農(nóng)業(yè)企業(yè)自動化種植系統(tǒng)方案書11

農(nóng)業(yè)企業(yè)“自動化種植系統(tǒng)”方案書2013年3月目錄1項目概述 41.1行業(yè)背景 41.2項目概述 42需求分析 52.1需求概述 52.2需求分析 63系統(tǒng)方案介紹 83.1系統(tǒng)總體設計 83.2技術架構 103.2.1軟件技術架構 103.2.2基于Zigbee技術特點 113.2.3土壤信息快速動態(tài)感知傳感技術 133.3系統(tǒng)結構 163.4系統(tǒng)特點 173.5綜合信息服務平臺 173.6系統(tǒng)功能設計 183.6.1信息采集系統(tǒng)模塊 183.6.2生產(chǎn)預警 193.6.3環(huán)境參數(shù)采集傳輸模塊 193.6.4生產(chǎn)分析與決策 194主要產(chǎn)品簡介 204.1Pegasus2182型監(jiān)控數(shù)據(jù)采集傳輸儀 204.2ZigBee-232/485網(wǎng)關 224.3ZigBee-以太網(wǎng)網(wǎng)關 244.4ZigBeeI/O模塊 264.5土壤水分、溫度傳感器 274.6土壤養(yǎng)分速測儀 285后續(xù)建設規(guī)劃 295.1生產(chǎn)溯源管理系統(tǒng) 295.1.1生產(chǎn)信息追溯 295.1.2標識系統(tǒng)管理 295.1.3追溯查詢 305.1.4追溯統(tǒng)計分析 305.2邏輯聯(lián)動控制系統(tǒng) 305.2.1噴淋系統(tǒng)聯(lián)動 315.2.2風機系統(tǒng)聯(lián)動 315.2.3加熱系統(tǒng)聯(lián)動 325.2.4天窗系統(tǒng)聯(lián)動 335.2.5LED屏發(fā)布系統(tǒng) 335.3生產(chǎn)模式 335.3.1智能生產(chǎn)控制 345.3.2手動生產(chǎn)控制 345.3.3有人模式 346系統(tǒng)控制方案 346.1自動控制方式 346.2手動控制方式 357監(jiān)測功能方案 357.1自動監(jiān)測 367.2定期監(jiān)測 367.3立即監(jiān)測 368、圖像與視頻監(jiān)控功能方案 369手持終端與顯示終端 379.1手持終端 379.2顯示終端 3910公司簡介 39PAGE40PAGE11項目概述1.1行業(yè)背景信息化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標志，是三農(nóng)發(fā)展的重要載體和手段，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和農(nóng)業(yè)設施裝備提升的必要途徑。近幾年來，中央連續(xù)出臺文件，部署建設社會主義新農(nóng)村系列舉措。國家“十二五”規(guī)劃和2013年中央一號文件都提出要大力支持農(nóng)業(yè)科技信息化的建設，推動物聯(lián)網(wǎng)應用，提出讓“物聯(lián)網(wǎng)”下鄉(xiāng)的新理念，同時物聯(lián)網(wǎng)技術日漸成熟，農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展進入了一個嶄新的階段。農(nóng)業(yè)領域也將迎來物聯(lián)網(wǎng)時代。目前，我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式大部分仍然延續(xù)傳統(tǒng)以人力為主的方式，生產(chǎn)效率低，信息化程度低。隨著科學技術的不斷進步，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式對變革的訴求在不斷的加強，在逐步朝著更加人性化、智能化的方向演變。我公司緊緊抓住國家實施農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新建設的歷史機遇，結合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中出現(xiàn)的新技術和新應用，充分發(fā)揮專家技術優(yōu)勢，堅持以信息化為載體，大力發(fā)展標準化、規(guī)范化，不斷加大高新技術在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的研究及推廣應用。1.2項目概述現(xiàn)階段信息化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上仍存在一些不足，主要表現(xiàn)為：一栽培技術，各種植戶之間栽培技術掌握程度好差不一，科學技術到位率相差較大，還有相當部分果農(nóng)栽培技術沒有到位，效益還較低；二是管理，特別栽培面積較大的果園由于缺乏勞動力，管理跟不上，錯過了管理時間；三是技術標準，有的雖有生產(chǎn)標準，但實際上沒有執(zhí)行，蔓、葉、果管理，土、肥、水管理，病蟲鳥害防治等技術不統(tǒng)一，存在隨意性；四是種植方式較為落后，大棚環(huán)境、土壤環(huán)境等參數(shù)的獲取依靠人工經(jīng)驗，如果發(fā)生種植環(huán)境變化，不能及時進行調(diào)節(jié)，錯過種植環(huán)境的最好調(diào)節(jié)階段。為了農(nóng)場更合理的經(jīng)營管理，更科學的對種植作物的生產(chǎn)環(huán)境進行研究，需要對種植的土壤環(huán)境、空氣環(huán)境進行實時監(jiān)測，基于物聯(lián)網(wǎng)技術的農(nóng)業(yè)智能大棚監(jiān)測系統(tǒng)的建設勢在必行。2需求分析2.1需求概述為滿足新品種的培育與新的種植技術的研究，同時為了滿足對農(nóng)業(yè)信息化的需求，希望通過建設一套農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能大棚監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對農(nóng)作物種植大棚環(huán)境信息實時采集、信息傳輸、控制到種植的全信息化、全自動化、智能化的管理和控制，結合種植不同階段的生長特性，實現(xiàn)大棚生產(chǎn)全過程進行全面的生產(chǎn)管控，提升大棚的生產(chǎn)管理水平，提高企業(yè)品牌知名度。項目建設完成后，將大大提高種植的生產(chǎn)管理水平，并起到預期的示范作用，提高種植技術研究的信息化智能化水平。目前在此階段的需求主要如下：綜合信息服務平臺系統(tǒng)建設將在智能化生產(chǎn)、生產(chǎn)預警、分析與決策、管理信息統(tǒng)一展示等幾個領域進行建設，滿足種植及企業(yè)發(fā)展的各方面需求。全面監(jiān)控、采集、存儲農(nóng)作物生長環(huán)境信息對影響農(nóng)作物生長的空氣溫度、空氣濕度、光照、土壤水分、土壤PH等的各種關鍵指數(shù)進行長時段的、實時的、全面的監(jiān)控和采集，保證采集數(shù)據(jù)的可靠性、完整性、實時性和普遍性，使采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)為農(nóng)作物生產(chǎn)提供有效的支撐。需要對檢測的環(huán)境參數(shù)進行存儲、統(tǒng)計、分析，同時提供圖表管理人員及時的進行生產(chǎn)總結，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)進行后期的科學研究。追溯統(tǒng)計分析主要作用是對農(nóng)產(chǎn)品進行安全生產(chǎn)的追溯和監(jiān)管，農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)過生產(chǎn)、采收、裝箱、運輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)，最終到用戶使用，這個過程中生產(chǎn)追溯管理平臺將對安全相關信息進行監(jiān)管和追溯。溯源管理主要是信息追蹤和追溯標識的管理，能夠?qū)ψ匪菪畔⑦M行統(tǒng)計分析，可分析用戶對何種農(nóng)產(chǎn)品的安全信息關注度高，也可支持政府監(jiān)管。現(xiàn)場邏輯聯(lián)動控制在種植和培育階段，邏輯聯(lián)動控制系統(tǒng)可以根據(jù)種植實際環(huán)境參數(shù)情況，智能判斷是否需要開啟灌溉裝置進行智能灌溉，以及是否調(diào)整環(huán)境溫濕度等等。2.2需求分析隨著人民生活水平的逐步提高，與人們生活息息相關的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，越來越來被人們所關注。耕地大都建立在遠離市區(qū)的地方，給集中管理帶來諸多不便。自動化監(jiān)控系統(tǒng)對種植環(huán)境進行監(jiān)視、監(jiān)聽、環(huán)境監(jiān)測和控制，從而改善種植環(huán)境，減少農(nóng)作物的病蟲害發(fā)生，提高生產(chǎn)水平，降低能耗和種植成本。影響農(nóng)作物生長主要有這5個因素：土壤、養(yǎng)份、水份、疫病和環(huán)境。它們之間相互影響和制約，任一個因素失控都足以降低農(nóng)作物生長。若環(huán)境條件不適宜，優(yōu)良品種不能正常發(fā)揮，營養(yǎng)轉(zhuǎn)化率降低，導致農(nóng)作物的抵抗力和免疫力下降，病蟲害發(fā)生率提高，給生產(chǎn)造成巨大損失。在現(xiàn)代種植生產(chǎn)中，隨著種植家農(nóng)場化、集約化程度的提高，導致環(huán)境惡化，應激因素的增加，同時，在新育種技術的推廣和采用過程中，又使農(nóng)作物的抗逆性變差。因此，為農(nóng)作物創(chuàng)造適宜的土壤環(huán)境顯得尤為重要。從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的階段來看，無論是從種植的培育階段和收獲階段，都可以用自動化監(jiān)控的技術來提高它工作的效率和精細管理。例如：

