【概要描述】

      方案概述

      近年來農業自動化的水平正在飛速提升，物聯網技術在溫室大棚中已經得到 了很好地推廣和應用。針對傳統種植中的高度依賴人工、作物環境控制滯后、大 棚環境不達標、人工成本高、工作效率低等缺陷，現代化大棚都能得到很好的改 善和解決，也使得大棚種植更加規范和高效。

      在大棚種植中，作物生長環境與狀態、各種設備的控制與狀態是保障種植的 關鍵，為了更好的保證作物的生長，需要現場結合實際情況使用各種傳感器、執 行器、顯示系統、視頻監控等；種類和數目繁多的前端設備，對數據的傳輸和設 備控制方式也提出來了更多的要求。

      目前行業中傳輸層大多采用：485 總線的、以太網的、WIFI 的、ZIGBEE 的、 藍牙的等等；經過多年來的技術推廣和迭代，目前 LoRa 無線傳輸在大棚中得到 了更好的應用和廣泛應用；結合市場需求，云涌物聯推出了一系列的物聯網通訊 終端設備，功能涵蓋：本地傳感器的交互通訊、本地執行器的控制、本地設備的 無線組網、數據遠程傳輸等等。

      方案組成

 方案總體框架圖

LoRa 組網框

RS485 組網框架

      1. 傳感器部分

      屬于感知層，負責環境、設備狀態的感知和執行器的控制；

      具體包含：獲取空氣溫度、濕度、光照強度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、 葉面濕度、露點溫度等環境參數及視頻圖像，通過對傳感器上傳的數據分析，遠 程或自動控制濕簾風機、噴淋滴灌、內外遮陽、頂窗側窗、加溫補光、內遮陽、 外遮陽、風機、濕簾水泵、頂部通風、電磁閥等設備。

      2. 數據傳輸

      該屬于傳輸層，應用了多種 RTU（IO 控制器）和 DTU（數傳電臺）設備， 負責本地環境、設備狀態數據的傳輸與控制；

      一方面采用 RS485、RS232、DI、DO、AI 技術對感知層設備進行是數據獲 取和指令下發，完成與傳感器設備的聯通；

      另一方面采用無線 LoRa、有線 RS485、以太網技術，通過組網方式將數據 進行匯總和分發；網絡可進行本地無線和有線遠程傳輸；

智能測控裝置、智能環境監測裝置分布較散，可以通過 LoRa 無線進行數據 的采集和傳輸，采用 LoRa 擴頻技術，抗干擾能力增強，傳輸距離遠，并且功耗小。

      一體化控制器、空氣調節系統等比較復雜的設備，還有各種執行器，比如噴 淋、滴灌、卷簾、風機等，可以通過 RTU 進行控制或者協議透傳，讓網關執行更為復雜的應用和協議控制。

      針對現場不好布線的問題，也可以采用無線 RTU，進行遠距離的采集和控制， 適用于遠距離無線報警、開關控制、水箱注水自動化等。

      3. 數據處理

      該部分主要應用智能（邊緣）網關（主機）對數據進行匯總、上報和分析， 結合具體的控制策略，對設備進行控制操作。

      針對用戶不同的成本、應用需求，可以采用不同的設備：

      1）采控主機

      采用單片機方案，成本低，該主機配備串口通訊、以太網、4G 通訊和 IO 檢測，可以通過 RS485、LoRa 進行數據采集和指令下發；可以連接串口屏 幕，進行數據的本地顯示和簡單的控制方案配置；可以連接遠程服務器進行 遠程配置和數據交互；該設備支持深度的定制開發。

      2）智能網關

      該網管采用 Linux 操作系統，配備 LoRa 無線，可與現場 LoRa DTU 進 行組網；帶有本地 WebServer，方便本地瀏覽器進行網關配置和信息查看； 帶有本地數據庫，可進行數據的存儲和調閱；帶有豐富的外圍接口，可以直 接連接現場設備和傳感器；支持二次開發，開放交叉編譯工具，可使用 C、 C++、python；帶有 WIFI 或者 4G 網絡，可與平臺進行通訊。

      3）邊緣主機

      該設備采用 4 核高性能 CPU，Linux 操作系統，具有 3 路 DI、3 路 DO、2 路 RS485、RS232、2 個 USB、2 個 SFP、6 個 ETH、配置 4G、WIFI、LORA； 內部還擴展有 SATA、PCIE 2.0、MiniPcie、SPI、多路 GPIO 等；適合大規模的溫室 大棚或者多個大棚的密集區域，可進行大數據量的數據匯總、處理、分發、儲存 等，可以進行大數據的模型計算和大棚數據綜合分析。

      4. 數據顯示

      在該方案中，數據的查看或者設備的配置操作，可以通過多種方案實現：

      1）可以使用本地的串口屏，該串口屏可以通過 RS485 或者 LoRa 無線連接 到采控主機或者網關上；無線的連接方式使得屏幕的安裝位置不再受距 離限制，方便了設備的遠距離操控；

      2）可以將數據顯示在 LED 大屏上，放置公共區域，方便實時信息查看；

      3）可以使用本地電腦登錄到網關上進行瀏覽器查看；

      4）用戶也可以使用網關將數據傳輸到第三方云平臺上，進行遠程的查看。

      方案特點

      1.穩定的 Lora 物聯網通訊技術

      LoRa 無線技術具備高性能、遠距離、低功耗的特點，支持大規模組網，測 距和定位等方面突出的特點，使得“終端+網關”成為物聯網大規模推廣應用的 一種理想的技術選擇。

本方案的 LoRa 設備頻率信號多達 84 個，多種配置選擇，可以有效避免與其 他組網頻率或者干擾頻率串擾。 

      2.靈活的物聯網通訊方式

      組網方式：本方案中既支持 RS485 有線組網方式，也支持 LoRa 無線的組網 方式，兩種方式可以共存；LoRa 支持定點傳輸和組網傳輸，根據需要也靈活選擇，用戶可以在不同頻段上進行設備組網，使多個大棚或者設備組共存；

      通訊轉換：可以使用 Lora DTU 連接 RTU 讓其具備無線組網的能力，可以使 用無線DTU連接RTU讓其具備無線傳輸能力；方案中還有以太網型RTU和LoRa 網關，可以讓本地設備直接入“大網”上平臺，讓本地有線和無線網絡具備遠程 通訊能力，直接加入云平臺；

      3.簡便的現場部署方式

      無線化的部署方式，可以讓設備就近取電，方便更好的檢測和控制；也節約 了布線成本和人工消耗，降低了走線帶來的安全隱患，盡可能的不破壞原有的建 筑環境。

      方案設備

• 分類：工業物聯網
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• 發布時間：2022-06-21
• 訪問量：1557