智慧農業監測站方案

1二、產品介紹

智慧農業監測系統智能聯動農業設備自動灌溉智慧農業監測站產品為提搞農產品產量與質量而生，為更高效，更方便快捷

地從事農業生產，釋放農業勞動力而生。智慧農業監測站產品通過實時監測農產

品生長環境，自動保持與改善農產品生長環境，從而滿足農業生產的需求。

2三、系統結構

本公司智慧農業監測站架構基于物聯網理念，并結合了“多端顯示”的思想，監測硬件設備作為前端，24 小時不停電監測現場環境數據，并通過 wifi,網口，gprs/4G /NB-iot/zigBee 等數據鏈路往云平臺上傳數據；云平臺 24 小時全天侯

實時，接收、保存，下載、圖表顯示、智能分析、智能告警提醒(支持 5 路，短

信，電話，微信)，用戶可以可以通過微信公眾號端，電腦端，大液晶電視屏都

可以直觀查看實時數據，歷史數據，數據變化趨勢，規律等。

智慧農業監測站監測環境參數不利于環境生長時，自動采取解決措施(也可

通過手機端與電腦端強制采取相應的措施)，如光照不足，自動打開日熾燈補光

照；CO2 不足，自動充氣；溫度過低，自動開啟空調；當大棚溫度過高，自動打

開卷簾機；土壤濕度不足，自動控制水閥噴水；控制規則可定制，參數可配。

3四、系統功能與特點

智慧農業監測站采用嵌入式技術，可用于測量風速、風向、氣溫、氣濕、氣

壓、全輻射、雨量、蒸發、土壤溫度、土壤水份、土壤養分等各類氣象數據。系

統采用模塊化設計，可根據用戶需要（測量的氣象要素）靈活增加或減少相應的

模塊和傳感器，任意組合，方便、快捷地滿足各類用戶的需求。 該系統自帶顯

示、自動保存、實時時鐘、數據通訊等功能，具有技術*，測量精度高，數據

容量大，遙測距離遠，可靠性高的優點。可應用于氣象、農業、林業、環境、大

中專院校、科研機構或組網于機場、交通運輸、軍事、水文、極地考察等諸多領

域方面氣象研究，并適合于野外科研試驗應用。

●通過聯動空調，水閥，風機，可自動保持與改善農產品生長環境；

●氣象觀測支架整體采用碳鋼工藝，具有良好的防腐蝕性，可*運行于各

種惡劣的室外環境，適應各種復雜天氣；

●系統具有多種供電方式，交直流兩用或配太陽能電池供電；

●用于對風速、風向、雨量、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、大氣壓力等

氣象要素進行全天候現場監測。可以通過專業配套的數據采集通訊線與計算機進

行連接，將數據傳輸到氣象計算機氣象數據庫中，用于統計分析和處理；

●由氣象傳感器、氣象數據記錄儀、電源系統、野外防護箱和不銹鋼支架等

部分構成。風速、風向、雨量、大氣壓力等傳感器為氣象傳感器，具有高精

度高可靠性的特點。氣象數據記錄儀具有氣象數據采集、氣象數據定時存儲、參

數設定、友好的軟件人機界面和標準通信功能，圖形數據顯示，有線通訊方式，

在 Windows2000 以上系統環境即可運行,存儲數據，數據存儲格式為 EXCEL 標準

格式，可生成氣象數據圖表，供其它軟件調用；

●有線傳輸方式：通過標準 USB/RS485 通訊接口，與監測中心 PC 機有線連

接；

●無線傳輸方式：只要可以上網就可通過 GPRS/NB/LTE 無線傳輸；

●支持 TCP/IP、 restful api 等多種方式開放相關數據接口，客戶可獲取

數據，做二次開發顯示與使用；

4●安裝支架高度為 3m，規范地安裝氣象傳感器；

●可靠的三防設計，防護級別達到 IP65 級，完善的防雷擊、抗干擾等保護

措施；

●工作溫度為

-

30℃

~

80℃，工作濕度 0

~

*，抗風等級：≤75m/s；

●可以配套多種戶內戶外型顯示屏，顯示屏可選單色、雙色、全彩屏；

●支持接入阿里云 iot 物聯網平臺。

56

五、技術參數

參數名 量程 分辨率 精確度

土壤溫度

-

50

～

+80℃ 0.1℃ ±0.5℃

土壤濕度 0

～

* 0.1% ±3%

空氣溫度

-

20

～

80℃ 0.1℃ ±0.2℃

空氣濕度 0

～

* 0.1% ±3%

風速 0

～

60m/s 0.1 m/s ±(0.3±0.03V）m/s

風向 0

～

360

°

1

°

±3

°

大氣壓力 500

～

1100hPa 0.1 hPa ±0.3hPa

光照 0

～

200Klux ±1% Klux ±3%

雨量 0

-

999.9mm

0.2mm

強度：0

~

4mm/min

±4%

二氧化碳

0

-

2000ppm

0

-

5000ppm

0

-

10000ppm

±4%FS+3%