（1）在種植準備的階段，我們可以通過在溫室里布置很多的傳感器，實時采集當前狀態(tài)下土壤信息，來選擇合適的農(nóng)作物并提供科學的種植信息及其數(shù)據(jù)經(jīng)驗。

（2）在種植和培育階段，可以用自動監(jiān)控的技術手段進行實時的溫度、濕度、CO2等的信息采集，且可以根據(jù)信息采集情況進行自動的現(xiàn)場控制，以達到高效的管理和實時監(jiān)控的目標，從而應對環(huán)境的變化，保證植物育苗在最佳環(huán)境中生長。例如：通過遠程溫度采集，可了解實時溫度情況然后手動或自動的在辦公室對其進行溫度調(diào)整，而不需要人工去實施現(xiàn)場操作，從而節(jié)省了大量的人力。

（3）在農(nóng)作物生長階段，可以利用自動監(jiān)控實時監(jiān)測作物生長的環(huán)境信息、養(yǎng)分信息和作物病蟲害情況。利用相關傳感器準確、實時地獲取土壤水分、環(huán)境溫濕度、光照等情況，通過實時的數(shù)據(jù)監(jiān)測和物定作物的專家經(jīng)驗相結合，配合控制系統(tǒng)調(diào)理作物生長環(huán)境，改善作物營養(yǎng)狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)作物的病蟲害爆發(fā)時期，維持作物最佳生長條件，對作物的生長管理及其為農(nóng)業(yè)提供科學的數(shù)據(jù)信息等方面有著非常重要的作用。

（4）在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，我們也同樣可以利用自動監(jiān)控的信息，把它傳輸階段、使用階段的各種性能進行采集，反饋到前端，從而在種植收獲階段進行更精準的測算。針對農(nóng)業(yè)企業(yè)的需求，結合對農(nóng)業(yè)數(shù)字化技術研究基礎，可建設以下子系統(tǒng)，滿足應用系統(tǒng)建設的具體信息化需求：通過建設物聯(lián)網(wǎng)信息服務平臺，提高數(shù)字化監(jiān)測需求，完成對種植的空氣溫度、濕度、土壤水分、土壤養(yǎng)分等參數(shù)的實時監(jiān)測。通過建設物聯(lián)網(wǎng)信息服務平臺，提高農(nóng)場生產(chǎn)管理水平，網(wǎng)站信息發(fā)布，滿足對外宣傳、產(chǎn)品發(fā)布、客戶管理等綜合應用。最終為農(nóng)業(yè)企業(yè)的科研和生產(chǎn)帶來較好的效果。3系統(tǒng)方案介紹3.1系統(tǒng)總體設計監(jiān)控管理平臺軟件從上至下共分四個層次平臺軟件從上至下共分四個層次，分別是用戶界面層、業(yè)務應用層、系統(tǒng)服務層、設備接入層設備接入層。具體結構參考下圖：3.1.1系統(tǒng)應用層系統(tǒng)整體采用B/S的展現(xiàn)模式的展現(xiàn)模式，其中視頻顯示的模塊應用了C/S的嵌入插件形式。充分發(fā)揮了B/S模式異地瀏覽的方便性模式異地瀏覽的方便性，任何時間、任何地點任何地點、任何系統(tǒng)中，只要網(wǎng)絡連通，就可以直接使用瀏覽器連接服務器任何電腦都可以作為客就可以直接使用瀏覽器連接服務器，任何電腦都可以作為客戶端使用。同時綜合利用了C/S模式信息采集靈活、負載均衡、服務穩(wěn)定等的優(yōu)同時綜合利用了服務穩(wěn)定等的優(yōu)勢，保證了客戶端有更多的事務處理能力分流服務器的工作負擔，使整個系統(tǒng)保證了客戶端有更多的事務處理能力，分流服務器的工作負擔運行更加穩(wěn)定。用戶界面層是平臺軟件直接跟用戶交互的窗口。因此，在設計風格上，我們采用美觀、大方、明朗而沉穩(wěn)的深藍作為主色調(diào)；在功能設計上，也充分發(fā)揚求真務實的態(tài)度，摒棄了很多冗余繁雜的點綴性功能，以實用、適用、合用、易用為主要思路；在功能實現(xiàn)上，我們將很多例行化、有規(guī)律可循的操作都用智能的方式，省去了很多用戶手動的操作，最大程度地將系統(tǒng)操作的便捷性留給用戶。3.1.2邏輯系統(tǒng)業(yè)務應用層主要是面對用戶的系統(tǒng)客戶端功能呈現(xiàn)，在這里，既有視頻監(jiān)控行業(yè)的基本型功能業(yè)務，如：實時監(jiān)視、錄像回放、日志管理等；還有為系統(tǒng)整體性、用戶使用便捷考慮而增加的對系統(tǒng)一些監(jiān)控外圍擴展應用設備接入而設計的系統(tǒng)功能擴展業(yè)務，如：大屏接入、數(shù)字矩陣等；另外就是為系統(tǒng)自身穩(wěn)定高效運行，方便用戶對整個系統(tǒng)所有設備、用戶、任務等做監(jiān)控和管理的系統(tǒng)管理業(yè)務功能，設備管理、如：用戶管理、權限管理、錄像計劃等等。3.1.3整個系統(tǒng)功能繁多，數(shù)據(jù)量龐大，為使整個系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、有序、高效地運行，就必要有一個非常強大的服務層。平臺軟件獨立封裝功能服務器，使整個服務器系統(tǒng)結構靈活，規(guī)?？蓴U展性強，且功能之間耦合性非常低，系統(tǒng)整體穩(wěn)定。目前，系統(tǒng)主要提供中心管理服務、設備管理服務、媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務、媒體存儲服務、圖片管理服務、車牌識別服務等多種功能全面、運行穩(wěn)定、處理高效的服務。3.1.4傳感采集層根據(jù)設備作用可以分為數(shù)據(jù)采集設備（傳感設備）和控制設備。數(shù)據(jù)采集設備通過無線或者有線傳輸集中到節(jié)點箱后，通過特定的協(xié)議或者方式傳輸給數(shù)據(jù)層?？刂圃O備主要是涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的裝備如電磁閥。傳感設備，主要對視頻監(jiān)控、溫濕度、土壤水分、土壤養(yǎng)分等數(shù)據(jù)進行實時采集，其中土壤養(yǎng)分采用離線式土壤養(yǎng)分速測儀檢測土壤、植株、化學肥料、生物肥料等樣品中的速效氮、速效磷、有效鉀、有機質(zhì)含量，植株中的全氮、全磷、全鉀、有機質(zhì)，土壤酸堿度及土壤含鹽量。對農(nóng)作物的生長土壤環(huán)境進行測試，有利于農(nóng)作物生長環(huán)境調(diào)節(jié)，讓其生長在最合適的環(huán)境中?？刂圃O備，主要通過可編程邏輯控制器（PLC），用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。3.2技術架構3.2.1軟件技術架構該系統(tǒng)采用J2EE+AJAX+FLEX的分布式面向服務的企業(yè)級軟件架構，這套架構技術先進、層次清晰、搭配合理、標準統(tǒng)一、應用成熟、開發(fā)路線明確，并具有較高的擴展性和可伸縮性，其中J2EE作為目前企業(yè)級開發(fā)最成熟和先進的企業(yè)級軟件開發(fā)技術體系，已經(jīng)成為事實上的工業(yè)標準；AJAX+FLEX是實現(xiàn)富客戶端技術（RIA）的主流技術，其中AJAX是用于提升瀏覽器客戶端的用戶體驗和性能的一種開發(fā)技術，已經(jīng)成為Web開發(fā)的一種重要手段；FLEX技術可以基于瀏覽器為用戶帶來更好的界面效果和交互體驗，我方在架構中使用這一技術作為復雜圖形、動畫和交互操作的實現(xiàn)技術,前臺同時采用成熟的ETXJS框架，解決了傳統(tǒng)JS不能兼容各大瀏覽器的問題。后臺還采用了QUTARTZ框架，幫助實現(xiàn)定時控制和智能控制。技術架構圖3.2.2基于Zigbee隨著全球土地資源供需矛盾的日益加劇，農(nóng)業(yè)巳成為當今具有世界意義的焦點問題之一，世界各國都十分重視發(fā)展農(nóng)業(yè)。以色列、日本、美國等國家都已采用先進的土地監(jiān)控制度。通過采用遙感、遙測監(jiān)測土壤墑情和作物生長等新技術，對土地進行監(jiān)測預報，實現(xiàn)土地資源的動態(tài)管理，不但成功地提高了農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，同時也節(jié)約了大量耕地。國內(nèi)部分地區(qū)也采用了一定的土壤墑情監(jiān)控系統(tǒng)，但現(xiàn)有系統(tǒng)一般采用有線組網(wǎng)形式，并通過工業(yè)總線來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸(如RS232協(xié)議，RS485協(xié)議等)。這種組網(wǎng)形式存在布線困難、系統(tǒng)安裝調(diào)試周期長、使用復雜、需要專業(yè)人士進行日常維護等缺點．因而嚴重阻礙了其進一步推廣和應用。

