温室大棚物联网解决方案 项目背景 难达到预期 传统温室大棚弊端 人工管理 测控精度低 劳动强度大 成本资源浪费 项目背景  通过“智慧温室”系统可以精确 的检测并控制大棚内空气温度、空 气湿度、土壤温度、土壤水分、光 照、 CO2 浓度等参数。  为蔬菜和水果创造最优良的环 境，同时还能为工作人员提供安全 舒适的工作环境，最终提高生产效 率增加农业产量，获得最大的经济 •市场前景广阔 为促进由传统落后的生产方式迅速转向科技含量高的生产方式 环境感知——智慧温室 实现光照、温 湿度、二氧化碳、 土壤等监测以及自 动控制，从而引领 现代农业的发展， 是物联网技术与农 业领域的一次结合， 是现代农业的一个 重要标志。 智慧温室  智慧温室系统利用物联网技术， 可实时远程获取温室大棚内部的环境 参数和视频图像；  可远程或自动控制湿帘风机、喷 淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温 淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温 补光、二氧化碳气肥机等设备；  保证温室大棚内环境最适宜作物 生长，为作物高产、优质、高效、生 态、安全创造条件；  还可以根据作物长势或病虫草害 情况，由农业专家给予远程农技指导。 智慧温室系统结构 系统的总体架构分为现场数据采集、网络传输、数据平台和终端展现四部分 智慧温室系统组成 采集设备 小型气象站 控制装置 视频监控系统 户外

特色栽培技术示范温室 园区科研中心 项 目 总 体 方 案 二、实施效果 二、实施效果 二、实施效果 本次项目在现代农业科技园核心区及下属10个基地实施，本次项目科技 园安装24套温室设施环境综合调控系统，基地安装3套温室设施环境综合调控 系统，合计27套。 利用物联网技术，可实时远程获取温室内部的环境及土壤墒情信息，通 过光纤信号将温室的所有信息传送到中央控制室，控制室系统软件通过分析 过光纤信号将温室的所有信息传送到中央控制室，控制室系统软件通过分析 判断，来远程自动调控温室硬件设备，从而保证温室内环境最适宜作物生长， 为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。 光照强度 空 气 温 湿 度 土壤湿度 土 壤 温 度 土 壤 电 导 率 环境及土壤墒情传感器 二、实施效果 二、实施效果 土 壤 温 度 土壤含水量 土壤电 导率 空 气 温 湿 度 二 氧 化 碳 空 气 温 湿 度 二、实施效果 视频语音对讲系统的应用有助于管理人员及时跟踪作物的生长 情况，对作物生长的关键环节进行追踪，及时发现并记录作物的 各种不良反应，为环境信息采集控制系统提供有效的数据补充。 也可对园区、温室的防盗起到相应的作用。 高清网络球机 高保真拾音器 室外音柱 二、实施效果 二、实施效果 二、实施效果 生态林 十字路口 销售部 职工食堂 生态林及大门 生态林 二、实施效果 董家村玉财养殖场

需求分析 落后的农业生产过程 食品安全越来越受到重视 国家政策扶持和资金补贴 促近年来，随着气候条件的异常多变和蔬菜供应需求 的快速增长，设施农业种植面积大幅度增加，同时设 施农业也由简易的温室大棚，发展到具有人工智能控 制，甚至手机终端控制的智能化、精细化的生态农业 模式。 YOUR TEXT HERE PH 值 水果类作物，对土壤要求不 同，碱性 / 酸性 氮磷钾 土壤养份， 光照度 瓜果成熟期，光照强度与持 续时间影响甜度 CO2 浓度 不见光作物，浓度过高影响 生长 02 产品简介 我们自主研发了基于物联网的温室大棚智能管理系统。系统结合传感器设备、无线传输网络、大数据分析平台、视 频监控等，构建温室大棚的智能化管理，实现数据实时采集、存储及处理分析、决策支持、设备（灌溉设备、通风 设备、光照设备等）远程控制和手机终端控制。 网关 • 一体化物联网大棚网关。 一体化物联网大棚网关。 • 采用 LTE 方式与平台相连。 • 网关支持 485 总线接口，可以扩展多种传 感器 • 网关集成光照传感器，监测温室光照强 度 • 网关集成空气温湿度传感器，用于监测 大棚空气温湿度 • 网关内置大容量锂电池，在缺少太阳能 供电的情况下，可以持续工作 3-5 天，保 证续航能力 • 控制棚区内的生产设施，如 CO2

