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基于4G DTU的農業溫室大(da)棚環境遠程監測監控控制系統

【前言(yan)】：

近年來，農業溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來極大的便利，得到了迅速的推廣和應用。種植環境中的溫度、濕度、光照度、CO2濃度等環境因子對作物的生產有很大的影響。傳統的人工控制方式難以達到科學合理種植的要求，目前國內可以實現上述環境因子自動監控的系統還不多見，而引進國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統價格昂貴，不適合國情。

針對目前農業大(da)棚(peng)發展的(de)(de)趨勢，提出了一種(zhong)大(da)棚(peng)遠程監控(kong)系統的(de)(de)設計。根據大(da)棚(peng)監控(kong)的(de)(de)特殊性(xing)，需要傳(chuan)輸大(da)棚(peng)現場(chang)參數給管(guan)理者，并(bing)把(ba)管(guan)理者的(de)(de)命令下發到(dao)現場(chang)執行設備，同時又要使(shi)上級部門可隨時通(tong)過互連網或者手(shou)機信(xin)息(xi)了解區域大(da)棚(peng)的(de)(de)實時狀(zhuang)況。基于(yu)4G的農業大(da)棚環境遠程監(jian)控系統(tong)使這(zhe)些成(cheng)為(wei)可(ke)能。

【系統介紹】：

農業大棚環境遠程監控系統由前端部分來完成對環境監測因子的含量的監測與匯總、轉換、傳輸等工作，監測因子包括溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤濕度、CO2濃度、葉面濕度、露點溫度等環境參數，這些監測因子由數據采集終端使用不同的方法進行測量獲得一個非常準確的測量數據，此結果通過數據處理轉換后經由4G網絡向在線監測數據平臺傳輸數據，在線監測數據傳輸平臺來實現數據的接收、過濾、存儲、處理、統計分析并提供實時數據查詢等任務，當溫濕度超過設定值的時候，自動開啟或者關閉指定設備。整個系統可達到:安全、可靠、準確、實時、全面、快速、高效的將真實的水產養殖環境信息展現在管理人員的面前。

農(nong)業大(da)(da)棚環境遠程(cheng)監(jian)控系(xi)統由三大(da)(da)部分：數據中心、大(da)(da)棚監(jian)控點、用戶手機。

1、數據(ju)中心：主要由PC機(ji)和(he)上位機(ji)軟件構成(cheng)，它實現對(dui)數據(ju)的接(jie)收、存(cun)儲、顯示、數據(ju)請求以及(ji)曲(qu)線顯示、報表打印(yin)輸出等信息管理工(gong)作和(he)進行特殊(shu)情(qing)況(kuang)的監控(kong)中心預警以及(ji)通過客戶端軟件方便地訪問實時和(he)歷史數據(ju)。

2、大棚(peng)監控點：實(shi)時(shi)將現場的(de)水溫、光(guang)照、溶氧，氨氮，硫(liu)化物、亞硝酸(suan)鹽、ph等數據(ju)采集(ji)到4G無(wu)線(xian)數據(ju)采(cai)集終端(duan)內(nei)，根據(ju)實時數據(ju)實現采(cai)集點現場的(de)自動報警(jing)，防止事(shi)故的(de)發(fa)生。（并預(yu)留(liu)監控點的(de)控制接口）

3、用戶手機：通過智能手機訪問數據(ju)(ju)中心采(cai)集現(xian)場(chang)實時數據(ju)(ju)或(huo)發送采(cai)集指令到(dao)數據(ju)(ju)采(cai)集終端采(cai)集現(xian)場(chang)實時數據(ju)(ju)。

【系統(tong)框(kuang)圖】：

【主要功能】：

◆ 可在線實(shi)時(shi)24小時(shi)連續的采集和記錄監(jian)測點(dian)位(wei)(wei)的溫度、濕度、光照、土(tu)(tu)壤(rang)溫度、土(tu)(tu)壤(rang)濕度、CO2濃(nong)度、葉面濕度、露(lu)點(dian)溫度等環(huan)境各項參數情況，以數字、圖(tu)形和圖(tu)像等多種方式進(jin)行實(shi)時(shi)顯示和記錄存(cun)儲(chu)監(jian)測信息，監(jian)測點(dian)位(wei)(wei)可擴充(chong)多達上千個點(dian)。

◆ 可設定(ding)各監控點(dian)位的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)、濕度(du)(du)、光照、土(tu)壤(rang)溫(wen)(wen)度(du)(du)、土(tu)壤(rang)濕度(du)(du)、CO2濃度(du)(du)、葉面濕度(du)(du)、露(lu)點(dian)溫(wen)(wen)度(du)(du)等報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)限值(zhi)，當出(chu)現被(bei)監控點(dian)位數據異常時(shi)可自動發出(chu)報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)信(xin)(xin)號，報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)方式(shi)包括：現場多媒(mei)體聲光報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)、網絡客戶端(duan)報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)、電話語音報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)、手機短信(xin)(xin)息(xi)報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)等。上傳報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)信(xin)(xin)息(xi)并進行本地(di)及遠程監測，系統可在不同(tong)的(de)時(shi)刻通知不同(tong)的(de)值(zhi)班人員。

