智慧城市农业:温室大棚一站式解决方案

发布者:网站编辑
发布时间:2019-04-15 13:03
分类:全部资讯 最新动态 植物工厂 百科城农
我国作为农业大国,近几十年来农耕技术发展迅猛,全国的温室大棚数量众多。温室大棚物联网化、智能化成为了未来农业尤其是城市植物工厂的发展趋势,本文将详细阐述智慧大棚方案的构成。
 
一、为什么大棚要“智慧化”?
 
通常放置于温室大棚内栽种的植物,对生长环境都有着较为苛刻的要求,温度、湿度、二氧化碳浓度等指标都需要维持在一个稳定的范围内。早期的温室大棚,通过布置各种传感器,人工定时去查看,并对大棚内的温控器、加湿器等设备进行调整。但随着温室大棚数量越来越多、单个大棚内需要的传感器也越来越多,传感器之间的通讯线缆布线变得非常困难,通过人工去管理大棚也变得越来越难。
 

 
图1  越来越多的温室大棚
 
二、智慧大棚包含哪些东西?
 
采集端
 
要实现对大棚内环境的实时监测,给出相对较全面的环境情况,需要布置各种各样的传感器,例如:
 
温度传感器(空气、土壤);
 
湿度传感器(空气、土壤);
 
光照传感器;
 
二氧化碳浓度传感器。
 
控制端
 
想要真正实现温室大棚智能化,不仅需要数据的采集上传,还需要能应对情况变化的智能控制。通过ARM平台的网关控制器,可以外接多路设备,以实现实时控制大棚内环境的效果。外接的设备包含:
 
步进电机;
 
水泵喷洒器;
 
日光灯;
 
风机;
 
石英加热管。

三、智慧大棚整体方案
 
网关控制器基于Coretex-A7设计,网关与各种传感器之间通过LoRa技术进行无线连接。在取电不方便的大棚内,传感器节点均需要通过电池供电,这就需要应用LoRa技术极低的功耗。采用休眠+定时唤醒上传的工作模式,能够极大降低传感器节点的耗电量,一节干电池可以使用2~3年。
 
出于成本的考虑,一般情况下多个大棚会共用一个网关,这样大棚内的相关控制设备,也需要通过无线通讯来控制。同样,使用LoRa也是一种不错的选择。LoRa传输距离足够远,可接入节点数上千个,足以满足大棚内节点数需求。传输数据量较小的弊端,对于只需要发送一些简单的控制量而言也足够使用了。
 
 
图 3  智慧大棚整体方案框图
 
交互方面,网关控制器上可以外接一个显示屏和触摸屏,方便在现场排查故障和调试用。所有数据汇总到网关后,通过4G的方式将数据上传到云平台,管理人员在远程使用PC或手机登录访问,即可由云平台下发相应的控制指令。



图4  大棚管理平台
文章来源: 电子工程世界 http://t.cn/EXIqOx5
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