本方案提出的采用Zigbee技術并結合現(xiàn)代傳感器技術，同時通過無線組網(wǎng)的形式實現(xiàn)對土壤墑情的監(jiān)控，從而開發(fā)了基于zigbee的土壤墑情監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)將測控節(jié)點分布安設在灌溉區(qū)的各個地方，然后利用WSN將采集的數(shù)據(jù)傳輸給中心節(jié)點，再經(jīng)過中心節(jié)點分析采集的數(shù)據(jù)，然后控制監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)，從而實現(xiàn)耕種區(qū)土地的“精細耕種”。相比于有線方式的土壤墑情監(jiān)控系統(tǒng)，基于Zigbee的土壤含水監(jiān)控系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢：

(1)采用無線傳輸方式，受灌溉區(qū)環(huán)境約束小：

(2)系統(tǒng)具有微功耗特性；

(3)通信節(jié)點成本低；

(4)網(wǎng)絡組建方便、快速；

(5)網(wǎng)絡結構靈活，采用自組織方式，可動態(tài)路由轉(zhuǎn)發(fā)以實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信，當擴太監(jiān)控范圍時，網(wǎng)絡可以自動接納新增節(jié)點，而無需苛刻的日常維護和管理：

(6)網(wǎng)絡容量大，覆蓋面廣；

(7)安全性高；

(8)通信時延短。3.2.zigbee是一種新興的短距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡技術。主要用于近距離無線連接。該技術依據(jù)IEEE802.15.4標準，可在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)以實現(xiàn)通信。Zigbee(由ZigbeeAlliance所主導)標準一般需定義網(wǎng)絡層(NetworkLayer)、安全層(SecurityLayer)、應用層(ApplicationLayer)以及各種應用產(chǎn)品的資料(Profile)；而由國際電子電機工程協(xié)會(IEEE)所制訂的802.15.4標準，則只定義了物理層(PHYLaver)及媒體存取層(MediaAccessControlLayer；MACLayer)。zigbee有數(shù)據(jù)傳輸速率低、功耗低、成本低、網(wǎng)絡容量大、時延短、安全、有效范圍小、工作頻段靈活等特點。其主要應用領域包括工業(yè)控制、消費類電子設備、汽車自動化、家庭和樓宇自動化、醫(yī)用設備控制等?；赯igbee的土壤墑情監(jiān)控系統(tǒng)由大量測控節(jié)點組成，這些節(jié)點通過Zigbee技術來構成一個WSN網(wǎng)絡。這些節(jié)點按其實現(xiàn)的功能可以分為中心節(jié)點、全能節(jié)點和終端節(jié)點。其中中心節(jié)點是網(wǎng)絡的中心，它是整個WSN網(wǎng)絡組建的發(fā)起者，并對整個網(wǎng)絡進行管理和維護；全能節(jié)點在網(wǎng)絡中起路由作用，并控制灌溉閥門的開關，全能節(jié)點也具有測量能力，能測量節(jié)點所在位置的土壤含水情況。而終端節(jié)點則是整個網(wǎng)絡的末端，與全能節(jié)點和中心節(jié)點相比，終端節(jié)點只具備測量功能，而不帶電機控制電路。