◆ 數(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)心軟件采(cai)用(yong)標準windows 98/2000/XP全中(zhong)(zhong)文圖形界面，實時(shi)顯示(shi)、記(ji)錄各監測(ce)點(dian)的溫(wen)度(du)(du)(du)(du)、濕(shi)度(du)(du)(du)(du)、光照、土(tu)壤(rang)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)、土(tu)壤(rang)濕(shi)度(du)(du)(du)(du)、CO2濃度(du)(du)(du)(du)、葉面濕(shi)度(du)(du)(du)(du)、露點(dian)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)等曲線變(bian)化(hua)，統計(ji)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)、濕(shi)度(du)(du)(du)(du)、光照、土(tu)壤(rang)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)、土(tu)壤(rang)濕(shi)度(du)(du)(du)(du)、CO2濃度(du)(du)(du)(du)、葉面濕(shi)度(du)(du)(du)(du)、露點(dian)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)等環境數(shu)據(ju)的歷史數(shu)據(ju)、最大(da)值、最小值及(ji)平均值，累積數(shu)據(ju)，報警畫面。

◆ 監控主機(ji)端利用監控軟件可隨(sui)時打印每(mei)時刻(ke)的溫(wen)度(du)、濕(shi)度(du)、光照、土壤(rang)溫(wen)度(du)、土壤(rang)濕(shi)度(du)、CO2濃度(du)、葉面濕(shi)度(du)、露點(dian)溫(wen)度(du)等環境數(shu)據(ju)及運行報告(gao)。

◆ 強(qiang)大的數據處理與通訊能(neng)力(li)，采用計算機(ji)網絡通訊技術，局域網內的任何一臺電腦(nao)都可(ke)以訪問監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)電腦(nao)，在(zai)線(xian)查看監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)點位的溫濕(shi)度(du)變化情況，實現遠程監(jian)(jian)(jian)測。系統不但能(neng)夠在(zai)值班室監(jian)(jian)(jian)測，領導(dao)在(zai)自己(ji)辦公室和(he)智能(neng)手機(ji)都可(ke)以非常方便地觀(guan)看和(he)監(jian)(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)。

◆ 系統可擴充多種(zhong)記錄數據分(fen)析(xi)處理軟件，能進行(xing)(xing)繪制棒圖、餅圖，進行(xing)(xing)曲線擬合等(deng)處理，可按TEXT格(ge)(ge)式輸出(chu)，也(ye)能進入EXCEL電子(zi)表格(ge)(ge)等(deng)office的(de)軟件進行(xing)(xing)數據處理。

◆ 系(xi)統設計時(shi)預留有(you)接口，可(ke)隨時(shi)增加(jia)減硬軟件(jian)設備，系(xi)統只要做少量的(de)改(gai)動即可(ke)，可(ke)以在很短(duan)的(de)時(shi)間內完成。可(ke)根據政策和(he)法規的(de)改(gai)變隨時(shi)增加(jia)新的(de)內容(rong)。

【主要特點(dian)】：

◆ 農(nong)業大棚基地(di)基本(ben)位于偏遠地(di)區，因此采用(yong)覆蓋廣泛的4G網(wang)絡高信號(hao)捕捉，必要是采用(yong)高增益(yi)天線，可確保網(wang)絡的(de)正常運行。

◆ 一體化(hua)設(she)計，終端內置大容量存儲(chu)芯片，即使出現網絡故障，也可(ke)保(bao)證數(shu)據永(yong)不丟失。

◆ 可擴充性，支持主站設備、采集終端、傳(chuan)感器等規模數量的平滑增加，無需修改應用程序。

◆ 易(yi)維(wei)護性，系統可對遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)數(shu)據(ju)采集(ji)終端(duan)執行相(xiang)應(ying)的遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)操(cao)作命令，包(bao)括遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)參(can)數(shu)設置，遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)控制(zhi)、遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)數(shu)據(ju)抄(chao)收、遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)終端(duan)復位、遠(yuan)(yuan)程(cheng)(cheng)終端(duan)軟件(jian)升級等。

◆ 操作簡(jian)易性：系(xi)統(tong)軟件(jian)功能完善，模塊化、圖形化設計，全(quan)過程全(quan)中文(wen)幫(bang)助，操作簡(jian)單(dan)方便。

◆ 性價比高，該系統(tong)專為大棚遠程環(huan)境監(jian)控量身定制，充分考慮到農業大棚環(huan)境各個(ge)環(huan)節的(de)業務(wu)需(xu)求，性價比很高。

【適用范圍】：

農業、園藝、畜牧業等領域(yu)。

食品(pin)、電子生產車間、藥房、冰箱(xiang)、冷庫、庫房、機房、實驗室(shi)、工(gong)業暖通、圖書館、檔案室(shi)、博物館、孵房、溫室(shi)大棚、煙草(cao)、糧庫、醫(yi)院等需要環(huan)境監測領域。