昌黎县关于物联网远程专家诊断指导系统在设施农业上的应用

刘秀香

（昌黎县科技局，河北 昌黎 066600）

昌黎县关于物联网远程专家诊断指导系统在设施农业上的应用

刘秀香

（昌黎县科技局，河北 昌黎 066600）

农业物联网系统工程在农业服务业中的成果应用，就是整个服务平台主要是利用物联网技术、通信技术和传感技术，将日光温室种植过程中关键的要素数据通过各种传感器的采集，并利用网络通信技术如以太网WEB、GPRS、3G等，将数据及时传送到本地的设施农业物联网控制室和远端的设施农业物联网数据中心，使设施农业管理人员可以掌握农作的生长环境，及时采取控制措施，预防病虫害，提升生产质量，提高劳动效率。

设施农业；物联网；远程专家诊断

1 物联网远程专家诊断指导系统在设施农业上的应用

1.1 物联网远程专家诊断指导系统功能

1.1.1 环境监测。主要负责温室大棚或生长区域光照、温度、湿度和土壤含水量等环境监测数据的采集，并通过物联网网关设备传送到现场主机，以及通过GPRS网络传送到数据服务器上。在采集层，支持单传感节点独立采集和多传感节点汇集采集。具体功能包括实时监测、可视化实现展现、历史数据，以及实时曲线、日曲线等功能。

1.1.2 数据存储与分析。将采集互联网上的农业气象信息，参与物联网的智能化预警。实现对温室和网络的历史环境数据的大数据量存储，并基于大数据量历史数据能够实时对报警、预警条件进行分析，产生预警、报警结果，并以短信的形式通知给大棚、基地管理员。

1.1.3 智能预警、报警。一是报警。物联网远程专家诊断指导系统对任意监测指标，以及基于监测指标计算的二级指标，进行条件设置，当一个或多个条件达到时系统发出警报。二是预警。对指定的监测指标，以及基于监测指标计算的二级指标，进行条件设置，当预测到未来时刻将有一个或多个条件达到时系统发出预先警报。

1.1.4 基地管理。具体包括大棚管理，实现整个园区各个片区的所辖范围各类大棚信息管理；设备管理，实现对网关、监测设备、控制设备、设备参数等设备信息进行综合管理。系统提供直观的页面，方便用户对设备信息进行查找和管理。

1.2 物联网远程专家诊断指导系统的构成

项目硬件系统主要是实现设施环境指标数据采集与设施设备控制。系统通过采用RF组网技术，运用温度传感器、湿度传感器、光传感器、和土壤水分传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、光照强度、土壤养分等物理量参数，可随时获得作物生长环境数据。

1.2.1 工程控制专用计算机。工控机全称工业控制计算机，是专门为工业控制设计的计算机，用于对生产过程中使用的机器设备、生产流程、数据参数等进行监测与控制。

1.2.2 物联网网关。可理解为数据传输单元（DTU），主要用于实现示范单位内多个采集节点的数据汇集、打包与发送至上位机，以及市级数据中心。网关与采集控制器组成基于RF射频的无线传输网，传输距离远不低于1 000 m，一个网关可带32个采集控制器一起工作，即一个温室大棚部署一套采集控制器，那么一个网关可应用于32个大棚。

1.2.3 采集器。一个采集控制器负责一个环境监测节点，负责收集温室的各种数据，通常一个大棚部署一个采集节点（较大规模温室可设置多套）。采控器具有LED显示屏功能，可循环显示采集到温度、湿度、土壤水分、二氧化碳等数据信息；采控器通过RF射频向数据网管发送数据。

1.2.4 传感器。传感器到采集器通讯为有线传输。一是温湿度传感器。供电为小于DC36V或电池供电，量程为-20～60℃，准确度为±2℃，工作环境为-20～60℃，5%～95%RH，安装方式为悬挂安装。二是光照传感器。供电为小于DC36V或电池供电，量程为0～5万Lux，准确度为±50 Lux，工作环境为-20～60℃，5%～95%RH，安装方式为悬挂安装。三是二氧化碳传感器，安装方式为悬挂安装。四是土壤水分传感器。主要技术参数方便生产管理者及时采取措施，确保温室环境稳定。

2 物联网远程专家诊断指导系统在设施农业上的应用实施效果

一是通过物联网专家系统的精确温湿度控制，适宜的水、肥、气、热等作物生长因子管理，做到科学种养，平均667 m2年增收1 500元；二是通过物联网的自动化控制，使每棚室每年减少用工时数20个，节省农药、水肥成本90元；二是节约了水肥资源；三是实现了农业生产管理的远程化和自动化，减少了人工投入，从而使社会资源得到更合理的分配。

S316；TP391.44；TN929.5

A

1674-7909（2016）15-42-1

刘秀香（1973-），女，高级农艺师，研究方向：农业技术推广。