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小型氣象站、物聯網網關及土壤墑情產品對農業種植現場監控的解決方案

發布時間:2020-06-30 18:48   類型:解決方案   人瀏覽

隨著生活品質的提升,現今人們越來越重視飲食健康。農產品涉及民生健康問題,從政府到百姓、從農場到餐桌都是大家關注的問題,農產品的質量安全不僅關系到農業的可持續發展,更是關系到人民的身心健康,和諧社會發展的,是政府亟待解決的社會問題之一。
    新疆維吾爾自治區食品安全溯源體系的建立由新疆農業廳主導推動,通過產品產業鏈上的各方參與來進行實現。其中主要包括:農產品生產基地、食品加工企業、流通企業、零售企業、最終的食品消費者。
     食品安全溯源體系的建立有賴于物聯網相關的信息技術。具體是通過開發出食品溯源專用的各類硬件設備應用于參與市場的各方并且進行聯網互動,對眾多的異構信息進行轉換、融合和挖掘,實現食品安全追溯信息管理,完成食品供應、流通、消費等諸多環節的信息采集、記錄與交換。


1、現場需求


主要應用于農作物全方位參量信息,示范區塊為10000畝地,地理位置位于新疆克拉瑪依市農業綜合開發區白云四路森禾農業現代智慧農業種植示范區,主要需求為采集作物全方位參量信息,以數據種類區分分別為:

1、氣象數據(風速、風向、雨量、二氧化碳、大氣壓力、光照強度、空氣溫度空氣濕度)

2、大氣環境監測數據(PM2.5、二氧化碳、氧氣)

3、土壤數據(土壤銅離子、土壤鉛離子、土壤鎘離子、土壤PH值、土壤EC值)

4、水文數據(水質銅離子、水質鉛離子、水質鎘離子、水質PH、水質EC值)

5、墑情類(土壤溫度、土壤濕度)采集的現場需求我司產品KL-H1200物聯網網關,及JZH-505型小型氣象站。土壤墑情傳感器及土壤EC值傳感器。


2、系統框圖

物聯網網關,氣象站,農業種植現場監控

物聯網網關,氣象站,農業種植現場監控


3、實施方案


森禾農業農產品溯源體系建設物聯網監測子系統建設內容包括:信息采集與傳輸系統、計算機網絡系統、數據資源管理平臺、應用支撐平臺、業務應用系統、水資源監控中心、系統安全、系統集成與標準規范等。

(1)信息采集與傳輸系統:信息采集與傳輸系統以接入各類型各廠家生產各類傳感器采集監測信息為主,使用我司生產的KL-H1200-485-232NTS非標定制型物聯網網關將除土壤墑情、小型氣象站以外的各類傳感器接入KL-1200物聯網網關中、經過物聯網網關統一通訊協議,上傳至森禾云平臺。

(2)計算機網絡系統:在森禾農業種植地基灌區(區)網的水利管網的基礎上,通過購置網絡設備,外網的局域網、廣域網進行網絡結構調整和優化,滿足水資源監測點信息的接入要求,為水資源各項業務提供基礎通信網絡平臺。

(3)數據資源管理平臺:在整合、擴展和校核已有數據庫的基礎上,補充建設在線監測數據庫、基礎信息數據庫(包括空間數據庫)、業務管理數據庫、決策分析支持庫。部署數據庫管理平臺,實現數據輸入、數據查詢輸出、數據維護管理、代碼維護、數據庫安全管理、數據庫備份恢復。

(4)應用支撐平臺:建設統一用戶管理和數據交換子系統,構建基于統一技術架構的業務應用與運行支撐環境,面向各類應用系統提供基礎服務和通用的應用服務功能,完成基礎應用環境的搭建和報表、GIS、數據交換等應用組件的開發部署。實現信息資源共享和業務協同。

(5)墑情源監控:鑒于農業種植的特殊性,我公司使用NB-IoT這一新的網絡通訊方式,傳感器采用3.6V供電模式大批量使用在農田應用上。

(6)系統集成:主要包括對各廠家傳感器使用我司KL-1200統一上傳協議的硬件集成、軟件集成以及與森禾農業已經建設的其它應用系統之間的集成,并且數據形成該公司獨有的六聯動體系。

1、土壤墑情和無線閥門輪灌聯動機制。

2、土壤墑情和自助式施肥機的聯動機制。

3、土壤墑情球形面積布點的聯動機制。

4、氣象大數據的種植防控預案聯動機制。

5、土壤肥力、水文監測與施肥的聯動機制。

6、大數據累計與專家預案的聯動機制。


4、現場工況


施工現場位于新疆克拉瑪依市農業開發區白云四路(克拉瑪依機場旁),水利條件便利、交通條件便利、電力配套設施齊全,但網絡信號較差。
   在此項目中,中國電信克拉瑪依分公司給予了我公司很大的支持,其中,值得一提的是,為了配合我公司大批量使用的土壤墑情傳感器及KL-H1200在該項目使用中,提供優質的通訊保障(該區塊原來無通訊信號),在傳感器及網關安裝前,一周時間內,從克拉瑪依市區內拉專線架設網絡基站(35KM),至項目點處,同時完成NB-IOT網絡全覆蓋部署,這一舉措,使得我公司無線類產品,KL-H1200及JZH-505氣象站、土壤墑情傳感器,減少了大量的網絡鋪設,架線工作,使用電信4G通訊網絡,NB-IoT通訊網絡,很好的解決了數據傳輸這一問題。在用電上,森禾使用市電和太陽能取電相結合的方式,大大減少了布線安裝問題。


1、產品性能


氣象站
1、安裝簡易方便:設備無線組網、無需布線、軟件設置后即裝即用取電容易:電池供電或室外太陽能供電;
2、防護可靠:所有設備均配置防護箱或具有自防護外殼設計,應對野外大田風霜雨雪和日光照曬等惡劣環境;
3、數據傳輸可靠:數據通過4G無線網絡直接傳輸至遠程云服務平臺,自帶存儲、斷網續傳,保證數據不丟失。

KL-H1200
支持 10M/100M 以太網絡,自由入網;支持 RS232/RS485 串口通訊方式;
? 支持電信、聯通和移動的 3G/4G 上網卡,即插即用,智能防掉線,掉線
自動重連,插卡自動撥號等,確保設備永遠在線;
? WIFI 無線網卡即插即用,短距離無線通訊方便,信號穩定;
? 支持 Web 功能的遠程/本地瀏覽器訪問,通過網頁實現實時數據的顯示及
相關參數的配置、管理,無需在電腦上安裝應用配置軟件;
? 支持 Modbus RTU 和 Modbus TCP 兩種通訊協議;
? 支持 RS232/RS485 設備串口到網口的透傳;
? 內置標準 Modbus TCP 服務器,支持多客戶端并發訪問;
? 4 個狀態指示燈,明確指示系統工作狀態;
? 強大的軟件升級能力,支持遠程和本地兩種升級方式;
? 一鍵恢復,快速恢復系統出廠設置;
? 采集精度達±0.1%,采集類型電流/電壓可選;
? 支持數據轉換,將采集信號轉換成物理量數據,方便用戶使用。


1、現場圖片

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