第2章 系统方案设计
2.1概述
近年来，温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵，不适合国情。
针对目前大棚发展的趋势，提出了一种大棚智能监控系统的设计。根据大棚智能监控的特殊性，需要传输大棚现场参数给管理者，并把管理者的命令下发到现场执行设备，同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。基于GPRS的智能大棚监控系统使这些成为可能。
农业温室大棚监控系统通过实时采集农业大棚内空气温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，根据农作物生长需要进行实时智能决策，并自动开启或者关闭指定的环境调节设备。通过该系统的部署实施，可以为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据和有效手段。
2.2建设目标
在农业信息化和智能化的技术应用上，通过网络技术、感应技术、应用开发技术与互联网络的结合，使得农业生产的精细化、远程化、自动化成为可能。实现农业相关资源信息的收集、监测和分析，为政府管理部门、农业生产部门、农业生产者和管理者提供及时有效、准确可靠的信息服务和决策支持服务，对于进一步解放生产力，实现农业生产和农村经济的可持续发展都具有重要的意义。科学技术是第一生产力，基于本方案,将实现农业种植精细化、自动化.
通过物联网技术实现精细化、半自动化的温室种植方式；通过信号采集技术、传感器及控制技术、视频监控技术实现远程、高效、精细的农业技术服务；通过信息技术提升设施农业生产科学管理水平，促进设施农业生产管理由粗放型向精细型模式转变。
智能农业环境测控系统的成功应用，减轻了维护人员的巡视和检修负担，提高了系统的可靠性；全农业走向了智能化,网络化, 自动化.更为重要的是融合了先进的管理措施，把各自独立运行的设备有机的结合起来，实现无人值守或少人管理，节省了人力,物力,财力.
机技术对温室环境内的空气温湿度、土壤温湿度、光照、CO2浓度等温室因子进行测量与采集，运用温室环境自动监测软件，并结合温室环境调控设备，有效地进行预警管理，为温室内作物生长提供重要的决策依据。
2.3项目需求
在每个智能农业大棚内部署空气温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤含水量传感器、光照度传感器、CO2传感器等，分别用来监测大棚内空气温湿度、土壤温度、土壤水分、光照度、CO2浓度等环境参数。为了方便部署和调整位置，所有传感器均应采用24V供电、485数据传输。
(一) 对大棚作物种植状况进行管理，根据种植作物的不同，在系统中分别设定每个大棚或每批大棚的土壤及空气的温湿度和二氧化碳指标范围，阳光照度等参数便于指导农户科学种植；
(二) 通过土壤及环境感应器可检测空气及土壤中的温湿度、二氧化碳的含量，当检测值超过设定的参数指标时，系统通过短信及屏幕提醒的方式提醒农户、技术员及其他管理或操作人员；
对大棚作物种植状况进行监控，通过视频可观察作物的生长情况，对绿色无公害农产品的生产过程进行视频追溯及展示，农业技术人员通过互联网对农作物病虫害的进行远程视频诊断，农业技术人员通过调阅网络视频对农户生产管理技术进行现场指导。
监测对象：
大棚 温湿度传感器X个；
监测内容：
温度、湿度值。控制卷帘
监测页面
2.9.2照度监控系统
采用具有较高灵敏度的感光探测器，配合高精度线性放大电路，经过严密检测、生产的具有多种光照测量范围和信号输出类型的实用型产品。变送器外壳采用壁挂安装设计，采用严密的防水接线盒,不但结构精致、外型美观，而且还具有较好的防水性能。监控大棚照度值通过485通讯控制卷帘使大棚内照度满足生长植物的需求
监测对象：
大棚 照度变送器X个；
监测内容：
监测照度值。控制卷帘
2.9.3 空气气体监控
数字RS485输出检测环境的CO2浓度来控制通风，可以节省能源30%以上。这款变送器采用进口先进红外技术传感器，工作更加稳定可靠。监控大棚气体浓度值控制风机使大棚达到适合植物的气体浓度
2.9.4土壤水分，土壤温度监控
土壤传感器体积小巧化设计，携带方便，安装、操作及维护简单；结构设计合理，不绣钢探针保证使用寿命；外部以纯胶体封装，密封性好，可直接埋入土壤中使用，且不受腐蚀；土质影响较小，应用地区广泛；测量精度高，性能可靠，确保正常工作；响应速度快，数据传输效率高。
2.9.5 门禁监控系统
门禁系统包括门管理、卡管理、准进卡设置，它是一个可以脱机独立运行的系统，预警监控系统出现任何问题都不会影响门禁系统的使用。门禁控制器自身应带有后备电池，可以确保在停电后不会丢失任何刷卡信息和权限管理信息。
进出卡中包含的用户信息应包括卡号、用户名、有效日期、卡有效状态等信息。管理人员可以对进出卡的注册、授权、注销、挂失等操作实现对人员进出权限的控制。当出现异常情况时，系统具有报警功能。如：强行开门、门长时间不关、设备被拆、失窃用户卡或无效的卡开门等，系统会发出报警信号，实时显示案发地点，同时保存记录。
监控对象：
温室大棚 门禁监控；
监控内容：
人员进出资料，包括开门时间、门名称、人员姓名等；
实时监控门的开关状态，门开超时信息；
远程开关门；
巡检机房记录查询；
集中发卡管理；
监控页面
2.9.6 视频监测系统
图像系统可同时观看多路彩色图像，存储、查询、播放视频录像，系统记录的图像信息包含图像编号/地址、记录的时间和日期，监视或回放的图像清晰、稳定，显示方式满足安全管理要求。系统能手动切换对视频输入信号在指定的监视器上进行固定或时序显示，在供电中断或关机后，保存所有编程信息和时间信息，具有视频丢失检测示警能力，中心机房可与某一下级机房进行音频通话或对所有下级机房进行音频广播。视频监控数据保存在本地机房硬盘录像机DVR，1CIF画质图像每路每小时占用存储空间约230MB，保存八画面15天占用视频存储容量为230*24*15*8=576000MB=648GB，可配置1TB容量的监控硬盘，4CIF或D1画质图像每路每小时占用存储空间约675MB，保存八画面15天占用视频存储容量为675*24*15*8=1.85TB，可配置2TB容量的监控硬盘。
监控对象：
温室大棚 数字录像机 X台，摄像头X个
监控内容：
多路彩色图像实时预览与录像
视频丢失检测告警
语音对讲