一般情況下，根據(jù)耕種工具在耕種區(qū)的實際耕種能力，可將耕種區(qū)劃分為若干個小耕種塊，這些小耕種塊通常可由1個全能節(jié)點和若干個終端節(jié)點組成一個小型的星型網(wǎng)絡，然后由全能節(jié)點控制小耕種塊的傳感器，并由終端節(jié)點負責采集該耕種塊各個區(qū)域的土壤墑情。各個小耕種塊之間的全能節(jié)點、終端節(jié)點與中心互連，以構成一個WSN網(wǎng)絡，網(wǎng)絡中只起路由功能的全能節(jié)點．可以保證網(wǎng)絡通信的可靠性。網(wǎng)絡組建成功后終端節(jié)點將定時采集土壤濕度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)直接上傳給中心節(jié)點，同時也可以利用WSN網(wǎng)絡的多跳功能將數(shù)據(jù)傳輸給上級的全能節(jié)點，然后通過若干個全能節(jié)點地接力，將數(shù)據(jù)傳送給中心節(jié)點。中心節(jié)點對信號進行分析后，再將分析結果發(fā)送給該小耕種塊的全能節(jié)點，并通過全能節(jié)點來控制閥門以調(diào)節(jié)耕種土地的水份、養(yǎng)份等?；趜igbee的土壤墑情監(jiān)控系統(tǒng)示意圖如下圖所示。3.2.33.2.3.1土壤養(yǎng)分信息快速動態(tài)感知傳感技術土壤含水率的測量方法主要有直接法和間接法兩種。其中直接法主要采用烘干手段進行，耗時費力，無法實現(xiàn)快速信息獲取的需要。一般作為標準定標測量方法。間接法主要包括電阻法、介電法、光譜分析法等。介電法由于可以安全地測量土壤體積含水率而受到廣泛重視，并取得了明顯的進展。介電法主要包括基于駐波率原理法（StandingWaveRatio,SWR）、頻域分解法（FrequencyDecomposition,FD）和時域反射法（Time-DomainReflectometer,TDR），其中我國在SWR法和FD法方面的研究較為成熟，已經(jīng)有成熟的儀器產(chǎn)品用于土壤水分測量。Hummel等在波長為1603-2598nm之間對地表土和地下土的有機質(zhì)含量和水分采用逐步回歸分析法進行了分析，得出水分比有機質(zhì)更易預測。何勇等研究了不同含水率、不同顆粒大小的土壤樣本在不同測試角度、不同測試高度對光譜采集的影響，并得到了不同含水率和不同粒徑土壤的含氮量預測模型。李民贊等利用近紅外光譜技術進行了北方潮土中水分、有機質(zhì)和全氮含量的檢測[103]。其中波長1920nm光譜對水分含量信息的檢測確定系數(shù)（R2）達到了0.935。不同波段的遙感光譜（可見光譜、近紅外光譜、熱紅外光譜、微波等）都被用于土壤遙感的研究。Stoner等發(fā)現(xiàn)在760、970、1190、1450、1940和2950nm的土壤反射光譜隨著水分的增加而降低。Liu等進一步發(fā)現(xiàn)在一定的土壤水分臨界值之下，土壤反射率隨著土壤濕度增加而降低；當超過該臨界值后，反射率隨著土壤水分繼續(xù)增加而增加。但這個臨界值通常大于田間持水量。Whiting等指出當土壤含水率超過一定的閾值時，土壤其他成分的光譜指標信號將不能從水分信號中檢測出來。因此分析土壤其他成分時，土壤水分要小于該閾值。Chang使用主成分回歸分析方法研究了土壤中的成分，包括總碳、總氮、含水率等目前應研究適合農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的土壤養(yǎng)分信息動態(tài)、快速、實時的監(jiān)控技術和微型、便攜、可靠節(jié)能、低成本、耐腐蝕、智能化、定位化和具有無線傳輸功能的監(jiān)控設備和傳感器。3.2.3.2土壤理化信息快速感知技術在土壤理化信息快速檢測技術研究方面，Kooistra等采用光譜估算土壤中有機質(zhì)和粘土礦物的含量以及與有機質(zhì)、粘土礦物相關性很強的金屬元素(鎘、鋅)的含量。沙晉明等研究了土壤有機質(zhì)與反射光譜間的相關性分析，發(fā)現(xiàn)有機質(zhì)含量在376、795、616、506、724和975nm波段附近有較好的負相關性。何勇等采用近紅外光譜技術對土壤氮、磷、鉀、有機質(zhì)和pH值進行了檢測。在對浙江省潮化鹽土中的總氮和總磷的研究中，何勇等得到的相關系數(shù)（r）為0.9503和0.9547。李民贊等發(fā)現(xiàn)可見光譜對于土壤水分、土壤有機質(zhì)含量、土壤電導率、土壤pH值，線性模型是有效的；而對于土壤硝態(tài)氮含量，則需要利用多元指數(shù)模型進行分析或檢測。陳鵬飛等采用了近紅外光譜技術實時測定了土壤中總氮及磷含量。在土壤養(yǎng)分和理化指標快速檢測儀器方面，浙江大學何勇教授團隊自主研發(fā)的“便攜式多功能面積測試儀”，利用GPS的定位功能，基于GPS控制點技術和面積糾偏算法，可以實現(xiàn)利用低成本GPS模塊對任意形狀地塊面積的快速精確測繪和數(shù)據(jù)管理。何勇教授團隊自主研發(fā)的“基于GPS定位的土壤水分快速測量儀”、“便攜式GPS定位土壤pH值測量儀”和“便攜式GPS定位土壤壓實度測量儀”，可以快速測量土壤的水分、pH值以及壓實度信息，并且配備GPS模塊，可以同時獲得測量的空間三維位置信息。中國農(nóng)業(yè)大學李民贊教授團隊開發(fā)的基于近紅外漫反射測量的便攜式土壤有機質(zhì)測定儀。在土壤有機質(zhì)實際含量大于2%時,平均相對誤差率低于5%。汪懋華院士和李民贊教授研制了基于電流-電壓四端法的便攜式土壤電導率在線測試儀，儀器得到的確定系數(shù)(R2)大于099。李民贊教授開發(fā)的土壤參數(shù)在線光譜分析儀，可用于稻田土壤的在線連續(xù)測量；開發(fā)的基于光譜學原理的土壤有機質(zhì)含量傳感器，在濾光片中心波長為850nm時烘干土樣獲得最高測量精度(R2=0.930),在此條件下風干土樣預測模型的確定系數(shù)為R2=0.711。何勇教授等研制的土壤植物養(yǎng)分光譜快速測試儀器榮獲浙江省科學技術一等獎。后續(xù)應重點研究開發(fā)適合農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的土壤信息檢測微小型、可靠節(jié)能、低成本、具有無線傳感功能的儀器和設備。3.2.3.3土壤有害物信息快速檢測技術土壤有害物質(zhì)主要包括重金屬農(nóng)藥殘留等土壤有害物質(zhì)信息的快速檢測不僅關系到土壤肥力和土壤可持續(xù)利用還關系到農(nóng)作物和農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全目前國內(nèi)外在土壤有害物質(zhì)信息檢測方面已有部分研究。在土壤重金屬有害物質(zhì)信息檢測技術研究方面王芬等研究了基于雙層神經(jīng)網(wǎng)絡與GIS可視化的土壤重金屬污染評價方法[17]基于雙層組合BP神網(wǎng)絡和GIS的研究方法可以在只具有少量數(shù)據(jù)的情況下對數(shù)據(jù)進行比較精確的空間分析能夠在滿足一定精度分析的原則下適當?shù)慕档筒蓸臃治龀杀?得到比單因子指數(shù)評價準確度更高的空間分布圖。張曉靜等利用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）同時測定土壤中的鉻（Cr、鎳（Ni、銅（Cu、砷（As、鉈（Tl、鉛（Pb）6種重金屬元素含量的方法[118]。鄭澤科等分析了激光誘導擊穿光（LIBS的特性研究譜線信噪比隨激光能量和樣品屬性變化的規(guī)律對土壤樣品中的微量Cu元進行實驗測量有重要意義。3.2.3.4土壤養(yǎng)分離子選擇性電極材料與膜材料制備技術目前國內(nèi)外對土壤養(yǎng)分離子選擇性電極材料和膜材料制備技術的研究還比較少所研究對象大部分集中在土壤中氟離子鉀離子鉀銨離子氯酸根離子選擇電極材料或膜材料的研究季國亮等研究了鉀離子選擇電極在土壤中速效性鉀的快速測定鉀電極作為參比電極土壤中鉀-鈣活度比測定土壤中鉀-鈉活度的測定和銨離子在土壤中的擴散的研究等方面的應用阿等研究了用氟離子選擇電極測定土壤中氟化物的改進方法奚治文等研究了鉀銨離子選擇電極的研制及其在土壤肥料分析中的應用。陳桂琴等的研究結果表明：采用堿熔法處理土壤樣品，澄清時間對土壤氟含量測定的影響比較大。胡慧萍等以轉(zhuǎn)型了的N263-Cl,N263-I四丁基碘化銨作為電活性物質(zhì),聚乙烯醇(PVA)和殼聚糖(CS)為聚合物支持體,制了對鋁酸根離子有響應的離子選擇性膜電極謝立群采用氨氣敏電極法測定土壤中的全氮量并編制了△E／S化范圍在0.4000.698的Q值表。因此急需研究開發(fā)適合于土壤養(yǎng)（氮磷鉀微量元素等檢測的離子選擇性材料和膜材料的制備技術和產(chǎn)品應用于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中土壤信息快速動態(tài)實時感知傳感技術和設備的推廣。3.3系統(tǒng)結構圖2.1系統(tǒng)結構示意圖系統(tǒng)結構示意圖如上圖所示，系統(tǒng)基于GPRS系列無線傳輸數(shù)據(jù)采集終端，根據(jù)具體需求配置連接土壤傳感器和光照度傳感器。系統(tǒng)采用GPRS網(wǎng)絡采集傳輸模式，傳感器沒有數(shù)量上的限制，監(jiān)測點之間沒有距離限制。特別適合大范圍的多點土壤監(jiān)測項目，如全省范圍內(nèi)的生態(tài)站土壤水分墑情監(jiān)測，長帶狀如河道、公路路基等土壤水分動態(tài)監(jiān)測，山體滑坡土壤水分監(jiān)測預警等。