1、維控慧網

1.1 維控物聯網系統

維控慧網是輕量級、可(kě)二次開(kāi)發的通(tōng)用工業物聯網平台，用戶可(kě)以基于自身需求，通(tōng)過慧網和(hé)慧盒（V-BOX），快速搭建各行(xíng)各業的工業互聯網應用，實現設備管理(lǐ)、數(shù)據對接、無人(rén)值守、遠程運維的功能。

1.2 維控慧網部署節點

維控慧網（V—NET）是維控公司自主研發的通(tōng)用工業互聯網平台，在全球部署有(yǒu)三個(gè)節點：

1.3 維控慧網安全框架

維控慧網倡導全面安全的系統架構：在涉及到慧網任何一個(gè)産品功能角落，都必須有(yǒu)相應的安全措施報價護航。

根據系統的模塊劃分，維控慧網安全可(kě)以分為(wèi)以下幾個(gè)部分：

l 硬件安全：慧盒能識别并拒絕未經授權的訪問請(qǐng)求，防止網關硬件被非法複制(zhì)，對平台發來(lái)的控制(zhì)請(qǐng)求進行(xíng)确認，以确保設備安全、硬件及其通(tōng)信安全。

l 平台安全：防止未經授權的設備接入平台；防止未經授權的用戶訪問平台；防止用戶數(shù)據被未經授權地使用或者訪問。

l 通(tōng)信安全：防止通(tōng)信被竊聽(tīng)；防止通(tōng)信被劫持；防止通(tōng)信過程用戶信息洩漏。

l 用戶安全：阻斷不當或可(kě)能導緻危險的用戶操作(zuò)；核實用戶身份、提醒用戶保護個(gè)人(rén)信息。

2、智慧農業

2.1 智慧農業的背景和(hé)意義

  随着城市的不斷發展，環境問題越來(lái)越嚴峻，同時(shí)耕作(zuò)土地的減少(shǎo)，農業大(dà)棚蔬菜種植逐漸成為(wèi)新農業發展的主要內(nèi)容。農業智能大(dà)棚技(jì)術(shù)***是将物聯網技(jì)術(shù)應用到傳統農業，利用工控技(jì)術(shù)采集大(dà)棚各類傳感器(qì)的數(shù)據，并通(tōng)過物聯網智能網關上(shàng)傳到相關平台。實現了土壤水(shuǐ)分、土壤溫度、空(kōng)氣溫度、空(kōng)氣濕度、光照強度、CO2含量等參數(shù)的檢測和(hé)圖像、數(shù)據存儲，并基于采集數(shù)據進行(xíng)分析，進而實現調溫、調光、換氣、自動灌溉、自動放風、自動卷簾等自動控制(zhì)，并可(kě)以遠程适時(shí)監控，從而提高(gāo)生(shēng)産經營效率。管理(lǐ)人(rén)員可(kě)遠程實現對所有(yǒu)大(dà)棚的實時(shí)可(kě)視(shì)化管控。

2.2 智慧農業的現狀

 農業是我國國民經濟的基礎，是關系國計(jì)民生(shēng)的重要産業，但(dàn)是我國農業長期落後的面貌至今沒有(yǒu)******改變。黨的*********報告和(hé)國家(jiā)“十三五”規劃，都把推進農業現代化發展擺在重要位置。

當前，我國農業面臨着資源環境和(hé)勞動力等方面的壓力，處于由傳統農業向現代農業轉型的關鍵時(shí)期，農業正在朝數(shù)字化、******化、智能化、生(shēng)态化的方向發展。農業大(dà)棚蔬菜種植逐漸成為(wèi)新農業發展的主要內(nèi)容。

2.3 智慧農業的發展趨勢

當前，我國智慧農業的發展正處在起步階段，未來(lái)一個(gè)時(shí)期，随着國家(jiā)“互聯網+”行(xíng)動計(jì)劃的出台，現代信息技(jì)術(shù)将快速向農業領域滲透，智慧農業的發展将進入加速期，智慧農業将成為(wèi)農業現代的制(zhì)高(gāo)點。

3、智慧農業系統架構和(hé)應用

3.1 系統架構

維控智慧農業系統采用應用層、網絡層、設備層和(hé)傳感層的四層結構體(tǐ)系：

應用層（平台管理(lǐ)層）：将物聯網技(jì)術(shù)與行(xíng)業專業系統相結合，實現廣泛的物物互聯的應用，實現對信息資源進行(xíng)采集、開(kāi)發、利用和(hé)存儲，形成與業務需求相适應、實時(shí)更新的動态數(shù)據資源庫，為(wèi)農業的各類業務提供統一的信息資源支撐。

網絡層：将來(lái)自設備層的各類信息通(tōng)過網絡傳輸到應用服務層，為(wèi)設備層和(hé)應用層提供******的數(shù)據傳輸。

設備層：根據系統設定，對來(lái)自傳感層的結果做(zuò)出反應，實現智能控制(zhì)。

傳感層：感知獲取農業環境中發生(shēng)的物理(lǐ)事件和(hé)數(shù)據信息（光照、空(kōng)氣、溫濕度數(shù)據、音(yīn)視(shì)頻數(shù)據等）。