±3%

智慧農業監測系統智能聯動農業設備自動灌溉可擴展至 PM2.5，PM10，降雪量，紫外線，光照度，太陽輻射等相關參數

項目 設備名稱 備注 配置

數據記錄儀 氣象數據記錄儀

顯示、采集、記錄通

訊各傳感器數據

必配*

供電方

式

220V 交流

給智慧農業監測

站供電

選配

12V 直流

太陽能供電系統

RS485 有線 通訊距離 0

-

1000m

無線 GPRS 通訊距離不限

物聯網服務器

可在任何 PC 端、手機

端隨時查看數據。

支架

高度 3M 可固定風速風向，大氣壓、溫濕傳

感器，輕型輻射罩。 必配*

放置數據記錄儀；7

保護箱

（不繡鋼）

如配有太陽能電池系統，也可放置太陽能

控制器、蓄電池；

如配有 GPRS DTU，也可放置 GPRS 模塊、

GPRS 電源。

必配*

百葉箱 用于放置大氣溫濕壓傳感器。 必配*

備注：參數配置為選配六、監測原理

●溫濕度傳感器原理

溫濕度傳感器的組成部分主要包括濕敏電容和轉換電路兩部分，濕敏電容是

由玻璃底襯、下電極、濕敏材料、上電極等四個部分組成。濕敏電容的兩個下電

極與濕敏材料，上電極構成的兩個電容成串聯連接。濕敏材料是

一

種高分子聚合

物，它的介電常數隨著環境的相對濕度變化而變化。當環境濕度發生變化時，濕

敏元件的電容量隨之發生改變，即當相對濕度增大時，濕敏電容量隨之增大，反

之減小(電容量通常在 48

~

56pf 間)。傳感器的轉換電路把濕敏電容變化量轉換成

電壓量變化，對應于相對濕度 0

~

*RH 的變化，傳感器的輸出呈 0

~

1v 的線性變

化。

●大氣壓傳感器原理

大氣壓傳感器主要的傳感元件是

一

個對壓強敏感的薄膜，它連接了

一

個柔性

電阻器。當被測氣體的壓強降低或升高時，這個薄膜變形，該電阻器的阻值將會

改變。電阻器的阻值發生變化。從傳感元件取得 0

-

5V 的信號電壓，經過 A/D 轉

換由數據采集器接受，然后數據采集器以 GPRS/RS485 形式把結果傳送給云平臺

/LED 顯示屏。

●風速傳感器原理

風速傳感器由風杯、傳感器主體、電路模塊、傳輸電纜等裝置構成。風速傳

感器的風杯通常由高耐候性、高強度、防腐蝕和防水金屬制造，可適應惡劣環境;

電路模塊具有極可靠的抗電磁*力和高低電壓保護能力，可確保主機在

-

30℃

~

80℃，濕度 0

~

* 的環境中正常工作。由傳感器風杯轉動帶動傳感器軸

承轉動，再由光電轉換進行數字量化處理，從而計算出風速值（m/s ，1m/s

=

3.6

km/h）。

●風向傳感器原理

光電式風向傳感器的核心采用式格雷碼盤編碼(四位格雷碼或七位格雷

碼)，利用光電信號轉換原理，可以準確的輸出相對應的風向信息;電壓式風向傳

感器的核心采用精密導電塑料傳感器，通過電壓信號輸出相對應的風向信息;電

子羅盤式風向傳感器的核心采用電子羅盤定位方向，通過 RS485 接口輸出風

8向信息。

●數據采集器原理

數據采集器是系統重要組成部分，數據采集系統整合了信號、傳感器、激勵

器、信號調理、數據采集設備和應用軟件。當系統從前端傳感器監測的數字信號

和模擬信號時，數據采集器采集數據通過采集器處理成數字信號通過 DTU 傳送到

上位機進行分析統計處理。

●GPRS 數據傳輸協議接口

采用協議；

TCP 協議

-

>data

-

6100,使用 GPRS 網絡傳輸數據時使用；

ModBus 協議

-

>data

-

6100,設置參數時使用；

HJ/T212

-

2017 數據傳輸。

●通信接口（RS485 接口）

通信規格：

波特率（bit/s）：300、600、1200、2400、4800、9600、19200；

數據格式：8bit 數據位，1bit 停止位、校驗位（奇、偶、無）。

9七、安裝說明

（

一

）可能需要配合做預埋件

安裝前會遇到的兩種情況：

1．

需安裝的位置為泥土地；

2．

需安裝的位置為硬化水泥地。

針對情況

一

，我們需要做預埋件。

●預埋件的做法，確認安裝前，甲方需提前做好設備立桿安裝預埋基礎施工，

包含如下：

所需材料：鋤頭，鏟，1000 密碼 PVC 線管，引線、剪線鉗，薄膜，水平尺，

沙子，石子，水泥。

1.

挖好深 800mm*長 500mm*寬 500mm 的坑；

2.

施工時要用剪 1000mm 左右的 PVC 管并拉好引線，在預埋的的管口預先用

透明膠或其它材料封口，以防止混凝土澆搗時混凝土 漏入預埋管中，造

成預埋管堵塞；

3.

