农业物联网技术在蔬菜、温室大棚的应用

农业物联网技术在蔬菜、温室大棚的应用

“农业物联网”就是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。按照物联网技术架构，农业物联网仍然通过“感知—传输—应用”的途径来实现对农业的应用。“感知”就是运用各类传感器，如温湿度传感器、光照强度传感器、PH值传感器、CO2传感器等设备，实时地采集大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖和农产品运输等环境中的温度、湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数信息；“传输”就是建立数据传输和转换方法，通过局部的无线网络、互联网、移动通信网等各种通信网络交互传递，实现农业生产环境信息的有效传输；“应用”就是将获取的大量农业信息进行融合、处理，使技术人员对多个大棚的环境进行监测控制和智能管理，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境，达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的，进而实现农业生产集约、高产、优质、高效、生态和安全的目标。

蔬菜大棚、温室大棚主要用于不适合蔬菜生长的季节，模拟蔬菜生长的自然条件，提供蔬菜适合生长的环境，而这个环境的实现不能凭感觉，需要引入农业物联网温室环境监控技术解决蔬菜生长环境的可控性，达到提高蔬菜生产效益的目的。

一、蔬菜温室大棚控制系统构建：

一个完整的蔬菜温室大棚自动控制系统包括数据采集、数据传输、数据分析和生产 *** 作系统等部分，每个部分在蔬菜生产中具有不同的功能，这些功能组合起来完成蔬菜生产的全过程。

二、蔬菜温室大棚物联网环境自动控制系统主要包括以下几个分系统部分：

1数据采集系统：

数据采集系统由无线传感器、供电电源或者蓄电池等组成；现场的监测元件包括温湿度、CO2浓度、土壤温湿度、土壤养分等监测元件。数据采集系统主要负责温室大棚内部的光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。

2数据传输系统：

数据传输系统由数据采集传感器，包括温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、光合有效辐射传感器、土壤温湿度传感器、CO2传感器、风向传感器等组成。传输方式：外部网络以基于IP网络技术和GPRS通信网络为基础进行传输；内部网络则采用短距离、低功率的ZigBee无线通信技术。基于ZigBee的无线传输模式中，传感器采集的数据通过ZigBee发送模块传送到中心节点上，同时，用户终端和一体化控制器间传送的控制指令也传送到中心节点上，中心节点再经过边缘网关将传感器数据、控制指令发送到上位机的业务平台。技术人员可以通过有线网络/无线网络访问上位机系统业务平台，实时监测大棚现场的传感器参数，控制大棚现场的相关设备。

3数据分析系统：

数据分析及显示部分包括电脑、软件、无线接收模块、报警系统，依据不同的环境、作物、生长期，实施不同的控制方案。

4实地环境 *** 控系统：

该分系统包括的灌溉控制系统可进行滴浇灌和微喷雾系统的控制，实现远程自动灌溉；土壤环境监测系统则利用土壤水分传感器、土壤湿度传感器等来实时获取土壤水分、湿度等数据，为灌溉控制系统和温湿度控制系统提供环境信息；温湿度监控系统可利用高精度传感器来采集农作物的生长环境信息，设定环境指标参数，当环境指标超出参数范围时，可自动启动风机降温系统、水暖加温系统、空气内循环系统等，以进行环境温湿度的调节。

利用农贸行业物联网建设的蔬菜温室大棚，能为温室大棚种植提供有效的控制蔬菜的生长环境的先进技术，使蔬菜获得适宜的生长环境，增加产量，以实现跨季节的蔬菜培育。

无线灌溉与传统方式的最大不同，就在于无线灌溉不是通过布线来完成信号输出，而是通过LORA无线传输技术，完成信号的接收和发射。省去了布线的麻烦，用在农田，大棚，草场等地方进行收割的时候，无需担心线缆安全问题。

看过很多关于无线灌溉的事情，发现许多人对其是什么感觉迷惑。举个例子：假设你家有温室大棚，有二十亩的范围，采用的是传统的喷灌方式，进行区域灌溉的时候，需要人工将灌溉阀门一个个打开，等灌溉完毕，还需要人工进行关闭，费时费力。

而无线灌溉，就是此基础上，进行区域划分，安装土壤温湿度传感器，LORA温湿度传感器、LORA光照传感器、LORA485数据采集器、LORA网关、LORA阀门控制器，并将其组合在一起，传感器采集到数据之后，会汇聚到农业四情测控平台，平台会根据不同测点的数据进行综合分析，查看该测点区域的土壤温湿度是否符合当下植物生长环境，从而判断出该土壤是否需要灌溉。如果需要灌溉时，便会控制阀门打开，进行自动灌溉，当温湿度到达标准值后，便会自动关闭。阀门的开关响应及时，秒开秒关。

