一、方案背景

隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，溫室大棚逐步發(fā)展成為蔬菜水果供應(yīng)的重要一環(huán)。在不適應(yīng)植物生長的季節(jié)，大棚可提供適宜作物生長的人造環(huán)境，保障農(nóng)作物的反季節(jié)生長和產(chǎn)出。農(nóng)業(yè)進(jìn)入信息化時(shí)代后，溫室內(nèi)部的空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2濃度及光照等農(nóng)業(yè)環(huán)境信息的采集和人工條件干預(yù)的量化行為也越來越精確，從而保障大棚種植逐步趨于科學(xué)、合理化。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚便應(yīng)運(yùn)而生。

二、方案架構(gòu)

根據(jù)實(shí)際場景以及應(yīng)用方案，整合智慧大棚內(nèi)的各種智慧系統(tǒng)，將智慧大棚大致分為感知層、控制層、平臺層以及應(yīng)用層，根據(jù)實(shí)際智慧大棚的規(guī)模以及農(nóng)作物的特點(diǎn)，把各層級的結(jié)構(gòu)靈活的部署，從而達(dá)到實(shí)際應(yīng)用場景的需求。

三、方案保障 

感知層：作為智慧大棚系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，主要設(shè)備有CO2傳感器、溫濕度傳感器、光照傳感器、土壤傳感器、攝像頭等，通過各類傳感器、監(jiān)控設(shè)備，管理者可實(shí)時(shí)掌握大棚內(nèi)的土壤墑情，蟲災(zāi)情、作物情況以及棚內(nèi)環(huán)境等數(shù)據(jù)。

控制層：通過控制中心機(jī)組，實(shí)現(xiàn)灌溉、施肥、殺蟲、光照以及溫通風(fēng)和溫濕度等室內(nèi)調(diào)節(jié)動作，保障棚內(nèi)環(huán)境適宜作物生長。

平臺層：云平臺可將來自感知層采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合轉(zhuǎn)發(fā)、記錄，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互以及信息信息記錄。

應(yīng)用層：依據(jù)不同的環(huán)境數(shù)據(jù)信息，管理者可通過遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)對大棚作物生長環(huán)境的調(diào)整，從而進(jìn)一步保障作物的生長。另外，隨著移動端的發(fā)展，手機(jī)、平板等移動設(shè)備也為信息平臺的監(jiān)測、智慧大棚的多場景管理提供了有力支撐。管理人員在遠(yuǎn)程使用PC或手機(jī)登錄訪問，即可由云平臺下發(fā)相應(yīng)的控制指令。

四、方案應(yīng)用

智慧大棚方案以云平臺為依托，通過云計(jì)算大數(shù)據(jù)處理可將整個(gè)大棚的旱情、土壤干旱度、空氣潮濕度、棚內(nèi)溫度、陽光度以及土壤數(shù)據(jù)等實(shí)時(shí)反饋展示給用戶，用戶可根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的結(jié)果準(zhǔn)確分析出作物的實(shí)時(shí)狀況，并通過遠(yuǎn)程澆灌系統(tǒng)、智能光照系統(tǒng)、空氣加濕等智慧系統(tǒng)對作物的生長環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)大棚的科學(xué)種植與管理，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、綠色環(huán)保、增產(chǎn)增收的目標(biāo)。

自動監(jiān)測環(huán)境：利用傳感器采集土壤濕度、溫度、空氣溫濕度、光照強(qiáng)度等環(huán)境數(shù)據(jù)，基于LoRa、NB等傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)上傳云平臺，平臺根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)控溫控系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)等。

云監(jiān)控平臺：采用高清晰攝像頭監(jiān)控大棚內(nèi)作物，實(shí)時(shí)了解大棚內(nèi)的作物、人員情況。

大棚設(shè)備自動化控制：傳感器、控制系統(tǒng)與云平臺實(shí)現(xiàn)一體化聯(lián)動，一鍵式控制大棚內(nèi)的風(fēng)機(jī)、光照機(jī)、殺蟲燈以及灌溉器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動化管理。

智能大棚農(nóng)業(yè)監(jiān)測云平臺：通過云平臺可以實(shí)時(shí)的查看大棚內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)、監(jiān)控視頻、傳感器狀態(tài)、設(shè)備遠(yuǎn)程控制等，同時(shí)工作人員登錄手機(jī)APP也可以遠(yuǎn)程隨時(shí)隨地查看大棚的各項(xiàng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并且各項(xiàng)數(shù)據(jù)自動采集存儲在云服務(wù)器中，為更科學(xué)的栽培積累數(shù)據(jù)了更多數(shù)據(jù)。