智能農業(yè)無線監(jiān)控系統(tǒng)方案

智能農業(yè)無線監(jiān)控系統(tǒng)是一種結合了計算機自控技術、智能傳感技術等高科技手段的資源節(jié)約型高效設施農業(yè)技術，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，來控制溫室內的各項指標，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)技術為智能溫室系統(tǒng)中的傳感環(huán)節(jié)提供了有力的技術保障。

　　北京威訊紫晶科技有限公司現(xiàn)為北京中關村物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)聯(lián)盟理事單位，依靠多年來在短程無線通信標準、芯片和傳感網(wǎng)技術領域的積累，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。網(wǎng)絡中任意一點的數(shù)據(jù)都可以被其他鄰近的節(jié)點轉發(fā)。數(shù)據(jù)轉發(fā)可以擴大網(wǎng)絡覆蓋范圍。終端節(jié)點數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳遞后匯集到網(wǎng)關，再由網(wǎng)關通過其他通訊協(xié)議和方式傳送給上位機，如圖所示圖：威訊紫晶以USSN技術為基礎，結合了多種農業(yè)生產的需求，開發(fā)了具有自主獨立知識產權的智能農業(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。

　　系統(tǒng)架構：

　　整套系統(tǒng)由無線數(shù)據(jù)采集器、無線開關控制器、無線數(shù)據(jù)網(wǎng)關（可多個）、PC和網(wǎng)絡服務器（可選）組成，結構如下圖。網(wǎng)關與采集器和控制器采用USSN傳感網(wǎng)技術進行無線連接，每個網(wǎng)關下面可同時連接上百個終端設備，且所有終端自動組網(wǎng)，同步工作。網(wǎng)關與PC或網(wǎng)絡服務器則通過以太網(wǎng)或移動通訊網(wǎng)絡連接。網(wǎng)關在系統(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)關中，所有對終端的控制指令也都要通過網(wǎng)關向下發(fā)送。網(wǎng)關內置了強大的操作系統(tǒng)，可對網(wǎng)絡和數(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)關后，可進行系統(tǒng)設置、采集網(wǎng)絡管理、查看數(shù)據(jù)、繪制圖表、導出數(shù)據(jù)等操作。網(wǎng)關同時具備遠傳能力，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)絡服務器上，此種模式支持多用戶同時登陸網(wǎng)絡服務器對網(wǎng)關的數(shù)據(jù)進行查看。

　　系統(tǒng)功能描述：

　　無線數(shù)據(jù)網(wǎng)關和網(wǎng)絡服務器都提供了功能強大，且界面友好的軟件。用戶根據(jù)不同操作權限登陸網(wǎng)關或網(wǎng)絡服務器后，可進行系統(tǒng)設置、采集網(wǎng)絡管理、查看數(shù)據(jù)、繪制圖表、導出數(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） 設備管理

　　在此界面下用戶可對無線傳感網(wǎng)內的所有節(jié)點的認證、組網(wǎng)、拓撲結構和個性化信息進行管理。此部分是網(wǎng)關的核心，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置，內容包括數(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。當有傳感器超過預設的限定值時，在監(jiān)控界面上會以紅色對該節(jié)點進行標示，同時按照預設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