對于小范圍的試驗小區(qū)，農(nóng)田的土壤水分監(jiān)測，更是可以靈活應用。GPRS系列數(shù)據(jù)采集器（遙測終端機）根據(jù)設定的采集周期采集土壤水分值，并通過GPRSMODEM傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳送到遠程數(shù)據(jù)中心，遠程數(shù)據(jù)中心接收、顯示并存儲各監(jiān)測站的水分監(jiān)測站參數(shù)，遠程數(shù)據(jù)中心支持對任意的監(jiān)測站實時的觸發(fā)查詢。用戶可以在辦公室、家里，任何有上網(wǎng)條件的地方接收查看千里之外的各站點實時和歷史數(shù)據(jù)。用戶還可以定制數(shù)據(jù)接收管理軟件的特殊功能，如當土壤水分達到某個臨界值時，系統(tǒng)發(fā)出警報信號，提醒監(jiān)測工作人員，即使采取防范措施。系統(tǒng)可以離線查看，也可實時同步檢測多站點墑情，多種信息顯示方式(數(shù)值，曲線，柱狀圖等)，專業(yè)化的數(shù)據(jù)處理能力，提供強大的數(shù)據(jù)存儲、分析、報表、曲線等功能，方便的歷史數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)，還可以擴展集成土壤水勢傳感器，氣象傳感器，水文水質(zhì)傳感器，有害氣體傳感器，形成一套功能全面，管理科學的生態(tài)監(jiān)測站。3.4系統(tǒng)特點數(shù)據(jù)采集、傳輸一體化設計，RTU終端結構簡潔新穎，支持多種安裝方式;土壤水分傳感器精度高，穩(wěn)定性好。防水防潮設計，可承受高強度外界壓力；監(jiān)測點與中心以無線電波通訊，不需要纜線連接，不再擔心纜線人為扯拉或鼠類撕咬斷裂，導致數(shù)據(jù)傳輸中斷；支持GPRS數(shù)據(jù)遠程傳輸，讓用戶實現(xiàn)不限地點不限時間的接收、管理、分析土壤水分動態(tài)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集頻率，存儲周期可在1分鐘到30天之間任意設置；超低功耗設計；采用太陽能供電，只在采集時才對傳感器供電，避免常供電導致的土壤理化性質(zhì)變異，測量結果誤差增大；無線監(jiān)測站支持本地存儲5440條記錄（1小時的存儲周期可存儲226天）；內(nèi)置時鐘，存儲格式為年、月、日、時、分、秒，時間與水分值一一對應；配置水分傳感器專用安裝工具，安裝簡易方便，減少維護成本；光照（強度、時間，選配）3.5綜合信息服務平臺綜合服務平臺利用計算機技術、網(wǎng)絡技術、信息融合技術對農(nóng)場生產(chǎn)、管理過程中的信息進行采集、整合、分析、挖掘和處理。在此平臺中，將設備監(jiān)控信息、設備采集信息的統(tǒng)計和分析、設備的只用狀態(tài)統(tǒng)計等信息統(tǒng)一規(guī)劃在展示平臺上，提升企業(yè)管理水平，提高管理效率，增強安全可靠的智慧農(nóng)業(yè)應用和服務。同時，滿足對外宣傳、產(chǎn)品發(fā)布、產(chǎn)品追溯、客戶管理等要求的集中應用，提高管理效率和示范能力。為農(nóng)場帶來更好的社會效益和經(jīng)濟效益，將農(nóng)場打造為高科技的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)精品示范區(qū)。3.6系統(tǒng)功能設計物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控系統(tǒng)作為本次智能溫室大棚智能化建設的重點子系統(tǒng)，將為科學種植研究提供很好的數(shù)據(jù)支持，大大提高科技生產(chǎn)力。物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)管控系統(tǒng)包含以下主要功能模塊包括：信息采集系統(tǒng)模塊、環(huán)境參數(shù)采集傳輸模塊。3.6.1信息采集系統(tǒng)模塊在線實時24小時連續(xù)的采集和記錄監(jiān)測點位的溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤濕度、CO2濃度、葉面濕度、露點溫度等環(huán)境各項參數(shù)情況，以數(shù)字、圖形和圖像等多種方式進行實時顯示和記錄存儲監(jiān)測信息，監(jiān)測點位可擴充多達上千個點。3.6.2生產(chǎn)預警農(nóng)作物種植生產(chǎn)過程中的環(huán)境參數(shù)對農(nóng)作物生產(chǎn)作用很大，當生產(chǎn)過程中出現(xiàn)環(huán)境參數(shù)異常時，提供短信方式、生產(chǎn)區(qū)告警等方式對管理人員或生產(chǎn)人員進行告警，提示生產(chǎn)人員可以進行下一步的生產(chǎn)控制。當自動生產(chǎn)出現(xiàn)異常時，此功能顯的尤為重要。生產(chǎn)預警及監(jiān)管：環(huán)境預警 全面檢測生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)，出現(xiàn)異常時可采用各種通信手段對生產(chǎn)和管理人員進行告警。設備預警 也可以對設備的正常工作狀態(tài)進行檢測，出現(xiàn)設備的損壞等情況及時進行告警，以免影響正常的農(nóng)作物生產(chǎn)。3.6.3環(huán)境參數(shù)采集傳輸模塊數(shù)據(jù)中心軟件采用標準windowsxp/win7全中文圖形界面，實時顯示、記錄各監(jiān)測點的溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤濕度、CO2濃度、葉面濕度、露點溫度等曲線變化，統(tǒng)計溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤濕度、CO2濃度、葉面濕度、露點溫度等環(huán)境數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)、最大值、最小值及平均值，累積數(shù)據(jù)。3.6.4生產(chǎn)分析與決策 對生產(chǎn)區(qū)的各種數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，形成報表，供管理人員決策強大的數(shù)據(jù)處理與通訊能力，采用計算機網(wǎng)絡通訊技術，局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺電腦都可以訪問監(jiān)控電腦，在線查看監(jiān)控點位的溫濕度變化情況，實現(xiàn)遠程監(jiān)測。系統(tǒng)不但能夠在值班室監(jiān)測，領導在自己辦公室和智能手機都可以非常方便地觀看和監(jiān)控。可擴充多種記錄數(shù)據(jù)分析處理軟件，能進行繪制棒圖、餅圖，進行曲線擬合等處理，可按TEXT格式輸出，也能進入EXCEL電子表格等office的軟件進行數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)設計時預留有接口，可隨時增加減硬軟件設備，系統(tǒng)只要做少量的改動即可，可以在很短的時間內(nèi)完成。可根據(jù)政策和法規(guī)的改變隨時增加新的內(nèi)容。管理人員的生產(chǎn)分析與決策工作是建立在生產(chǎn)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)的存儲、統(tǒng)計基礎之上，按照管理人員的要求進行生產(chǎn)分析和決策分析。分析與決策模塊主要包含以下功能；存儲、統(tǒng)計、管理對傳感器自動采集的信息進行存儲、統(tǒng)計、管理的功能，以及對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行存儲維護，同時供監(jiān)測使用。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析4主要產(chǎn)品簡介4.1Pegasus2182型監(jiān)控數(shù)據(jù)采集傳輸儀Pegasus2182型監(jiān)控數(shù)據(jù)采集傳輸儀是我公司為滿足環(huán)保行業(yè)特殊需求而設計開發(fā)的高性能數(shù)據(jù)采集傳輸設備。它遵循ModBus協(xié)議通過模擬信號接口或RS232/RS485接口,采集多種儀器的數(shù)據(jù)，經(jīng)過一系列的對比分析計算后，將報文數(shù)據(jù)以有線或無線的方式傳輸至省市級監(jiān)控管理中心平臺。Pegasus2182型監(jiān)控數(shù)據(jù)采集傳輸儀設備內(nèi)置大容量數(shù)據(jù)存儲器，采用人性化的人機交互方式，具備高性能、軟件執(zhí)行效率高、硬件可擴展性強等特點。它板載高性能處理器，處理內(nèi)部為32位RISC架構且與80C186處理器兼容，具有極高的性能，主頻高達100MHz，其指令還與其他X86微處理器兼容，內(nèi)嵌DOS操作系統(tǒng)，采用帶觸摸功能的七寸彩色顯示器進行人機交互，可存儲一年以上的歷史數(shù)據(jù)信息。