管理人员也可以通过农业四情测控系统对其控制，以此实现自动灌溉，手动灌溉，或者是定时灌溉的设置。分区控制，分区灌溉，让灌溉种植更加合理，也实现了节水的目的。

为什么说不需要布线呢，是因为在测点的采集器不需要单独的供电设备，也不需要布线连接，就可以直接将数据传输至LORA网关，它们之间使用的便是LORA无线传输技术。LORA网关在收到的数据通过4G/以太网的方式上传至农业四情测报平台，从而实现实时数据查询的功能。测点采集器不需要单独设置供电桩的原因是自带大容量电池，最长可达三年的续航时间，满足长时间监测的需要。

如果手机上有NFC，也可以直接对各测点的LORA采集器进行参数设置，方便至极。值得注意的是，无线灌溉是在你原有灌溉方式的基础上进行升级改良，并非是你原来使用的灌溉方式是滴灌或者喷灌，使用无线灌溉后便会成为其他的方式，无线灌溉适合多种场合，无论是小规模种植还是大规模农业生产基地。但是每个人考虑的角度不同，做出不一样的选择。

无线灌溉的亮点不仅在于技术本身，还有农业四情测控平台，大屏显示一目了然，自带电子地图，可以随时随地查看测点位置数据，历史数据追溯，实时数据查询，支持下载打印，还有告警功能。在测点数据异常时，平台便会向管理者发出预警，预警消失后，本次告警信息也会存储在历史记录中。

综合而言，通过本次通俗易懂的讲解，相信大多数人对无线灌溉技术有了新的了解，至于成本，整体而言和滴灌成本差别不大，多了数据采集器及自动控制，不过最后还是看种植规模，毕竟用一亩的设备去处理多亩的问题，也是不现实的事情。所以，如果你心动不如先了解。最后，话说回来，有没有从事相关领域的朋友已经用上无线灌溉了呢？

切入正题，每种植物都有适合自己生长的环境，如果湿度过大，植物的根系会增加腐烂的可能，湿度过小，又不能满足植物的生长所需。而灌溉作为重要的种植管理模式，灌溉方式是否合理，决定着植物的成长状态。

而智能化作为时代未来的主要发展方向，如何才能实现灌溉技术可以达到高性能、远距离、低功耗、支持大规模组网呢？

答案就是：LORA无线传输技术

时至今日，LORA无线传输技术的发展愈发强大，在多个领域出现其身影，就像无线遥控遥测，远程抄表，工业数据采集，门禁系统等地方，而LORA无线传输技术，应用在智慧农业中，又擦出了新的火花，它可以实现农业的无线灌溉的目的，并且无需布线，就可以采集到相关数据，达到智能控制的效果。将LORA采集器置于采集点，便可实现对大环境中的温度，湿度，光照强度，土壤墒情等参数的实时监控。与普通的灌溉模式相比，LORA无线传输灌溉技术解决了功耗高，布线多的问题，完美解决了传输距离和功耗相矛盾的问题。

无线灌溉技术作为一个智能灌溉系统，是由多种传感器组成，LORA土壤温湿度采集器，LORA光照采集器、LORA485数据采集器、LORA网关、LORA阀门控制器、农业四情测报平台组成，整体工作围绕LORA技术展开。

这时候可能会有人思考，既然LORA无线传输技术这么厉害，但是采集器总是需要供电的吧，难道要在环境里安装供电机吗？其实不用，采集器内置电池可以让采集器续航三年，无需为其单独安装供电设备，并且LORA进行组网后，传输距离可以达到3KM，并且拥有多种控制模式，无论是手动、自动还是定时。

不知不觉间，我们应该感叹，现在的技术都到这种地步了吗？

是的，我们增长的不只年龄，还有科技。

在无线灌溉系统中，不同的采集器各司其职，都只有一个目的，将采集到的数据上传至农业四情测报平台，让其分析，土壤是否需要灌溉，其中的每一项采集数据都会影响最后平台的决策，每一项数据不可或缺。
LORA温湿度采集器：

低功耗的温湿度LORA温湿度测点，独有的LORA无线通信协议，避免了信号传输过程中，受到不同测点之间的干扰，而且解决了传统无线设备通信传输距离果断，穿透性不够，功耗过高的问题，IP65防等级的外壳，适用于室外环境。

