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(jì)算機(jī)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(xiàng)指標(biāo)，以創(chuàng)造出適合作物生長(zhǎng)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(dú)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(diǎn)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(diǎn)的數(shù)據(jù)都可以被其他鄰近的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)可以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。終端節(jié)點(diǎn)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(jī)，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(dú)立知識(shí)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(hù)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(gè)）、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(jìn)行無線連接，每個(gè)網(wǎng)關(guān)下面可同時(shí)連接上百個(gè)終端設(shè)備，且所有終端自動(dòng)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(dòng)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(duì)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(qiáng)大的操作系統(tǒng)，可對(duì)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)和儲(chǔ)存。PC機(jī)通過網(wǎng)線或局域網(wǎng)直接登陸網(wǎng)關(guān)后，可進(jìn)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(shí)具備遠(yuǎn)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(shí)登陸網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器對(duì)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)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(qiáng)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(jìn)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(duì)傳感網(wǎng)內(nèi)所有在網(wǎng)傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，并支持分類查看和檢索的功能，針對(duì)選定的節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)可繪制曲線，方便用戶研究數(shù)據(jù)短期趨勢(shì)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(jìn)行趨勢(shì)的研究，如下圖。

　　2） 設(shè)備管理

　　在此界面下用戶可對(duì)無線傳感網(wǎng)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證、組網(wǎng)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和個(gè)性化信息進(jìn)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(shí)現(xiàn)。

　　3） 報(bào)警管理

　　在報(bào)警管理模塊中，用戶可以單獨(dú)對(duì)某個(gè)采集器或批量對(duì)同類型的采集器進(jìn)行報(bào)警的設(shè)置，內(nèi)容包括數(shù)值上下限、是否開啟報(bào)警功能、發(fā)送報(bào)警短信的手機(jī)號(hào)碼以及報(bào)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(shí)，在監(jiān)控界面上會(huì)以紅色對(duì)該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)示，同時(shí)按照預(yù)設(shè)的報(bào)警方式進(jìn)行報(bào)警。軟件會(huì)對(duì)所有的報(bào)警進(jìn)行記錄，方便用戶查看。

　　4） 數(shù)據(jù)維護(hù)