性能參數(shù)

■CPU：32位RISC架構，流水線技術，主頻100MHz

■存儲容量：64MBSDRAM，可擴展：可接1GCF卡；

■看門狗：自帶看門狗可以產(chǎn)生系統(tǒng)復位，啟動周期由軟件設置；

■通訊接口：RS232/TTL（1路可選）、RS485（2路）、RS232（4路）、RJ45100M高速工業(yè)以太網(wǎng)口（1路）、USB1.1口（1路）

■信號通道：16路光電隔離開關量輸入，輸入電壓為24V

8路光電隔離開關量輸出，觸點容量：支持5A/250VAV或5A/30VDC

8路24位高精度A/D模擬量采集，輸入類型可為4-20mA、0-5V或0-10V

■通信協(xié)議：支持標準ModBus、TCP/IP、HJ/T212-2005協(xié)議

■電源輸入：24VDC300mA

■顯示：480×234（7寸）彩色液晶、帶觸摸屏

■控制：精簡6按鍵

■工作溫度：-25℃~+70℃

■工作濕度：≤90％

■存儲溫度：-40℃~+85℃

技術亮點

■自帶無線通訊模塊，通過GPRS、CDMA等方式與上位機通訊，且可通過串口與任何標志透明傳輸?shù)臒o線模塊相連

■具備以太網(wǎng)功能，可直接通過局域網(wǎng)或internet與上位機通訊

■具備多路串口和模擬量采集口用于連接監(jiān)測儀表

■具備多路開關量輸入口用于查看各設備工作狀態(tài)

■具備大容量的存儲器存儲歷史數(shù)據(jù)，且斷電后數(shù)據(jù)不丟失

■采用標準工業(yè)及接口，接線牢靠、方便

■自帶顯示器可現(xiàn)實所連接監(jiān)測儀表的實時數(shù)據(jù)、小時均值、日均值和月均值，還能顯示污染物的小時總量、日總量和月總量

■殼體堅固，防護等級達到IP43的標準

■設備具備防靜電、浪涌、高頻干擾的性能，可在煙霧、水濺、潮濕等環(huán)境下正常運行，同時具備良好的抗震性、抗沖擊性，滿足工業(yè)現(xiàn)場的使用環(huán)境

■設備自帶UPS不間斷電源，在外部供電切斷的情況下能保證數(shù)采儀連續(xù)工作6小時以上

■具備數(shù)據(jù)導出功能，可通過網(wǎng)口、U盤等多種方式導出數(shù)據(jù)

■系統(tǒng)自帶實時時鐘，具有掉電自動計時功能，并支持遠程校準

■支持對下端設備的反控，可利用系統(tǒng)遠程控制功能（反向控制），查看現(xiàn)場檢測儀器的詳細信息以及設備運行狀態(tài)，遠程開關檢測儀器，設置儀器的采樣頻率，采樣間隔，復位，清洗儀器等操作，實現(xiàn)監(jiān)控工作的自動化

■支持逢變則報功能，主動檢測現(xiàn)場設備，即時上報其工作狀態(tài)

■設備具備密碼保護功能主要優(yōu)點

■32位RISC架構處理器

■內(nèi)嵌DOS操作系統(tǒng)

■具有看門狗（WatchDog）功能，提高系統(tǒng)運行的可靠性

■支持GPRS/CDMA/未來3G等多種無線通訊方式，具有掉線自動撥號功能，確保開通后永久在線

■對外接口全部采用光電隔離設計、抗干擾能力強

■超大容量存儲器，可存儲一年以上的歷史數(shù)據(jù)

■高精度模擬量采集功能，采樣精度24位

■采用帶觸摸功能的7寸彩色液晶器配合精簡6按鍵完成人機交互功能4.2ZigBee-232/485網(wǎng)關羅克佳華RK-ZB系列ZigBee-232/485網(wǎng)關是短距離、多點、多跳無線通訊產(chǎn)品，能夠快速的為串口終端設備添加無線通訊能力；該網(wǎng)關支持標準的工業(yè)級RS232/RS485串行接口，支持透明數(shù)據(jù)傳輸模式，能替換現(xiàn)場的有線傳輸方式為ZigBee無線通訊，真正做到即插即用。