LORA土壤温湿度采集器：

听名字就知道这个传感器主要是监测土壤温度水分，低功耗的优点不必多说，LORA无线传输技术的统一特点，独有的LORA无线通讯协议，让人感觉安全指数蹭蹭上升。经过特殊处理的不锈钢材料制作的电机，往土壤里一插，不怕水耐腐蚀，适用于各种土质，测量精准，并且受土壤含盐量影响小。

LORA光照采集器：

LORA光照度采集器拥有高精度的感光芯片，保证数据的测量精准，输出计量单位是LUX，量程范围0-20万LUX，还有已经说烂了的低功耗能力。如果你新买的采集器数据不准，那可能就是感光芯片的问题，和数据相关的设备，不要贪便宜。

LORA数据采集器：

就是一款在LORA无线扩频通信技术的工业级数据采集器，可以将四台RS485型的变送器接入采集器，如果你不想接四台也可以，根据实际情况来。在接入采集器后，可以将采集到的信息实时传送至LORA网关，然后由LORA网关将数据上传至农业四情测报平台，管理人员只需要动动手就可以实现各种数据的查看，这就是传说中的“动动手指，隔空 *** 控”。

LORA网关：

金属板的外壳，独受优待，自带屏蔽抗干扰让其运行起来更稳定。我们的智慧真的是无穷无尽，LORA网关采用的LORA扩频通信技术，多信道通信，进一步保证了链路通信稳定，穿透及传输能力。并且达到不被监听，控制可靠，杜绝错误等 *** 作。可以配对32路采集器和32路无线阀门，3KM远距离传输，LORA网关可以进行远程升级，显示LORA无线传输的真正厉害之处。

LORA阀门控制器：

它的功能与其他LORA采集器相比，功能显得平平无奇，但和普通的阀门控制器相比，又有过之而无不及，3KM的传输距离，不需要布线，内置电池可续航3年，低功耗，可以实现对脉冲电磁阀的控制，响应速度很快，可以达到秒开秒关。LORA阀门控制器和LORA网关相联合，能够对脉冲电磁阀实现基于平台的远程控制，从而在手动，自动，定时三种方式中实现灵活转换。

农业四情测报平台：

作为无线灌溉的控制中心，各测点的数据会汇集至农业四情测报平台，可以通过不同终端进行登录，实现对数据的实时查看，历史数据溯源。

作为一个省时省力的智能无线灌溉系统，大部分依靠人力就算不上智能，大屏可视化让管理员对监测情况一目了然，电子地图显示各测点的位置，24小时的连续监测，解放人力。果然不知疲倦的机器用着就是省心，难怪我们都在追求科技强国这一发展目的。远程 *** 控实现了远距浇水，从此再也不用扛着管子，满地里跑了。超限告警功能和账号分级，是贴心的安全保障。

最后，你思想不会还停留在无线灌溉只能应用于农业大田、温室大棚、果园菜田……吧？现代城市化建设同样可以应用的，就像公园景区，市政道路绿化，园区绿化，高尔夫球场等地，我们经常看到如花一般的喷灌技术，或许，你看到的正是利用了这一点呢？你以为这就结束了吗，没有，想要了解更多的技能解锁，就关注我吧！

物联网（TheInternetofThings，简称IOT）是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

通过以上可以了解，物联网有最基本的三层：

1、感知层：利用各种传感器采集数据。

2、传输层：将数据传输至服务端（应用层）。

3、应用层：将数据进行分析、存储、计算、分发等。

那么如何运作物联网？我想题主应该是想问物联网如何真正应用在日常生活和工作中。

举几个例子：

1、智慧农业，利用物联网技术实现定期灌溉或是按需灌溉；传感器采集现场温湿度、了解现场情况，如果发现湿度过低，会将信息反馈至服务器端，服务端接收后根据程序设置向淋喷系统下方指令一小时后进行一次灌溉，灌溉量是多少。

2、智慧工厂，利用传感器采集现场设备生产信息，例如：温度、压力、流量、振动等等，发现异常后，及时控制设备开关，避免发生故障。

3、智能家居，家中电器设备全部联网后，房屋主人或是被授权用户可以远程控制其开关，或是做好启用、停用机会。

实际上，生活和工作中有很多场景已经物联网化，大到视频天网工程、小到门禁打卡，还有实时公交、水电煤远程抄表控制等等，未来会有越来越多的场景用到物联网技术。

智能灌溉系统——数字农业新发展！

随着人口的不断增长，我国工农业水平逐渐提高，但水资源的问题日渐浮出水面。智能灌溉系统不仅能够节省人力物力财力，还能够通过智能算法缓解农业灌溉用水的问题。

一、智能灌溉的优点