的经济效益，保证农业产业的可持续发展。 农业生产要素 精准数字农业的经济效益 作物 物联网设备投入 每年增加收益 增加净收益 / 亩 / 年 100 公顷马铃薯大田 50 万元 150 万元 1 千元 2 公顷温室大棚草莓 30 万元 60 万元 2 万元 10 公顷樱桃果园 60 万元 300 万元 2 万元 随着农业环境数据的持续累积和完善，农业精准化水平会不断提高，以 设施水果和蔬菜为例，单位面积的收益将在目前国内平均水平的基础上 CaipoWave 物联网无线节点 CaipoBase 物联网基站 CaipoWeb 云平台 病虫害数字模型 控制软件 设备无线控制节点。 核心技术： 远距离无线信息采集和传输技术 温室大棚设备无线控制技术 水肥一体化精准无线控制技术 病虫害数字模型应用 多节点信息协同和自组网技术 网络预警 无线节点和基站低功耗技术等。 土壤水势 雨量计 土壤水分 PR2 GPRS 单台监测站可连接多个无线节点，支持各种传感器。 物联网无线节点工作原理 农业物联网监测基站 单台物联网基站可以轻松实现对 4- 12 平方公里大田或者 16 个温室大棚的自 动在线监测、预警，所有数据通过 GPRS 发送到云平台。 技术规格 描述 数据采集和传输 5 分钟至数小时（用户可设 定） 数据传输方式 GPRS/GSM 、串口、蓝牙

生产计划 与流程管理 园区安全 管理 投入品 智能化管理 智能化需求 与供应管理 2525 农业生产 农产品的要求，针对空气、水质、土壤环境……实时监测 对温室温湿度、光照、 CO2 、水费等检测 如种植日光温室：通风、开帘、补光、二氧化碳气肥控制 实现现场控制、远程手动控制、自动控制三种方式 根据农作物的难受环境区间设定阀值，超出阀值自动告警管理 园区环境监测 营养液配置、水肥监测、水肥自动滴灌 通过计算自动控制机械设 施动作，自动换水 汇智物联网关 控制平台计算机 LED 显示屏 利用手机远程控制 2828 农业生产 畜牧养殖智能化控制例举  养殖场环境监控  牲畜生长全程监控  温室环境监控  专家服务系统  智能化管理服务  视频监控  企业远程管理服务 汇智物联网网关 监控中心 客户端 移动端 基站 2929 渠道物流 智能化订单与采收管理 加盟农场采收管理 环境检测 与控制 生产计划 与流程管理 园区安全管理 投入品 智能化管理 智能化需求 与供应管理 根据园区农产品的要求，针对空气、水质、土壤环境……实时监测 对温室温湿度、光照、 CO2 、水费等检测 如种植日光温室：通风、开帘、补光、二氧化碳气肥控制 实现现场控制、远程手动控制、自动控制三种方式 根据农作物的难受环境区间设定阀值，超出阀值自动告警管理 园区环境监测 营养液配置、水肥监测、水肥自动滴灌

.........................112 5.5.1 温室环境与作物信息采集 ............................................ 112 5.5.2 温室作物生长发育模型和小气候预测模型 ............... 115 5.5.3 温室智能环境控制理论 .............................. 是美国最为成功的一个农业专家系统，用于向 棉 花种植者推荐棉田管理措施。日本对人工智能在农业上的作用给 予了 高度重视，如东京大学西红柿栽培管理专家咨询系统、培养液 管理专 家系统、 温室黄瓜栽培管理专家系统等。 这一阶段开始，农业机器人和计算机视觉技术等人工智能技术也开 始应用于农业领域，并取得了一定的成果。在农作物种子质量检测取得 较大进展。1985 年， Zayas 年代，伴随着人工智能技术的蓬勃发展，人工智能 在 农业中的应用也进入快速发展期。在专家系统领域，陆续出现了美 国哥 伦比亚大学梯田专家系统，日本的温室控制专家系统，英国 ESPRIT 支持 下的水果保鲜系统，德国的草地管理专家系统，埃及农 垦部支持的黄 瓜栽培与柑橘栽培生产管理专家系统，希腊的六种温室 作物病虫害和缺 素诊断的多语种专家系统等。为加快农业专家系统开 发效率， 一些辅 助农业专家系统开发平台应运而生，如

------ 温室大棚 客户需求： (1) 远程实时查看温室大棚的空气温 湿度、土壤温湿度、光照强 度、 CO2 浓度及视频图像； (2) 远程对温室的调节设备进行控 制，保证作物最适宜的生长环境； (3) 农业专家通过视频查看作物长势 或病虫害情况，给予远程农技指 导； (4) 能够通过手机、掌上电脑、计算 机等信息终端实时查看温室环境信 息、预警信息等，实现温室大棚的 网络化远程管理。 网络化远程管理。 三大系统 温室大棚智能监控系统 视频监控与远程诊断系统 智能专家知识库系统 温室大棚服务支撑平台 温室大棚智能监控系统 空气温度传感器 土壤湿度传感器 光照度传感器 CO2 传感器 空气湿度传感器 土壤温度传感器 传感器的选择 视频监控 二氧化碳气肥机 卷帘控制 光照控制 温度控制 滴灌控制 预警处理 基于作物生长环境模型分析，实现事件报警和远程指导 有效积温模型 生长管理模型 生长预测模型 预测温室黄瓜个节位果实、果径、果长 黄瓜生长预测 用户输入结果期实际的环境数据来实现预测 黄瓜生长预测 （自定义预测） 手机登陆主界面 温室大棚列表 手机客户端 温室环境信息 远程控制界面 报警信息提示 看！我手机 也能控制， 哈哈 智能专家知识库 作物生长知识库 成本控制知识库