RK-ZB系列ZigBee-232/485網(wǎng)關提供簡單圖形化配置軟件，方便用戶依據(jù)不同的需要對串口波特率、網(wǎng)絡標識、通信信道、組網(wǎng)方式等網(wǎng)絡參數(shù)進行設置；支持IEEE802.15.4協(xié)議標準，具有通訊距離遠、抗干擾能力強、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點；可實現(xiàn)多設備間的無線數(shù)據(jù)透明傳輸。

RK-ZB系列ZigBee-232/485網(wǎng)關采用金屬外殼，外置天線可更換，多個指示燈方便用戶查看當前網(wǎng)絡狀態(tài)和通訊過程。性能特點

■通信距離遠：可視距離達到500米

■抗干擾能力強：2.4GDSSS擴頻技術

■串口應用靈活：透明傳輸，支持波特率范圍為9600bps～115200bps

■發(fā)送模式靈活：點對點、多對一或者廣播模式可選

■組網(wǎng)方式靈活：支持星型網(wǎng)、樹型網(wǎng)、鏈型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)；16信道可選，網(wǎng)絡ID任意設置

■通信接口：RS232/RS485（隔離可選）

■最大數(shù)據(jù)包：終端512字節(jié)，協(xié)調(diào)和路由240個字節(jié)

■溫度范圍：-20℃～70℃應用范圍

■遠程數(shù)據(jù)采集

■工業(yè)自動化

■無線抄表系統(tǒng)

■智能樓宇系統(tǒng)

■智能交通系統(tǒng)

■智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)

■煤礦安全監(jiān)測

■遠程醫(yī)療監(jiān)護典型應用

4.3ZigBee-以太網(wǎng)網(wǎng)關羅克佳華RK-ZB系列ZigBee-以太網(wǎng)網(wǎng)關是一款簡單易用的網(wǎng)絡模塊，集成了ZigBee通訊模塊，高性能的以太網(wǎng)處理器芯片LM3S6911，10/100M自適應RJ45端口，支持TCP/UDP通訊協(xié)議。ZigBee-以太網(wǎng)網(wǎng)關可以將ZigBee數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)包，實現(xiàn)ZigBee和以太網(wǎng)絡之間的互連互通，從而實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的無線采集和傳輸。

RK-ZB系列ZigBee-以太網(wǎng)網(wǎng)關提供簡單圖形化配置軟件，方便用戶依據(jù)不同的需要對串口波特率、遠程IP、本地IP、通訊端口、網(wǎng)絡標識，通信信道、組網(wǎng)方式等網(wǎng)絡參數(shù)進行設置；支持IEEE802.15.4協(xié)議標準，具有通訊距離遠、抗干擾能力強、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點；可實現(xiàn)多設備間的無線數(shù)據(jù)透明傳輸.。

RK-ZB系列ZigBee-以太網(wǎng)網(wǎng)關采用金屬外殼，外置天線可更換，多個指示燈方便用戶查看當前網(wǎng)絡狀態(tài)和通訊過程。

性能特點

■通信距離遠：可視距離達到500米

■抗干擾能力強：2.4GDSSS擴頻技術

■串口應用靈活：透明傳輸，支持波特率范圍為9600bps～115200bps

■發(fā)送模式靈活：點對點、多對一或者廣播模式可選

■組網(wǎng)方式靈活：支持星型網(wǎng)、樹型網(wǎng)、鏈型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)；16信道可選，網(wǎng)絡ID任意設置

■以太網(wǎng)通信：支持TCP/UDP協(xié)議，RJ45接口

■最大數(shù)據(jù)包：終端512字節(jié)，協(xié)調(diào)和路由240個字節(jié)

■溫度范圍：-20℃～70℃

應用范圍

■遠程數(shù)據(jù)采集

■工業(yè)自動化

■無線抄表系統(tǒng)

■智能樓宇系統(tǒng)

■智能交通系統(tǒng)

■智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)

■煤礦安全監(jiān)測

■遠程醫(yī)療監(jiān)護典型應用

4.4ZigBeeI/O模塊羅克佳華RK-ZB系列ZigBeeI/O模塊是一款無線數(shù)據(jù)采集器，其采用高性能微處理器，可通過ZigBee無線網(wǎng)絡采集和控制多種I/O信號，包括12路模擬量輸入、2路模擬量輸出、8路數(shù)字量輸入和4路數(shù)字量輸出，豐富了現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集方式，實現(xiàn)了終端I/O信號與無線ZigBee網(wǎng)絡的互聯(lián)互通。

RK-ZB系列ZigBeeI/O模塊提供簡單圖形化配置軟件，方便用戶依據(jù)不同的需要對串口波特率、網(wǎng)絡標識、通信信道、組網(wǎng)方式等網(wǎng)絡參數(shù)，以及模擬輸入、模擬輸出等信號參數(shù)進行設置；支持IEEE802.15.4協(xié)議標準，具有通訊距離遠、抗干擾能力強、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點；可實現(xiàn)多設備間的數(shù)據(jù)采集和傳輸。

RK-ZB系列ZigBeeI/O模塊采用塑料外殼，外置天線可更換，多個指示燈方便用戶查看當前網(wǎng)絡狀態(tài)、通訊過程以及數(shù)字量輸入輸出狀態(tài)。性能特點

■通信距離遠：可視距離達到500米

■抗干擾能力強：2.4GDSSS擴頻技術

■串口應用靈活：透明傳輸，支持波特率范圍為9600bps～38400bps

■發(fā)送模式靈活：點對點、多對一或者廣播模式可選

■組網(wǎng)方式靈活：支持星型網(wǎng)、樹型網(wǎng)、鏈型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)；16信道可選，網(wǎng)絡ID任意設置

■通信協(xié)議：ModbusRTU

■數(shù)據(jù)精度：模擬量輸入、模擬量輸出轉(zhuǎn)換精度均為12位■通道數(shù)量：模擬量輸入（12路）、模擬量輸出（2路）、數(shù)字量輸入（8路）、數(shù)字量輸出（4路）

■最大數(shù)據(jù)包：終端512字節(jié)，協(xié)調(diào)和路由240個字節(jié)

■溫度范圍：-20℃～70℃產(chǎn)品應用

■遠程數(shù)據(jù)采集

■工業(yè)自動化

■無線抄表系統(tǒng)

■智能樓宇系統(tǒng)

■智能交通系統(tǒng)

■智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)

