农业物联网的大田种植监控系统智能化管理方案

　　大田种养循环节水系统是集农业科技上的高、精、尖技术和计算机自动控制技术于一体的先进的农业生产设施，是现代农业科技向产业转化的物质基础，可以在线监测农田环境的气候因子、土壤环境因子，结合作物生理生态特点，精准把握灌溉时机和灌溉量，减少无效灌溉量，节约农业用水。
 

方案概述

　　中国是种植大田为大宗的农业大国，大田种植从原始人畜耕作到机械耕种是农业发展的一大进步，但基于大田分布广泛、人工成本高、耗时长、耕作信息采集残缺、不及时等特点，新型物联网种植的出现，使现代农业实现了又一次质的飞跃。

　　厦门欣仰邦研发的大田种养循环节水系统针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点，利用物联网技术，采用高精度土壤温湿度传感器和智能气象站，远程在线采集土壤墒情、气象信息、视频信息等，实现墒情(旱情)自动预报、灌溉用水量智能决策、远程、自动控制灌溉设备等功能，最终达到精耕细作、准确施肥、合理灌溉的目的。
 

系统框架

　　感知采集层

　　大田信息采集可分为地面信息采集和地下或水下的信息采集两部分：

　　地面信息采集

　　1)使用地面温度、湿度、光照、光合有效辐射传感器采集信息可以及时掌握大田生长情况，当大田因这些因素生长受限，用户可快速反应，采取应急措施;

　　2)使用雨量、风速、风向、气压传感器可收集大量气象信息，当这些信息超出正常值范围，用户可及时采取防范措施，减轻自然灾害带来的损失。如：强降雨来临前，打开大田蓄水口。

　　地下或水下信息采集

　　1)检测地下或水下土壤温度、水分是为了实现合理灌溉，杜绝水源浪费和大量灌溉导致的土壤养分流失。

　　2)检测土壤PH值等信息，是为了全面检测土壤养分含量，准确指导水田合理施肥，提高产量，避免由于过量施肥导致的环境问题。

　　控制系统

　　根据土壤湿度变化以及灌溉、停止时长，自动调节控制灌溉电磁阀工作状态，实现灌溉系统的自动化，智能化。

　　传输层

　　可选用RS485、以太网/光纤、GPRS/3G、LORA、zigbee、WIFI、卫星等方式，将数据上传到指定的服务器。

　　RS485是基于串口通讯技术将总线节点上的数据传输到服务器，不加中继的情况下，适合于1000米内的有线通讯，光纤通讯是一种利用光与光纤传递
资讯的一种方式，具有抗干扰能力强，实时性好等特点，适合于远距离有线通讯。

　　GPRS通讯是一种基于包的无线通讯服务，无距离限制，适用于安装地点有手机信号覆盖，服务器能够连接互连网的情况。

　　zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗、近距离无线组网通讯技术，适用于短距离无线通讯，具体距离受障碍物限制。

　　WIFI数据为基于802.11b/g协议的2.4GHZ无线信号，在WIFI信号覆盖范围内可采取此方式。

　　LORA是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方式，功耗低，具有超强的穿墙功能以及抗干扰能力，可实现可视距离2KM以上的信号传输卫星通讯利用卫星作为中继而进行的通信，在卫星电波覆盖范围内，无距离限制、不易受陆地灾害的影响、费用较高。

应用平台

★ 全天候实时在线监测：可以对现场任意监测点的数据，进行实时在线显示，同时可以设置数据上传的方式。

★ 可视化数据分析功能：系统能够在管理平台对数据进行分析，形成实时曲线，并可以以柱形图、饼状图等直观的方式呈现，也可以按Excel表格相关格式输出，并提供下载、报表打印。

★ 软件自动化管理：支持软件平台开机启动、定时关机，并支持日志记录功能，可记录所有操作记录。

★ 远程精细化控制：可根据栽培作物品种、生长周期的不同，灵活设定农田灌溉自动控制目标，确保农作物在合适的环境下生长，增加作物产量。