基于ZIGBEE無線監(jiān)測傳輸?shù)臏厥铱刂葡到y(tǒng)簡介
一、概括
     農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是由工業(yè)物聯(lián)技術(shù)演變而來，  “物聯(lián)網(wǎng)"被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。以計算機技術(shù)發(fā)展趨勢業(yè)內(nèi)專家認為，物聯(lián)網(wǎng)一方面可以提高經(jīng)濟效益，大大節(jié)約成本；另一方面可以為經(jīng)濟的復蘇提供技術(shù)動力。目前，美國、歐盟、中國等都在投入巨入研究探索物聯(lián)網(wǎng)。我國也正在高度重視物聯(lián)網(wǎng)的研究，工業(yè)和信息化部會同有關(guān)部門，在新一代信息技術(shù)方面正在開展研究，以形成支持新一代信息技術(shù)發(fā)展的政策措施。

       智能控制是為了達到節(jié)能、舒適、便利的目的，要求對市政、家庭、農(nóng)業(yè)等的智能控制和監(jiān)視制定細致的策略和方案。但是，傳統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)由于很多因素的制約，很難達到要求。為了解決這些問題，業(yè)界嘗試了很多辦法，但基本上都屬于封閉式的，多采用私有協(xié)議，彼此間難以互通，導致結(jié)構(gòu)不透明，靈活性、擴充性不佳。從長遠看，智能控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是走向開放，尤其是智能控制與互聯(lián)網(wǎng)的融合是其中一個重要發(fā)展趨勢。

       智能農(nóng)業(yè)控制通過實時采集農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)溫度、濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤水分等環(huán)境參數(shù)，自動開啟或者關(guān)閉設備。可以根據(jù)用戶需求，隨時進行處理，為農(nóng)業(yè)生態(tài)信息自動監(jiān)測、對設施進行自動控制和智能化管理提供科學依據(jù)。

       大棚監(jiān)控及智能控制解決方案是通過光照、溫度、濕度等無線傳感器，對農(nóng)作物溫室內(nèi)的溫度，濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤含水量、CO濃度等環(huán)境參數(shù)進行實時采集，自動開啟或者關(guān)閉設備(如遠程控制澆灌、開關(guān)卷簾等)。 

二 、案例分析

       在每個智能農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部署空氣溫濕度傳感器，用來監(jiān)測大棚內(nèi)空氣溫度、空氣濕度參數(shù)；每個農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部署土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、光照度傳感器，用來監(jiān)測大棚內(nèi)土壤溫度、土壤水分、光照度等參數(shù)。所有傳感器一律采用直流12V電源供電。

       每個農(nóng)業(yè)大棚園區(qū)部署1套采集傳輸設備（ZIGBEE短距離無線傳輸），用來傳輸園區(qū)內(nèi)各農(nóng)業(yè)大棚的傳感器數(shù)據(jù)、設備控制指令數(shù)據(jù)等到internet上與平臺服務器交互。

       在每個需要智能控制功能的大棚內(nèi)安裝智能控制設備1套（包含一體化控制器、擴展控制配電箱、電磁閥、電源轉(zhuǎn)換適配設備等），用來傳遞控制指令、響應控制執(zhí)行設備。實現(xiàn)對大棚內(nèi)的電動卷簾、智能噴水、智能通風等行為的實現(xiàn)。

三 、系統(tǒng)架構(gòu)設計

(1)  總體架構(gòu) 
       系統(tǒng)的總體架構(gòu)分為傳感信息采集、視頻監(jiān)控、智能分析和遠程控制四部分。 

(2)  系統(tǒng)中包括兩個部分： 
       ■ Zigbee中心節(jié)點 ；  
       
(3)  傳感信息采集： 
       數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要負責溫室內(nèi)部光照、溫度、濕度和土壤含水量以及視頻等數(shù)據(jù)的采集和控制。數(shù)據(jù)傳感器的上傳采用ZigBee模式。

       在Zigbee傳輸模式中，傳感器數(shù)據(jù)通過Zigbee發(fā)送模塊傳送到Zigbee中心節(jié)點上，用戶終端和控制器間傳送的控制指令也通過Zigbee發(fā)送模塊傳送到中心節(jié)點上，省去了通訊線纜的部署工作。中心節(jié)點將傳感器數(shù)據(jù)、控制指令發(fā)送到上位機的業(yè)務平臺。用戶可以通過有線網(wǎng)絡/無線網(wǎng)絡訪問上位機系統(tǒng)業(yè)務平臺，實時監(jiān)測大棚現(xiàn)場的傳感器參數(shù)，控制大棚現(xiàn)場的相關(guān)設備。Zigbee模式具有部署靈活、擴展方便等優(yōu)點。 

四、 大棚現(xiàn)場布點

       大棚現(xiàn)場主要負責大棚內(nèi)部環(huán)境參數(shù)的采集和控制設備的執(zhí)行，采集的數(shù)據(jù)主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的光照、空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤水分等數(shù)值，建議采用RY-WLCO5型ZIGBEE多參數(shù)一體傳感器。

       傳感器的數(shù)據(jù)上傳有Zigbee模式，在Zigbee傳輸模式中，傳感器數(shù)據(jù)通過Zigbee發(fā)送模塊傳送到Zigbee中心節(jié)點上，用戶終端和控制器間傳送的控制指令也通過Zigbee發(fā)送模塊傳送到中心節(jié)點上，省卻了通訊線纜的部署工作。中心節(jié)點再經(jīng)過邊緣網(wǎng)關(guān)將傳感器數(shù)據(jù)、控制指令封裝并發(fā)送到位于internet上的系統(tǒng)業(yè)務平臺。用戶可以通過有線網(wǎng)絡/無線網(wǎng)絡訪問系統(tǒng)業(yè)務平臺，實時監(jiān)測大棚現(xiàn)場的傳感器參數(shù)，控制大棚現(xiàn)場的相關(guān)設備。Zigbee模式具有部署靈活、擴展方便等優(yōu)點。

       控制系統(tǒng)主要由一體化控制器、執(zhí)行設備和相關(guān)線路組成，通過一體化控制器可以自由控制各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行設備，包括噴水系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，噴水系統(tǒng)可支持噴淋、滴灌等多種設備，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可支持卷簾、風機等設備。

       軟件平臺負責對用戶提供智能大棚的所有功能展示，主要功能包括環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)空間/時間分布、歷史數(shù)據(jù)、超閾值告警和遠程控制五個方面。用戶還可以根據(jù)需要添加視頻設備實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控功能。數(shù)據(jù)空間/時間分布將系統(tǒng)采集到的數(shù)值通過直觀的形式向用戶展示時間分布狀況（折線圖）和空間分布狀況（場圖）、歷史數(shù)據(jù)可以向用戶提供歷史一段時間的數(shù)值展示；超閾值告警則允許用戶制定自定義的數(shù)據(jù)范圍，并將超出范圍的情況反映給用戶。
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