本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

物聯(lián)網(wǎng)擁有業(yè)界最完整的專業(yè)物聯(lián)產(chǎn)品系列，覆蓋從傳感器、控制器到云計(jì)算的各種應(yīng)用，構(gòu)建了“質(zhì)量好、技術(shù)優(yōu)、專業(yè)性強(qiáng)，成本低，滿足客戶需求”的綜合優(yōu)勢(shì)。而農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一個(gè)分支，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要的作用。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)就是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、感應(yīng)技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)技術(shù)結(jié)合，及時(shí)采集空氣溫濕度、光照強(qiáng)度、土壤溫濕度、CO2濃度等環(huán)境信息，通過有線和無(wú)線方式發(fā)送給中央監(jiān)控器，并以直觀的圖表和曲線方式將數(shù)據(jù)顯示給用戶，用戶可以根據(jù)生產(chǎn)需要，設(shè)置溫室卷膜、卷簾、滴灌等執(zhí)行設(shè)備的自動(dòng)調(diào)控條件。目前，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在許多地區(qū)逐漸開展起來(lái)，在傳統(tǒng)的大棚上運(yùn)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。農(nóng)民們灌溉土地只需要輕點(diǎn)鼠標(biāo)即可完成，無(wú)須奔走田間，大大節(jié)省了人力。這是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)結(jié)合的產(chǎn)物。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的澆水、施肥、打藥，農(nóng)民全憑經(jīng)驗(yàn)、靠感覺。如今瓜果蔬菜該不該澆水，施肥、打藥怎樣保持精確的濃度，溫度、濕度、光照如何實(shí)行按需供給，都由信息化智能監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)定量“精確”把關(guān)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，包括有多個(gè)傳感器、多個(gè)控制器、非易失性存儲(chǔ)器、微處理器、GPRS模塊、TFT觸摸顯示器、智能控制單元、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)監(jiān)督管理系統(tǒng)，所述的多個(gè)傳感器和控制器分別通過RS485或AD方式連接微處理器，非易失性存儲(chǔ)器和TFT觸摸顯示器均與微處理器連接，智能控制單元通過繼電器或交流接觸器與微處理器連接，微處理器通過GPRS模塊與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)連接，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)還分別與所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)監(jiān)督管理系統(tǒng)連接。

所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括有個(gè)人計(jì)算機(jī)終端和手機(jī)終端。

所述的微處理器的型號(hào)為STM32F103RCT6。

多個(gè)傳感器、控制器與與物聯(lián)網(wǎng)控制箱通過RS485或者AD方式連接通信，微處理器與TFT觸摸顯示屏相連，觸摸顯示屏顯示傳感器采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，可通過顯示屏設(shè)置相關(guān)數(shù)據(jù)的閾值用于預(yù)警；智能控制單元通過繼電器或交流接觸器對(duì)前端控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制。微處理器與GPRS模塊相連，用于聯(lián)網(wǎng)到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，分析、預(yù)警、打印、溯源等。云平臺(tái)可聯(lián)網(wǎng)到農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，專家可在線對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，制定最合適農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)環(huán)境，給出權(quán)威的意見，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。云平臺(tái)也可集成到農(nóng)業(yè)監(jiān)管單位，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督、對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行追溯等。用戶可通過手機(jī)APP或電腦端軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)控。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：本實(shí)用新型對(duì)于農(nóng)業(yè)種植、養(yǎng)殖等沒有接通以太網(wǎng)的地方，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)無(wú)線聯(lián)網(wǎng)管理，安裝部署方便，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)云平臺(tái)管理，即使出差、旅游在外，通過手機(jī)APP或電腦也可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)管理；不僅能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)所管理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)，也可遠(yuǎn)程通過控制相關(guān)設(shè)備調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)，所有檢測(cè)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云平臺(tái)，永不丟失，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的溯源；給農(nóng)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量安全帶來(lái)了保障。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，包括有多個(gè)傳感器1、多個(gè)控制器2、非易失性存儲(chǔ)器3、微處理器4、GPRS模塊5、TFT觸摸顯示器6、智能控制單元7、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)8、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)9、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)10和農(nóng)業(yè)監(jiān)督管理系統(tǒng)11，所述的多個(gè)傳感器1和控制器2分別通過RS485或AD方式連接微處理器4，非易失性存儲(chǔ)器3和TFT觸摸顯示器6均與微處理器4連接，智能控制單元7通過繼電器或交流接觸器12與微處理器4連接，微處理器4通過GPRS模塊5與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)8連接，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)8還分別與所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)9、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)10和農(nóng)業(yè)監(jiān)督管理系統(tǒng)11連接。

所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)9包括有個(gè)人計(jì)算機(jī)終端和手機(jī)終端。

