在數字鄉村建設之中，傳統的單純以提高勞動生產率和依靠經驗管理的農業生產模式，會逐漸開始由知識化、資訊化和智慧化定量管理為特徵的資訊化生產技術取代。智慧的溫室大棚是新型知識化、資訊化農業生產方式的典型案例。

方案背景

溫室大棚蔬菜、花卉、中草藥等農作物種植是農業生產的重要方式，由於其勞動強度高，技術複雜，屬於勞動密集型產業。石家莊陀螺科技憑藉強大技術實力，研發出物聯網智慧農業領域空氣溫溼度、光照度、CO2、土壤溫溼度、土壤 PH、土壤電導率及風速風向、雨量等環境因子、土壤墒情、氣象等感測器及控制器，同時把多年從事遠端資料獲取監控，工業自動控制的實施經驗應用於物聯網智慧農業行業，針對農作物種植提出了自己的方案和運營模式。

溫室大棚遠端監控目標簡述

溫室大棚環境監控的六個要素：空氣溫溼度、土壤（基質）溫溼度、光照強度、二氧化碳濃度。

在花卉、中草藥、熱帶水果等農作物生產中，空氣、土壤溫度溼度、光照和 CO2 濃度等是影響其生長的重要環境因子。物聯網提供的先進工具和技術手段，能改善微氣候，促進植物生長。

溫室大棚生產環境智慧監控系統，是將計算機技術、感測器技術、自動控制技術，影片監控技術，網際網路技術融為一體，能夠自動監測並調節溫室內的二氧化碳含量、溫度、溼度，具有二氧化碳排放控制功能、加溼、除溼控制功能和升溫、降溫控制功能，可以控制捲簾機、卷膜機、風機、加溼器等裝置，透過管理平臺設定二氧化碳、光照度、空氣溫溼度、土壤溫溼度的上下限以及控制回差，構成大棚環境自動監控系統。

系統組成及控制模式

（1）系統兩大組成部分

系統主要包括：中心伺服器管理雲平臺；現場資料採集感測器、控制節點、影片監控：

◇中心伺服器管理平臺是為客戶專門定製的操作監測平臺。能夠實現資料監測、查詢、運算、建模、統計、控制、儲存、分析、報警以及影片影象監控等多項功能。

◇現場資料採集及控制節點由各種感測器、控制器，以及配電控制櫃及安裝附件組成，與中心伺服器管理平臺可透過有線 RS485、乙太網或無線 ZIGBEE、Lora，以及遠端 4G/3G/2G 等多種方式連線到一起。根據溫室大棚內溫度、溼度、光照強度及二氧化碳濃度等引數，對環境調節裝置進行控制。

◇影片監控由現場攝像頭、影片伺服器、路由器透過乙太網光纖將大棚影片影象傳輸到監控中心，對農作物培育、生長、病蟲害預防等提供輔助判斷。

（2）控制方式包括：

◇自動控制——根據設定的引數，現場控制器按照預先編制的程式自動執行。

◇手動控制——根據需要，可以選擇現場手動控制方式，任意啟動各種模式。

◇集中監控——有線方式：透過一根 RS485 通訊線纜將每間大棚的控制器串聯起來，然後傳送至監控中心的上位機；無線方式：現場感測器、控制器採用 LORA 頻段或 ZIGBEE 方式無線傳送到監控中心的資料接收閘道器，再由閘道器的串列埠將資料傳送到上位機，從而構成大棚環境集中監控系統。

該監控系統能夠實時顯示並自動記錄每間大棚的監測資料（溼度、溫度、光照度、二氧化碳含量）以及外圍裝置的工作狀態，遠端設定對每臺控制器的工作引數，自動報警提示並記錄報警發生的時間及報警原因。

◇網際網路監控——透過安裝我司配套的物聯網 WEB 版監控軟體，使得使用者在家或者出差，都可以透過網際網路或手機 APP 方式實時瞭解溫室大棚的各種溫度、溼度、光照度、二氧化碳含量、捲簾機、風機、加溼機等裝置的執行狀態等資訊，並可遠端操作控制現場電氣裝置的啟停，讓農作物的生產盡在我們的掌控之中。

（3）感測器監測及控制

A、溫溼度監測

透過溫溼度感測器監測大棚室外空氣環境溫溼度、室內空氣環境溫溼度、地表溫溼度、土壤溫溼度等，低溫越限時自動啟動捲簾機保溫，高溫越限時自動開啟降溫裝置。

B、光照度監測

透過光感和光敏感測器監測記錄大棚內光線的強度，可以直接與相關的補光系統、遮陽系統等裝置相連，必要時自動開啟相關裝置。透過有線或無線傳輸技術將相關資料傳送到使用者監控終端。

C、CO 2 濃度監測

在大棚內部署二氧化碳濃度感測器，實時監測房中二氧化碳的含量，當濃度超過系統設定的閾值範圍時，透過有線或無線傳輸技術將相關資料傳送到使用者監控終端，由相關工作人員做出相應調整。

D、二氧化碳排放控制

當大棚內的二氧化碳含量高於所設二氧化碳上限時，控制器自動開啟排風機和換氣扇，進行通風換氣；當二氧化碳降到正常時，控制器自動關閉排風機和換氣扇。

E、加溼控制功能

當大棚內的溼度低於所設溼度下限時，控制器自動開啟加溼器，進行加溼；當溼度升到正常時，控制器自動關閉加溼器。

F、迴圈風控制

根據使用者所設定的迴圈風啟動週期，自動啟動迴圈風機，使大棚內的溫溼度分佈均勻。

G、報警控制

使用者可設定某些引數指標的上限和下限。比如大棚內溫度應在35-10 攝氏度之間，高於或低於這個溫度範圍都會產生報警資訊，並在上位機中控平臺和現場控制節點顯示出來。

（4）管理平臺（單機版、WEB 版）

平臺軟體有單機版、WEB 兩種規格。單機版管理軟體必須安裝在監控中心電腦上，只能現場顯示，操作；WEB 版本則可以安裝在管理平臺伺服器上，使用者透過網際網路登入電腦及智慧手機 APP 可 WEB 方式遠端瀏覽、控制，同時整合影片監控功能。

管理平臺主要由以下 5 個部分組成：

A、資料收集、儲存服務軟體：完成感測器資料的獲取、解析、分類，歸檔、最後按預設的格式存入資料庫。

B、遠端控制軟體：

C、裝置引數設定、修改，歷史資料庫查詢、歷史曲線瀏覽，資料追憶、報警記錄等軟體

D、報表生成、日誌列印等軟體

E、影片監控軟體（WEB 版、海康威視品牌）

F、平臺軟體提供開放的資料口介面，便於第三方管理後臺資料呼叫（WEB 版）

G、微信報警