3.2 平台部署方式:雲商模式

無須經過慧網，直接通(tōng)過V-BOX将用戶的設備接入第三方雲平台，并将設備數(shù)據上(shàng)報至該平台，并支持網關的自己定義，随時(shí)可(kě)修改對接雲平台的協議。

3.3 設備層控制(zhì)方式

維控智慧農業方案通(tōng)過PLC自帶的485與各環境傳感器(qì)進行(xíng)modbus通(tōng)訊包含：空(kōng)氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強度、風向風速、土壤EC/PH值等。擴展的485口做(zuò)為(wèi)從站(zhàn)與LED大(dà)屏或其他設備進行(xíng)數(shù)據交換。

3.4 系統建設目标

1、将物聯網技(jì)術(shù)應用到傳統農業，利用工控技(jì)術(shù)采集大(dà)棚各類傳感器(qì)的數(shù)據，并通(tōng)過物聯網智能網關上(shàng)傳到相關平台。

2、實現土壤水(shuǐ)分、土壤溫度、空(kōng)氣溫度、空(kōng)氣濕度、光照強度、CO2含量等參數(shù)的檢測和(hé)圖像、數(shù)據存儲，并基于采集數(shù)據進行(xíng)分析，進而實現調溫、調光、換氣、自動灌溉、自動放風、自動卷簾等自動控制(zhì)，并可(kě)以遠程适時(shí)監控，從而提高(gāo)生(shēng)産經營效率。管理(lǐ)人(rén)員可(kě)遠程實現對所有(yǒu)大(dà)棚的實時(shí)可(kě)視(shì)化管控。

3.5 系統應用場(chǎng)景

智慧農業大(dà)棚控制(zhì)維控遠程方案主要由環境氣象站(zhàn)子系統、大(dà)棚智能環控子系統 、智能灌溉（滴灌）控制(zhì)子系統等部分組成。可(kě)以實時(shí)遠程獲取大(dà)棚內(nèi)部的空(kōng)氣溫濕度、土壤水(shuǐ)分溫度、二氧化碳濃度、光照強度及視(shì)頻圖像，通(tōng)過智能分析控制(zhì)，自動控制(zhì)簾風機、噴淋灌溉、內(nèi)外遮陽、頂窗側窗、加溫補光等設備。同時(shí)系統還(hái)可(kě)以通(tōng)過手機、計(jì)算(suàn)機等信息終端向管理(lǐ)者發送實時(shí)監測信息、報警信息。

3.5.1 環境氣象站(zhàn)子系統

環境氣象站(zhàn)分為(wèi)室內(nèi)和(hé)室外環境，控制(zhì)方案主要采用維控PLC：LX-3V0806MR+RS485BD  屏PI3070和(hé)V-BOX組成。

環境實時(shí)監測數(shù)據主要通(tōng)過PLC自帶的485與各環境傳感器(qì)進行(xíng)modbus通(tōng)訊包含：空(kōng)氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強度、風向風速、土壤EC/PH值等。擴展的485口做(zuò)為(wèi)從站(zhàn)與LED大(dà)屏或其他設備進行(xíng)數(shù)據交換。

屏主要作(zuò)為(wèi)本地查看各環境氣象站(zhàn)的實時(shí)數(shù)據。

而通(tōng)過維控V-BOX可(kě)以實時(shí)遠程獲取大(dà)棚的各環境數(shù)據進行(xíng)分析查看。

例圖：

3.5.2 大(dà)棚智能環控子系統

控制(zhì)方案主要采用維控PLC：LX-3V3624MR 屏PI3070和(hé)V-BOX組成.

根據農作(zuò)物生(shēng)長實際的環境要素指标需求，進行(xíng)生(shēng)産設備運作(zuò)阈值的設置，使設備在特定時(shí)間(jiān)內(nèi)進行(xíng)特定時(shí)長的開(kāi)啓/關閉。設備運作(zuò)策略的設置，可(kě)使生(shēng)産設備24小(xiǎo)時(shí)無障礙、自動化，根據生(shēng)産環境的變化進行(xíng)智能化的策略應對、開(kāi)啓自動化的運作(zuò)模式。控制(zhì)終端根據監測的環境數(shù)據，實現對農業生(shēng)産設備的遠程智能控制(zhì)，例如遮陽、保溫、補光、通(tōng)風等設備。支持遠程、本地手自動控制(zhì)。

3.5.3 智能灌溉（滴灌）控制(zhì)子系統

控制(zhì)方案主要采用維控PLC：LX-3V3624MR+RS485BD屏PI8102和(hé)V-BOX組成。

水(shuǐ)肥一體(tǐ)化技(jì)術(shù)是将灌溉與施肥融為(wèi)一體(tǐ)的農業新技(jì)術(shù)。水(shuǐ)肥一體(tǐ)化是借助壓力系統（或地形自然落差），将可(kě)溶性固體(tǐ)或液體(tǐ)肥料，按土壤養分含量和(hé)作(zuò)物種類的需肥規律和(hé)特點，配兌成的肥液與灌溉水(shuǐ)一起。