所述的微處理器4的型號(hào)為STM32F103RCT6。

物聯(lián)網(wǎng)是將采集數(shù)據(jù)經(jīng)行分析后進(jìn)行的全自動(dòng)監(jiān)控灌溉、施肥、噴藥、降溫和補(bǔ)光等一系列操作，它由中央控制系統(tǒng)與多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集器構(gòu)成兩級(jí)分布式計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò),具有分散采集，集中操作管理的特點(diǎn)，系統(tǒng)配置可以根據(jù)要求靈活增加或減少。通過傳感器實(shí)時(shí)采集溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)，并傳到各個(gè)節(jié)點(diǎn)，數(shù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的通訊，在計(jì)算機(jī)軟件界面上可顯示所采集到環(huán)境參數(shù)的值，可進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定、存貯、報(bào)警。

智能水質(zhì)傳感器、無(wú)線傳感網(wǎng)、無(wú)線通信、智能管理系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)等專業(yè)技術(shù)，對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境、水質(zhì)、魚類生長(zhǎng)狀況、藥物使用、廢水處理等進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)、管理，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、增產(chǎn)增收的目標(biāo)。

主要功能：

（1）控制器功能：根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)獲取的植物實(shí)時(shí)的生長(zhǎng)環(huán)境信息，如通過各個(gè)類型的傳感器可監(jiān)測(cè)土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可以選配，如土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負(fù)責(zé)接收無(wú)線傳感匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、顯示和數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)所有基地測(cè)試點(diǎn)信息的獲取、管理、動(dòng)態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)以上各類信息的反饋對(duì)農(nóng)業(yè)園區(qū)進(jìn)行自動(dòng)灌溉、自動(dòng)降溫、自動(dòng)卷模、自動(dòng)進(jìn)行液體肥料施肥、自動(dòng)噴藥等自動(dòng)控制。

（2）監(jiān)測(cè)功能系統(tǒng)：在農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)信息檢測(cè)與控制，通過配備無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)，太陽(yáng)能供電系統(tǒng)、信息采集和信息路由設(shè)備、配備無(wú)線傳感傳輸具系統(tǒng)，每個(gè)基點(diǎn)配置無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)，每個(gè)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測(cè)土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可以選配，如土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負(fù)責(zé)接收無(wú)線傳感匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、顯示和數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)所有基地測(cè)試點(diǎn)信息的獲取、管理、動(dòng)態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報(bào)警信息和短信報(bào)警信息。

實(shí)施案例：

案例1：在養(yǎng)魚場(chǎng)建立智能監(jiān)控系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有利于節(jié)本增效，在現(xiàn)代化養(yǎng)魚場(chǎng)中也發(fā)揮著高效的作用。24小時(shí)對(duì)水產(chǎn)苗種繁育階段的水溫、PH值和溶氧量等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警。一旦發(fā)現(xiàn)問題，能夠及時(shí)自動(dòng)處理或通過短信迅速通知相關(guān)人員。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的分支，從上述案例中我們看到了這一技術(shù)對(duì)未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的改變，也看到了作為一場(chǎng)科技革命浪潮即將開始。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖管理的重要組成部分：

水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：采用具有自識(shí)別功能的監(jiān)測(cè)傳感器，對(duì)水質(zhì)、水環(huán)境信息（水溫、亞硝酸鹽、液位、PH值、溶解氧、濁度、鹽度、氨氮含量等）進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，全面感知養(yǎng)殖環(huán)境的實(shí)際情況。

養(yǎng)殖智能化管理系統(tǒng)：依據(jù)水產(chǎn)品在各養(yǎng)殖階段的長(zhǎng)度與重量關(guān)系，養(yǎng)殖環(huán)境（溶解氧、水溫、pH值、氨氮、亞硝酸鹽等）因素與餌料養(yǎng)分的吸收能力、攝取量的關(guān)系建立數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行細(xì)致分析，合理飼養(yǎng)。

智能化控制系統(tǒng)：1）根據(jù)水質(zhì)，自動(dòng)調(diào)控水口電磁閥進(jìn)行換水；2）自動(dòng)檢測(cè)養(yǎng)殖區(qū)含氧量，當(dāng)氧量不足時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開增氧機(jī)，無(wú)需24小時(shí)增氧。

專家系統(tǒng)：該系統(tǒng)將省市縣的水產(chǎn)專家信息及聯(lián)系方式全部集中到一起，用戶可打電話、留言或者遠(yuǎn)程視頻等方式向?qū)＜姨岢鲳B(yǎng)殖過程中遇到的疑難問題，學(xué)習(xí)養(yǎng)殖知識(shí)，并可將自己的養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)分享到系統(tǒng)中，為系統(tǒng)中所有的養(yǎng)殖人員搭建一個(gè)良好的信息交流平臺(tái)。

信息管理平臺(tái)：各省、市相關(guān)單位（水產(chǎn)局、農(nóng)業(yè)委員會(huì)、農(nóng)業(yè)局、畜牧水產(chǎn)局、水產(chǎn)技術(shù)服務(wù)(推廣)中心）通過該信息管理平臺(tái)可科學(xué)化、全方位的進(jìn)行職能部署，有效減輕管理人員工作量，提升監(jiān)管工作的及時(shí)性、準(zhǔn)確性和有效性。

