智能农业物联网监测系统
2012-05-09 20:57:28   来源：美新   评论：0   点击：

1 概述

美新微纳传感系统有限公司是无线传感器网络和惯性传感器系统顶级终端解决方案供应商。美新微纳领导新一代的技术革命，通过无线传感器网络技术沟通了物理世界与数字世界，并将MEMS技术广泛应用在陆海空等领域。美新微纳提供一系列可扩展的无线传感器网络产品，包括硬件和软件开发平台，完整的产品设计，先进的生产以及专业服务。同时，新公司为OEM和系统集成客户提供快速有效面向终端用户的无线传感器网络解决方案。美新微纳革命性的核心技术赋予了无线传感器网络超长的电池寿命、自组织自愈合和灵活的网络拓扑结构等强大功能。公司先进的技术平台具有的开放式系统结构，易于与IT系统相连并集成为面向终端的无线传感器网络系统。目前，用于智能农业监测、建筑及桥梁健康监测的系统产品在欧美及日韩市场已获得成功运用。

美新物联网产品的研发和生产，结合了最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成，也是网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成，全部产品拥有自主知识产权。现在美新物联网的核心研发团队汇聚了包括中科院、北大、清华等国内外一流的专家及研发人才，在开展技术研究、攻破核心技术的同时，建设国内领先、国际先进的传感网公共技术服务平台、公共测试服务平台；为物联网在国内的顺利发展提供最大的技术支持。

随着国家经济社会的发展，农业生产的高效生态化、智能化要求将越来越高，其重点是怎样通过种植信息、环境信息的准确、实时快速获取，科学化的管理实现科学种植、科学调控，病害预警预报及突发管理事件的及时处理。

美新公司研发制造的无线传感器网络，是一种全新的信息获取，传输和处理技术。网络由数量众多的低能源、低功耗的智能传感器节点所组成，能够协同地实时监控、感知和采集各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，获得详尽而准确的信息，通过无线网络传送到农业生产精细管理物联网数据与服务中心，并与相应农业生产精细管理软件配合为科学种植提供信息。

阳山水蜜桃驰名中外。公司有3000多亩水蜜桃科研种植基地，上万平方米水蜜桃采购、旅游工艺品、农副产品生产展示中心以及设备完善的科研中心和质量检测中心。公司科研技术力量雄厚，并与国内外多个科研机构合作，把现代高科技种植技术和传统种植技术相结合，创建集约化种植新模式，将现代物联网技术引入水蜜桃产业链，引进日本洋马分拣果选机，实行水蜜桃分级销售。

将美新的智能农业物联网监测系统加入到阳山有机水蜜桃基地后，可以更好的采集植被的生长环境的信息，并将信息在无线传感网络中传递，最终由中央控制系统处理这些信息。对基地在智能化管理生产，实时获取数据，科学化种植，病毒预警预报以及突发事情的处理都具有积极的意义。

2 阳山有机水蜜桃智能农业物联网监测系统介绍

针对阳山水蜜桃基地内智能化种殖精细化管理中的实际需求，部署低成本面向生产现场快速监测的传感器和无线采集节点；利用美新公司自主研发并拥有自主知识产权的XMESH组网技术进行无线动态组网，构架支持多种网络协议的农业生产过程精细管理物联网。该农业物联网数据通过无线zigbee传输模式传输到物联网数据管理与服务中心，同时安装面向智 能农业精细管理开发的应用和决策平台，达到农业种植信息、环境信息和生物信息的准确、实时和高效获取，实现农业种植过程的智能化精细管理及种植中突发应急事件的预警预报和 及时响应，达到农业种植的绿色、生态和高效。

美新公司的农业物联网在传感器技术、现场监测与控制、无线传感网络以及后台数据处理等物联网关键技术进行了高水平和深入的研究，并成功开发出一整套用于智能农业的无线传感物联网系统，该系统采用的都是国际知名公司的传感器，在可靠性，精确度以及各种技 术指标等方面都具有突出表现，通过创新的实时采集和历史数据存储总结植物生长对土壤温湿度、环境温湿度、光照强度、叶片湿度等的需求规律，及时提供精准的科学数据;通过智能 分析与联动控制功能及时精确地满足植物生长对环境各项指标要求，达到高幅增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益和提高种植水平的目的。

在整个方案中通过传感器采集植被生长环境的数据，通过物联网无线传感节点，将数据转发到系统网关中，而后系统主机接收数据，将数据实时记录并通过显示器显示，对水蜜桃整个基地的管理和决策具有积极的意义。

3 硬件设备

主要硬件：

           

3-1 物联网节点(22个)     