通(tōng)過可(kě)控管道(dào)系統供水(shuǐ)、供肥，使水(shuǐ)肥相融後，通(tōng)過管道(dào)和(hé)滴頭形成滴灌、均勻、定時(shí)、定量，浸潤作(zuò)物根系發育生(shēng)長區(qū)域，使主要根系土壤始終保持疏松和(hé)适宜的含水(shuǐ)量，同時(shí)根據不同的作(zuò)物的需肥特點，土壤環境和(hé)養分含量狀況；作(zuò)物不同生(shēng)長期需水(shuǐ)，需肥規律情況進行(xíng)不同生(shēng)育期的需求設計(jì)，把水(shuǐ)分、養分定時(shí)定量，按比例直接提供給作(zuò)物。

3.6 方案建成效果

3.6.1 生(shēng)産管理(lǐ)界面

3.6.2 視(shì)頻監控

主要通(tōng)過維控慧盒V-BOX添加螢石雲攝像頭進行(xíng)視(shì)頻圖像采集，視(shì)頻監控系統可(kě)實時(shí)監控種植區(qū)域內(nèi)環境、人(rén)員、活動、農作(zuò)物生(shēng)長狀況。可(kě)同時(shí)監控多(duō)個(gè)區(qū)域或放大(dà)至單個(gè)區(qū)域進行(xíng)單獨的精細化的查看和(hé)管理(lǐ)。

1、規範和(hé)監控種植人(rén)員的行(xíng)為(wèi)，并做(zuò)好安全化、标準化種植作(zuò)業管控；

2、規範管理(lǐ)采摘人(rén)員的行(xíng)為(wèi)及違規預警；

3、與溫室大(dà)棚內(nèi)的溫濕度傳感器(qì)物聯疊加，及時(shí)監測預警大(dà)棚內(nèi)的環境變化；

4、觀察監控種植作(zuò)物的長勢分析應用；

5、與巡檢系統聯動，實現移動可(kě)視(shì)化種植作(zuò)業巡護。

視(shì)頻監控系統實現遠程監控、視(shì)頻采集、錄像回放和(hé)智能運維,并為(wèi)智能硬件數(shù)據傳輸提供服務。

3.6.3 雲組态畫(huà)面

3.6.4 大(dà)屏顯示畫(huà)面

4、智慧農業方案總結

4.1 方案優勢

l 一人(rén)，一APP，一農場(chǎng)

通(tōng)過在農業生(shēng)産現場(chǎng)搭建全面的“ 物聯網”監控網絡,在實時(shí)掌握了生(shēng)産基地的氣候環鏡、土壤墒情、作(zuò)物長勢情況下，同時(shí)可(kě)遠程自動化控制(zhì)現場(chǎng)農業設施設備,真正做(zuò)到24小(xiǎo)時(shí)不間(jiān)斷實時(shí)監測、異常情況智能預警、險情災害及時(shí)排解、設施設備******控制(zhì)，***終實現降低(dī)成本、提高(gāo)效率、改善産量與品質的目的。真正實現無人(rén)值守和(hé)遠程運維。

l 群控群力，集中管理(lǐ)

一個(gè)灌溉網關可(kě)同時(shí)控制(zhì)方圓6公裏內(nèi)的灌溉節點，一個(gè)節點可(kě)接2個(gè)電(diàn)磁閥,集中管理(lǐ)。且每一次的操作(zuò)都會(huì)生(shēng)成操作(zuò)日志(zhì)，讓設備的操作(zuò)有(yǒu)根可(kě)尋。

l 智能決策，節水(shuǐ)節能

用戶可(kě)利用電(diàn)腦(nǎo)、APP等終端，實現定時(shí)或策略灌溉，可(kě)參數(shù)化地控制(zhì)灌溉，系統經過實踐多(duō)次地改良，邏輯合理(lǐ)，效果******。

4.2 方案總結

智慧農業可(kě)以讓職工坐(zuò)在家(jiā)裏隻需動動手機發個(gè)信息，***可(kě)以遙控完成大(dà)棚卷簾機自動升降棉被、自動開(kāi)合風口、自動灌水(shuǐ)施肥等工序。智慧農業主控設備具有(yǒu)科學智能、低(dī)成本、安全******、省工省時(shí)的特點。

當前中國農業還(hái)是四化實現同步發展的短(duǎn)腿，是個(gè)弱項，中國農業發展到這樣一個(gè)階段，結構性問題也非常突出，既有(yǒu)産業本身結構的問題，也有(yǒu)區(qū)域性結構問題，未來(lái)的道(dào)路依舊(jiù)任重而道(dào)遠！

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