案例2：農(nóng)業(yè)種植

（1）在種植準(zhǔn)備的階段，我們可以通過在溫室里布置很多的傳感器，實(shí)時(shí)采集當(dāng)前狀態(tài)下土壤信息，來(lái)選擇合適的農(nóng)作物并提供科學(xué)的種植信息及其數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)。

（2）在種植和培育階段，可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)手段進(jìn)行實(shí)時(shí)的溫度、濕度、CO2等的信息采集，且可以根據(jù)信息采集情況進(jìn)行自動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)控制，以達(dá)到高效的管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控的目標(biāo)，從而應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化，保證植物育苗在最佳環(huán)境中生長(zhǎng)。例如：通過遠(yuǎn)程溫度采集，可了解實(shí)時(shí)溫度情況然后手動(dòng)或自動(dòng)的在辦公室對(duì)其進(jìn)行溫度調(diào)整，而不需要人工去實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)操作，從而節(jié)省了大量的人力。

（3）在農(nóng)作物生長(zhǎng)階段，可以利用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)的環(huán)境信息、養(yǎng)分信息和作物病蟲害情況。利用相關(guān)傳感器準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地獲取土壤水分、環(huán)境溫濕度、光照等情況，通過實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和物定作物的專家經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，配合控制系統(tǒng)調(diào)理作物生長(zhǎng)環(huán)境，改善作物營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)作物的病蟲害爆發(fā)時(shí)期，維持作物最佳生長(zhǎng)條件，對(duì)作物的生長(zhǎng)管理及其為農(nóng)業(yè)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)信息等方面有著非常重要的作用。

（4）在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，我們也同樣可以利用物聯(lián)網(wǎng)的信息，把它傳輸階段、使用階段的各種性能進(jìn)行采集，反饋到前端，從而在種植收獲階段進(jìn)行更精準(zhǔn)的測(cè)算。

總而言之，物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能測(cè)控系統(tǒng)能大大的提高生產(chǎn)管理效率，節(jié)省人工（例如：對(duì)于大型農(nóng)場(chǎng)來(lái)說，幾千畝的土地如果用人力來(lái)進(jìn)行澆水施肥，手工加溫，手工卷簾等工作，其工作量相當(dāng)龐大且難以管理，如果應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，手動(dòng)控制也只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)的微小的動(dòng)作，前后不過幾秒，完全替代了人工操作的繁瑣；），而且能非常便捷的為農(nóng)業(yè)各個(gè)領(lǐng)域研究等方面提供強(qiáng)大的科學(xué)數(shù)據(jù)理論支持，其作用在當(dāng)今的高度自動(dòng)化、智能化的社會(huì)中是不言而諭的。

總結(jié)：

物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，細(xì)化各個(gè)農(nóng)場(chǎng)，可靠性更高，適應(yīng)性更高，不僅提高了智能化的應(yīng)用，又能節(jié)能環(huán)保，可循環(huán)使用，進(jìn)而降低成本、提高效能。可以整合一下幾個(gè)方面：

1、農(nóng)業(yè)資源土地資源、水資源及生產(chǎn)資料更能被有效的高能調(diào)度，達(dá)到節(jié)能、高效的目的。

2、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境使得生態(tài)鏈更豐富，土壤、大氣、水質(zhì)、氣象更適合人們生產(chǎn)生活。

3、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程更能精耕細(xì)作，使用智能化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)綠色健康養(yǎng)殖。

4、農(nóng)產(chǎn)品和食品安全可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)地環(huán)境、產(chǎn)后儲(chǔ)藏加工、物流運(yùn)輸，整個(gè)供應(yīng)鏈實(shí)時(shí)查詢。

5、裝備和設(shè)施可實(shí)現(xiàn)信息共享，遠(yuǎn)程診斷，服務(wù)調(diào)度。

針對(duì)目前我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用水平普遍較低、數(shù)字化管理程度不高等實(shí)際情況，該智能監(jiān)控系統(tǒng)作為目前急需的綜合性產(chǎn)業(yè)信息平臺(tái)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控各基地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況，與監(jiān)控點(diǎn)實(shí)現(xiàn)在線交流，能及時(shí)發(fā)布生產(chǎn)指導(dǎo)、預(yù)警信息，指導(dǎo)基地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。依據(jù)監(jiān)測(cè)信息，開展分析研究，提出決策參考數(shù)據(jù)，提升農(nóng)業(yè)部門服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理水平，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。由于建成智能化和自動(dòng)化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化，減少生產(chǎn)管理成本，基地蔬菜、種苗、生豬產(chǎn)量、水產(chǎn)漁業(yè)品質(zhì)和效益同步提高。