智能農(nóng)業(yè)無線監(jiān)控系統(tǒng)方案

智能農(nóng)業(yè)無線監(jiān)控系統(tǒng)是一種結(jié)合了計算機自控技術(shù)、智能傳感技術(shù)等高科技手段的資源節(jié)約型高效設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)，它主要是根據(jù)環(huán)境的溫度、濕度、二氧化碳含量、光合有效輻射以及土壤狀況等因素，來控制溫室內(nèi)的各項指標(biāo)，以創(chuàng)造出適合作物生長的最佳環(huán)境。很顯然如何能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定、方便的得到這些環(huán)境信息就成為整套系統(tǒng)的關(guān)鍵。隨著近幾年短距離無線通信的發(fā)展，新興的無線傳感網(wǎng)技術(shù)為智能溫室系統(tǒng)中的傳感環(huán)節(jié)提供了有力的技術(shù)保障。

　　北京威訊紫晶科技有限公司現(xiàn)為北京中關(guān)村物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事單位，依靠多年來在短程無線通信標(biāo)準(zhǔn)、芯片和傳感網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的積累，獨立研發(fā)了支持大規(guī)模自組織、具有同步功能的、低功耗的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧USSN（Ultra-Scale SensorNetworks）。USSN是指由若干節(jié)點通過無線方式互相連接成的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中任意一點的數(shù)據(jù)都可以被其他鄰近的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)可以擴大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。終端節(jié)點數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳遞后匯集到網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)通過其他通訊協(xié)議和方式傳送給上位機，如圖所示圖：威訊紫晶以USSN技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合了多種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，開發(fā)了具有自主獨立知識產(chǎn)權(quán)的智能農(nóng)業(yè)無線監(jiān)控系統(tǒng)，能夠提供全天候、無人看守、免維護且不依賴電源的無線監(jiān)控服務(wù)。

　　系統(tǒng)架構(gòu)：

　　整套系統(tǒng)由無線數(shù)據(jù)采集器、無線開關(guān)控制器、無線數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)（可多個）、PC和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（可選）組成，結(jié)構(gòu)如下圖。網(wǎng)關(guān)與采集器和控制器采用USSN傳感網(wǎng)技術(shù)進行無線連接，每個網(wǎng)關(guān)下面可同時連接上百個終端設(shè)備，且所有終端自動組網(wǎng)，同步工作。網(wǎng)關(guān)與PC或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器則通過以太網(wǎng)或移動通訊網(wǎng)絡(luò)連接。網(wǎng)關(guān)在系統(tǒng)中處于核心地位，所有傳感器采集的數(shù)據(jù)都要匯集到網(wǎng)關(guān)中，所有對終端的控制指令也都要通過網(wǎng)關(guān)向下發(fā)送。網(wǎng)關(guān)內(nèi)置了強大的操作系統(tǒng)，可對網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)進行維護和儲存。PC機通過網(wǎng)線或局域網(wǎng)直接登陸網(wǎng)關(guān)后，可進行系統(tǒng)設(shè)置、采集網(wǎng)絡(luò)管理、查看數(shù)據(jù)、繪制圖表、導(dǎo)出數(shù)據(jù)等操作。網(wǎng)關(guān)同時具備遠傳能力，通過局域網(wǎng)或3G將所有的配置數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)一并傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，此種模式支持多用戶同時登陸網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器對網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)進行查看。

　　系統(tǒng)功能描述：

　　無線數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器都提供了功能強大，且界面友好的軟件。用戶根據(jù)不同操作權(quán)限登陸網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器后，可進行系統(tǒng)設(shè)置、采集網(wǎng)絡(luò)管理、查看數(shù)據(jù)、繪制圖表、導(dǎo)出數(shù)據(jù)等操作。

　　1） 系統(tǒng)監(jiān)控

　　所有用戶登陸后都可對傳感網(wǎng)內(nèi)所有在網(wǎng)傳感器的實時數(shù)據(jù)進行查看，并支持分類查看和檢索的功能，針對選定的節(jié)點，系統(tǒng)可繪制曲線，方便用戶研究數(shù)據(jù)短期趨勢變化。

　　在查看歷史數(shù)據(jù)方面軟件也提供了很好的篩選功能，方便用戶準(zhǔn)確的掌握傳感器數(shù)值變化，并可以用繪制曲線的方式進行趨勢的研究，如下圖。

　　2） 設(shè)備管理

　　在此界面下用戶可對無線傳感網(wǎng)內(nèi)的所有節(jié)點的認證、組網(wǎng)、拓撲結(jié)構(gòu)和個性化信息進行管理。此部分是網(wǎng)關(guān)的核心，也是整套無線監(jiān)控系統(tǒng)的核心，只有所有的無線采集器和控制器正常的組網(wǎng)后，數(shù)據(jù)上傳和控制操作才能實現(xiàn)。

　　3） 報警管理

　　在報警管理模塊中，用戶可以單獨對某個采集器或批量對同類型的采集器進行報警的設(shè)置，內(nèi)容包括數(shù)值上下限、是否開啟報警功能、發(fā)送報警短信的手機號碼以及報警的電子郵件地址。當(dāng)有傳感器超過預(yù)設(shè)的限定值時，在監(jiān)控界面上會以紅色對該節(jié)點進行標(biāo)示，同時按照預(yù)設(shè)的報警方式進行報警。軟件會對所有的報警進行記錄，方便用戶查看。

　　4） 數(shù)據(jù)維護