■煤礦安全監(jiān)測

■遠程醫(yī)療監(jiān)護典型應用4.5土壤水分、溫度傳感器土壤水分、溫度傳感器是基于介電理論并運用頻域測量技術(FDR)自主研制開發(fā)的，能夠測量土壤/基質(zhì)等多孔介質(zhì)的含水率和溫度。FDS120可用于系統(tǒng)集成，進行土壤/基質(zhì)水分、溫度的實時監(jiān)測；也可與SMC3000測定儀組成土壤/基質(zhì)水分、溫度便攜測量系統(tǒng)。測量參數(shù)容積含水率溫度單位%（m3m-3）℃量程0～100%-20～60測量精度±2％±0.5％輸出信號0～1.5VDC/4～20mA300～600mV工作電壓5～12VDC響應時間<1秒穩(wěn)定時間通電后2秒工作電流25mA電纜長度標準為5m4.6土壤養(yǎng)分速測儀能檢測土壤、植株、化學肥料、生物肥料等樣品中的速效氮、速效磷、有效鉀、有機質(zhì)含量，植株中的全氮、全磷、全鉀、有機質(zhì)含量。具有北京時間顯示功能，自動將檢測樣品的時間記錄與保存。儲存1000組數(shù)據(jù)(檢測樣品時間、地點、各類養(yǎng)分結果）等相關信息存儲下來，數(shù)據(jù)可隨時調(diào)出查看。內(nèi)含73種作物的配肥軟件，可按當?shù)厍闆r設定作物品種、作物產(chǎn)量、肥料品種，并自動計算出施肥量。具部帶有充電電池可帶到野外現(xiàn)場檢測和指導。帶背光大屏幕中文液晶顯示，全程指導操作。噴塑鋼板外殼，堅固、耐用。配置:養(yǎng)分儀一臺，手提箱一只，試劑一套養(yǎng)分測量技術參數(shù)：穩(wěn)定性：A值（吸光度）三分鐘內(nèi)飄移小于0.003重復性：A值（吸光度）小于0.005線性誤差：小于3.0%靈敏度：紅光≥4.5×10-5；藍光≥3.17×10-3波長范圍：紅光620±4nm；藍光440±4nm；綠光520±4nm抗震性：合格本儀器所用電源：交流市電：180V～240V、50赫茲直流電：18V、5W（本儀器自帶）制造企業(yè)必須經(jīng)過ISO質(zhì)量體系認證5后續(xù)建設規(guī)劃5.1生產(chǎn)溯源管理系統(tǒng)加強農(nóng)作物生產(chǎn)品質(zhì)管理，滿足消費者對農(nóng)產(chǎn)品安全保障的訴求。5.1.1生產(chǎn)信息追溯生產(chǎn)信息包含基礎信息和生產(chǎn)信息，基礎信息包括產(chǎn)地信息、人員信息、生產(chǎn)區(qū)域規(guī)劃信息，生產(chǎn)信息包括生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、采收信息以及標識系統(tǒng)的使用信息等等。將安全生產(chǎn)、無公害農(nóng)產(chǎn)品等相關法規(guī)和要求進行整理、入檔，建立最基礎的生產(chǎn)管理規(guī)范標準，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以參考管理。5.1.2標識系統(tǒng)管理提供標識生成功能，對采收人員采收前登陸系統(tǒng)，記錄采收人員信息，并記錄采收哪塊生產(chǎn)區(qū)域，此時追溯系統(tǒng)將按照生產(chǎn)區(qū)域找到采收的農(nóng)產(chǎn)品信息并生成這批農(nóng)產(chǎn)品的追溯標識（二維碼），然后使用二維碼設備生成二維碼貼標，工作人員采收完成后，將產(chǎn)品入箱，并將二維碼貼標貼在箱上，完成整體采收工作。5.1.3追溯查詢提供追溯查詢功能，用戶在購買時可以通過二維碼追溯到農(nóng)產(chǎn)品的全過程生產(chǎn)信息，追溯方式可以采用以下幾種途徑：智能終端——超市、專賣店放置智能終端設備，用戶購買時可直接查詢農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)信息；網(wǎng)站——通過網(wǎng)絡可以查詢農(nóng)產(chǎn)品信息；其他智能設備——通過智能手機來查新農(nóng)產(chǎn)品信息。用戶可以通過追溯網(wǎng)站查看農(nóng)產(chǎn)品的生長環(huán)境，進一步提升用戶對農(nóng)產(chǎn)品的滿意度。5.1.4追溯統(tǒng)計分析系統(tǒng)管理員可對追溯信息進行統(tǒng)計和分析，可分析用戶對何種農(nóng)產(chǎn)品的安全信息關注度更高，也可支持政府監(jiān)管。5.2邏輯聯(lián)動控制系統(tǒng)在種植和培育階段，邏輯聯(lián)動控制系統(tǒng)可以根據(jù)種植大棚實際環(huán)境情況，智能判斷是否需要開啟灌溉裝置進行智能灌溉，是否調(diào)整環(huán)境溫濕度值。節(jié)水灌溉聯(lián)動，通過在大棚現(xiàn)場部署的土壤水分傳感器，實時采集大棚種植的土壤環(huán)境參數(shù)，智能判斷是否需要開啟灌溉裝置進行智能灌溉，無需種植人員進行現(xiàn)場操作，通過電腦智能判斷即可實現(xiàn)灌溉系統(tǒng)的智能化，大大提升大棚的生產(chǎn)管理水平。排風加熱聯(lián)動，通過物聯(lián)網(wǎng)的技術手段采集溫度、濕度的信息，進行高效的管理，從而應對環(huán)境的變化。比如降溫了，我可以給生產(chǎn)區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品在溫室里加熱控制，反之，可以排風、遮陽等降溫控制。5.2.1噴淋系統(tǒng)聯(lián)動控制運行方式：自動—根據(jù)確定的濕度范圍進行控制，由程序自動控制溫室（C區(qū)）內(nèi)的噴淋電磁閥分組開停的時間。并對電磁閥設備進行故障保護。中央控制——接受操作員計算機下達的指令，一步化順序開、停電磁閥設備,對被控設備進行故障保護。手動——保留現(xiàn)場開關箱上的按鈕操作，邏輯控制器檢測工況，生產(chǎn)數(shù)據(jù)和故障報警，不進行故障保護。須完成對下列設備及工藝參數(shù)的檢測；濕度溫度完成對下列設備的監(jiān)控噴淋電磁閥監(jiān)控5.2.2風機系統(tǒng)聯(lián)動控制運行方式：自動——根據(jù)確定的控制模式，由程序自動控制溫室內(nèi)的風機分組運行。并對被控風機進行故障保護，分組運行時間紀錄，應不超過單組運行的最長時間，分組輪流運行。中央控制——接受操作員計算機下達的指令，一步化順序開、停分組風機設備,對被控設備進行故障保護。手動——保留現(xiàn)場開關箱上的按鈕操作，邏輯控制器檢測工況，生產(chǎn)數(shù)據(jù)和故障報警，不進行故障保護。須完成對下列設備及工藝參數(shù)的檢測；溫度濕度照度完成對下列設備的監(jiān)控風機監(jiān)控5.2.3加熱系統(tǒng)聯(lián)動控制運行方式：自動——根據(jù)確定的溫度范圍進行控制，由程序自動控制溫室（C區(qū)）內(nèi)的供熱管道電磁閥開停。并對供熱管道電磁閥進行故障保護。中央控制——接受操作員計算機下達的指令，一步化順序開、停供水管、回水管電磁閥設備,對被控設備進行故障保護。手動——保留現(xiàn)場開關箱上的按鈕操作，邏輯控制器檢測工況，生產(chǎn)數(shù)據(jù)和故障報警，不進行故障保護。須完成對下列設備及工藝參數(shù)的檢測；溫度濕度完成對下列設備的監(jiān)控電磁閥監(jiān)控5.2.4天窗系統(tǒng)聯(lián)動控制運行方式：自動——根據(jù)確定的溫度、濕度范圍進行控制，由程序自動控制溫室（C區(qū)）內(nèi)的天窗分組開停。并對天窗馬達設備進行故障保護。中央控制——接受操作員計算機下達的指令，一步化順序開、停天窗,對被控設備進行故障保護。手動——保留現(xiàn)場開關箱上的按鈕操作，邏輯控制器檢測工況，生產(chǎn)數(shù)據(jù)和故障報警，不進行故障保