生产计划 与流程管理 园区安全 管理 投入品 智能化管理 智能化需求 与供应管理 5 根据园区农产品的要求，针对空气、水质、土壤环境……实时监测 对温室温湿度、光照、 CO2 、灌溉池水位、电力环境等检测 如种植日光温室：通风、开帘、补光、二氧化碳气肥控制 实现现场控制、远程手动控制、自动控制三种方式 根据农作物的难受环境区间设定阀值，超出阀值自动告警管理 园区环境监测 营养液配置、水肥监测、水肥自动滴灌 LED 显示屏 利用手机远 程控制 9 生态养殖智能化控制应用 空气温度、湿度、 HN3 、 H2S 传感器 无线控制器控制 通风和水帘  养殖场环境监控  牲畜生长全程监控  温室环境监控  专家服务系统  智能化管理服务  视频监控  企业远程管理服务 10 手机远程监测与控制管理 11 植物生长监测与管理 植物生长监测与管理 植物叶绿素测定仪 RFID 读写器 13 生产计划与流程管理 根据实际订单与往 年经验数据、市场 分析进行系统准确 的生产规划。 包含对种植种类、种植 品种、种植量、种植基 地、畜禽育种繁殖，畜 群结构，种植温室 /畜 舍单元、农事 /养殖操 作、管理人员、使用物 品的计划管理 . 从农产品选种到采收， 畜禽育种到出栏，全过 程的流程管理，包括每 项农事 / 养殖活动的时 间安排，量化的工作安 排。 生产计划管理

的更高要求。 资源短缺问题 环境污染问题 农业生产成本问题 目前农业发展面临的问题 世界农业经济最蓬勃的国度之一，其主导产业为农业 。  大力发展设施农业，目前荷兰玻璃温室占世界的 1 ／ 4 以上 ；  将现代工程技术、生物技术和信息技术综合应用于设施农业 ；  建立植物工厂，以工厂化方式生产蔬菜、食用菌、花木等。 美国农民占美国人口总数的 2% ，养活了 环境设备监测传感节点 光照传感节点 土壤水分传感节点 安防、人员管理传感节点 CO2 传感节点 RFID 读写设备节点 各功能传感节点可根据蔬菜种类、种植面积的不同，进行相关数量和布署位置的调整。 温室大棚 出入口 图像设备节点 自动化控制设备 网关节点 控制节点 无线连接 基地信息 管理中心 蔬菜花卉环境监控子系统建设方案 环境设备传感节点 RFID 耳标读写设备节点 氨气浓度传感节点 选取某一温室，综合利用温室内的环境信息采集系统、视频监控系统、 环境调节系统、温室管理系统以及信息展现系统等，将其建成生产与 效果展示并存，互动体验与休闲消费并重的具有示范意义的温室。 智能 农业 效果 展示 系统 监控展示中心技术架构 DLP 拼接屏可实现多 维信息的实时显示 无线传感网节点 视频监控点 无线传感网节点 视频监控点 名贵花卉展示区 灌溉系统 温室通风系统

 摄像头负责温大田实时监 控 施肥设备 智能农业功能描述：设施农业智能控制（温室大棚） 3G/GPRS/ WIFI 温室种植控制器 智慧农业云平台 根据采集的参数控制大棚环境的调节，从而为农作物的生长提供适宜的生长环境。 风机 遮阳网 侧窗 湿帘 补 光灯 控制中心  摄像头负责温室内实时监 控  信息采集节点负责温采集 室内的空气温湿度、土壤 壤温度、空气温度、空 气 湿度、辐射、风向、风 速、 降水量  信息采集节点负责采集 圈 内的空气温湿度、光照、 CO2 、硫化氢、氨气、 PM2.5 等  摄像头负责温室内实时 监 控 郎丰利整理制作 智能农业功能描述： 电子商务 极大提升农产品的公信力和消费者的参不度，促进农产品销售和安全生产的良性循环。 后 台 功 能 订单管理 用户管理 大田灌溉控制器 土壤养分速测仪 畜禽种植 畜禽养殖控制器 空气温湿 光照 CO2 硫化氢 氨气 PM2.5 水产养殖 水产养殖控制器 气象站 溶解氧 PH 值 水温 水质电导 水质浊度 温室种植 温室种植控制器 摄像机 空气温湿 光照 CO2 土壤温度 土壤水分 全方位红外球形摄像机 项 目 规 栺 支持三维智能定位功能配合 DVR 和客户端软件，方便用户对头像的点击、跟 踪和放大；