            

3-2 物联网网关设备（采用延伸外部天线）

4 安装方案

                

4-1 物联网整体部署方案示意图

                  

4-2 室外天线方案

                    

4-3 无线通讯方案

1. 物联网整体方案：
（1）网关接收天线采用外置天线。
（2）物联网节点在桃园中通过各种传感器采集数据。
（3）采集到的数据通过无线传感网络传给网关。
（4）通过物联网的相关软件访问网关，显示并记录采集到的数据。

2. 网关架设

网关通过USB线连接电脑，放置在监测控制室内，宜选择在窗边安置物联网网关，在本方案中将网关的天线引到室外从而得到更好的效果。

                        

4-4 网关安装采用室外延长天线

3．物联网节点和传感器架设

在阳山有机水蜜桃基地植物区架设物联网节点和相关传感器（包括土壤温湿度传感器， 环境温湿度传感器，光照强度传感器，树叶湿度传感器，微型气象站等），共架设22套设 备。

物联网节点安装注意事项：
（1）物联网的高度最好比桃树高一些，便于无线网络传递数据。
（2）物联网节点位置最好方便安装和维修。
（3）节点分散在桃林中的各个区域，最好平均分配在桃园。
（4）避开高山，楼房等，安装在空旷的地方。
（5）节点的采光要满足要求，太阳能供电需要充足的采光。
（6）网关安放在办公室中，采用外部天线接收数据，其它节点与网关节点的跳数越少越好，星形网络是最理想的状态。

                              

4-5 无锡阳山有机水蜜桃基地示意图

                                

上图是阳山水蜜桃基地示意图，网关以及物联网节点的基本位置，方位可以根据实际情 况调整。

                                  

4-6 无锡阳山有机水蜜桃基地物联网节点部署示意图

                                    

安装节点过程中根据实际情况将物联网节点和微型气象站平均分散在桃园区域。物联网节点距离网关由近到远部署，部署节点前再次确认节点信号良好，重新连接传感器后必须按ON按钮，节点会自动检测传感器，蓝灯闪烁搜索网络搜索完毕会显示网络状况。

3．在监控中心系统内安装 EKOVIEW 专用软件

通过EKOVIEW 软件可以查看到物联网各个节点采集到的传感器的数据，软件实时动态的通过曲线，图标等形式显示这些数据。软件可以随时更改观看数据时间，可以观看各个不同时间间隔的动态数据。

4．登陆软件查看物联网节点运行情况

                                        

4-7 通过软件实时观察各个节点工作情况

5 相关传感器

1．物联网节点： EN2120 （22）
端口数: 4
传输频率：2.405 到2.480GHz
频道数: 16
通信种类:DSSS,IEEE 802.15.4
传输功率: +18dBm
接收功率: -101dBm
传输距离: 2000 米
适应温度: -40℃ 到+60℃
尺寸: 95 ×89×267mm
重量:544g

物联网远程网关: EB2120 （1）

2．传感器

A. 土壤含水量传感器:ES1110 （15）
范围: 0-0.3 立方米/立方米
精度:8dS/m
长度:406mm
连接:6pin switchcraft
重量:136g

B. 环境温湿度传感器:ES1201 (10)
范围:0-100%RHI -40C 到+70C
精度:+/-3% +/-1C
长度:508mm
连接:6pin switchcraft
重量:227g

C. 光照强度传感器: ES1401 （8）
范围:0 到1800W/m
精度:+/-5%
长度:406mm
连接:6pin switchcraft
重量:68g

D. 土壤温湿度传感器：ES1100 （15）
范围:0-200 cbar -40C 到+70C
精度:+/-5%
长度:480mm
连接:6pin switchcraft
重量:272g

E．叶面湿度传感器：ES1301 （22）
长度:450mm
连接:6pin switchcraft
重量:136g

F. 物联网微型气象站：ES2000 （4）

                                                                

6 结语

目前阳山有机水蜜桃基地共有桃树1506棵，美新公司提供的农业物联网系统解决方案，通过监测种植信息和环境信息，从而实现信息的快速获取，科学化的管理、科学种植、科学调控，病害预警预报及突发管理事件的及时处理。实现农业种植过程的智能化精细管理及种植中突发应急事件的预警预报和及时响应，达到农业种植的绿色、智能和高效，达到高幅增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益和提高种植水平的目的。

美新微纳传感物联网技术目前在国际上也具有领先水平的，能够确保监测的水蜜桃基地数据准确性，实时性和可靠安全性，同时体现物联网技术在农业上的科技水平，也体现无锡阳山有机水蜜桃基地在智能农业物联网行业的高速发展。