彩色：不低于0.01Lux/F1.2；

2）黑白：0.001Lux/F1.2(紅外補(bǔ)償下0Lux/F1.2)。

c)防護(hù)等級(jí)：IP66；

d)云臺(tái)水平旋轉(zhuǎn)角度為0°～350°，垂直旋轉(zhuǎn)角度為+90°。

7.2.4視頻監(jiān)控

基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和視頻信號(hào)傳輸技術(shù)，對(duì)農(nóng)作物內(nèi)部作物生長(zhǎng)狀況進(jìn)行全天候視頻監(jiān)控。該系統(tǒng)由網(wǎng)

絡(luò)型視頻服務(wù)器、高分辨率攝像頭組成，網(wǎng)絡(luò)型視頻服務(wù)器主要用以提供視頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換和傳輸，并實(shí)

現(xiàn)遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)。

8設(shè)備智能控制子系統(tǒng)要求

8.1主要功能

應(yīng)具有包括但不限于以下功能：

a)應(yīng)能接收云平臺(tái)對(duì)大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理后傳回的信息，智能聯(lián)動(dòng)控制各前端設(shè)備，

達(dá)到各傳感器設(shè)定的閾值;

b)應(yīng)具有用戶管理、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析以及決策控制;

c)應(yīng)具有自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)展示等功能;

d)應(yīng)具備缺相、短路、過載、避雷保護(hù)功能，保障水泵安全;

e)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器兼容，宜匹配最新數(shù)據(jù)庫軟件、操作系統(tǒng)軟件。

8.2前端設(shè)備技術(shù)要求

應(yīng)能與外接的控制設(shè)備進(jìn)行雙向通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。外接的控制設(shè)備包括但不限于卷簾機(jī)、

遮陽網(wǎng)、放風(fēng)機(jī)、通風(fēng)風(fēng)扇、濕簾水泵、除濕器、補(bǔ)光系統(tǒng)、電熱風(fēng)機(jī)、灌溉系統(tǒng)。

9云平臺(tái)應(yīng)用終端子系統(tǒng)要求

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應(yīng)具有包括但不限于以下功能：

a)數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)傳輸、通信連接維護(hù)、遠(yuǎn)程交互、遠(yuǎn)程升級(jí)；

b)定時(shí)與采集終端進(jìn)行時(shí)鐘同步；

c)定時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性檢查，自動(dòng)補(bǔ)傳缺失數(shù)據(jù)；

d)解析處理監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，智能控制前端設(shè)備運(yùn)行；

e)實(shí)時(shí)監(jiān)控土壤含水量、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降水量、CO2含量、

光合有效輻射、作物長(zhǎng)勢(shì)等數(shù)據(jù)以及設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，以歷史圖、趨勢(shì)圖等圖形化形式顯示；

f)管理監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息、用戶信息、作物信息、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、日志；

g)人工補(bǔ)錄、數(shù)據(jù)修正和審核；

h)統(tǒng)計(jì)分析大棚溫濕度、光照、土壤墑情、作物長(zhǎng)勢(shì)；

i)查詢監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息、預(yù)警信息、指標(biāo)體系、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；

j)發(fā)布統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、預(yù)警信息及對(duì)策建議。

10運(yùn)行條件

10.1供電

可采用以下三種方式：

a)交流電源供電：交流電壓為220V±20%、頻率為50Hz±10%；斷電情況下，設(shè)備持續(xù)工作時(shí)間應(yīng)

不少于24小時(shí)；

b)太陽能供電：在不具備交流供電的情況下采用；供電斷電情況下，持續(xù)工作時(shí)間應(yīng)不少于7

天;

c)蓄電池供電。

10.2通信

a)通過無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)傳輸，包括但不限于：ZigBee技術(shù)、Lora技術(shù)、4G網(wǎng)絡(luò)等;

b)信息傳輸采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，支持雙向數(shù)據(jù)傳輸。

10.3環(huán)境條件

滿足QX/T520-2019中5.10的要求。

10.4外殼防護(hù)等級(jí)

應(yīng)不低于GB/T4208-2017中規(guī)定的IP65等級(jí)。

10.5電磁兼容性

滿足QX/T520-2019中5.11的要求。

10.6可靠性

平均失效間隔工作時(shí)間（MTBF）應(yīng)不小于8000h。

11運(yùn)行維護(hù)

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T/KSZZ002—2023

11.1應(yīng)制定系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理等相關(guān)制度，安排熟練的專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)，按相關(guān)規(guī)章制度執(zhí)行。

11.2由專人負(fù)責(zé)，定期檢查系統(tǒng)軟、硬件狀況，進(jìn)行維護(hù)、管理。

11.3系統(tǒng)軟件應(yīng)定期升級(jí)，數(shù)據(jù)建立備份機(jī)制，自動(dòng)存檔，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器應(yīng)由專職人員負(fù)責(zé)運(yùn)行及

維護(hù)管理，宜采用云服務(wù)器。

11.4系統(tǒng)軟件無修改的，應(yīng)一年備份一次；軟件有修改的，修改前后各備份一次。

11.5根據(jù)系統(tǒng)各產(chǎn)品說明書及相關(guān)設(shè)備規(guī)范對(duì)系統(tǒng)各設(shè)備檢查維護(hù)，發(fā)現(xiàn)和排除故障，更換存在問題

的零部件。

11.6系統(tǒng)故障檢修應(yīng)符合以下要求：

a)應(yīng)根據(jù)所使用的設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和廠商提供的維修手冊(cè)要求，制定常見的故障判斷和檢修方法及

程序；

b)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)能夠明確診斷并維修或更換部件可以解決的故障，可在現(xiàn)場(chǎng)維修；對(duì)于不易診斷和檢

修的故障，應(yīng)由施工方負(fù)責(zé)檢查