鋼筋籠的螺絲螺母墊片部分用薄膜或其他東西包好；

4.

把沙子，石子，水泥按 2：2：1 攪拌均勻后把混凝土倒入坑內，同時放入

鋼筋籠，確保鋼筋籠與水平面平行，即用水平尺在基礎頂板垂直兩個方向

測量，觀察其氣泡必須居中；監控立桿預埋件基礎混凝土澆搗必須密實，

禁止混凝土有空鼓；

5. 埋到 3/4 的時候放入做好的 PVC 線管，混凝土必須要養護

一

段時間，以確

保混凝土能達到

一

定的安裝強度；

6.

鋼筋籠由本公司配備，提前發給客戶。

10例圖：

針對情況二，我們需要用到膨脹螺絲

膨脹螺絲的使用條件必須是 200mm 厚的水泥地。

如果安裝位置的地方沒有 200mm 的厚度：

1．

移到合適厚度的地方；

2．

如果無法移動，安裝完成后甲方因及時加固，若甲方沒有及時加固，因

不可抗拒自然災害或人為因素造成設備損壞等后果，乙方不承擔相應的責

任；

3．

本公司膨脹螺絲標配的規格為 16*200mm（考慮臺風天氣）；

4．

膨脹螺絲隨貨發出。

（二）配合接電

1．

甲方應在設備安裝前提前接好電壓穩定的 AC220V 的電，靠近設備

安裝地點近的供電箱取電，線材應取用 3*1.0 的線材，從供電箱到設備應

預留 1000mm 的長度；

2．立桿自帶接地接口，每

一

根金屬立桿都必須接地，其接地電阻小于４歐；

各立桿基礎具體數據視現場 施工需要為準。

11例圖：

（三）涉及非標項目甲方應積極及時配合乙方做好設備安裝過程中的施工工具

供應。

（四）設備安裝后，為了保證設備的*穩定運行及后期的設備升級，甲方應

配備

一

名設備養護人，在乙方的培訓下進行對設備的養護，養護人需懂得基本

的電路知識。

12八、設備通訊方式

智慧農業監測站是 EPEX 專為環境監測而開發的大氣負氧離子自動監測站。

主要安裝于野外的氣象監測儀，數據傳輸主要以： GPRS 數據傳輸網絡、數據接

收服務器、客戶機（服務器和客戶端可為同

一

臺電腦）等組成。

智慧農業監測站將監測到的負氧離子濃度數據等，通過 GPRS 傳輸網絡經過

Internet 發送到接收數據的服務器上，并且自動將數據保存并寫入數據庫，客

戶端可以通過瀏覽器查看數據等。客戶可以通過接收軟件和短信控制的方式監控

氣象監測設備。

九、軟件系統

1. 云平臺介紹

智慧農業監測站 WEB 主頁發布及查詢軟件是集于多名高級工程師歷時多年的

成果，有著實用性強，易操作，數據實時性強等優點。具備多種對比方式查詢，

具有良好的數據對比效果。主要分兩大塊：資料查詢和系統管理。（登陸后臺）

1．

支持大屏 監管展示；

2．

支持點位數據輪播

3．

支持大液晶屏顯示

4．

支持多點輪詢展示

5．

多站查詢：此功能主要用于多臺設備進行數據對比查詢；

6．

歷史查詢：歷史查詢主要用于查詢設備某天或某小時的數據曲線查詢及

報表下載；

7．

曲線分析：曲線分析是用于分析

一

個時間段內的要素變化，可以在曲線

上進行拖動；

8．

站點管理：這個功能是用于添加或更改站點；

5、電子地圖：在線狀態，離線狀態；

9．

實時數據：實時數據查詢，小時平均值，日平均值數據統計，大值

小值統計。

1314

2.

多維展示

1 具備大屏監管端展示效果

實時統計所有 監測點的數據，狀態，緊急情況可迅速定位。

2 具備項目各個監測點數據輪番播放的功能15

3 支持液晶屏顯示

3. B/S 平臺

1） 打開電腦所使用的瀏覽器，在地址欄輸入

2） 用戶輸入所購置的設備賬號密碼，點擊登錄

3）進入頁面點擊 ID 號顯示如下：4）功能選項（3）分實時監測、實時數據、分析統計、排行榜、警告、數據導出

及用戶中心等，登錄后默認顯示實時數據，可查看設備列表信息欄（4）：小窗

右推箭頭可擴展部分信息，設備狀態（5）：可查看設備的在線（地圖定位圖標

顯示藍色）、離線（地圖定位圖標顯示紅色）、報警（地圖定位圖標持續跳動）

和設備定位（6），登出(7)；

5）實時數據：選擇設備（8）即可查看設備信息、實時數據、國控數據、近 7

天的數據、視頻監視畫面（9）選擇設備（8）選擇分析統計（10），點擊類型選

擇查看日環比、月環比數據（11），點擊監測因子可以選擇查看監測參數（12），

選擇時間范圍（13）再點擊查詢可查看相應的數據如：參數的小時平均值曲線圖，

當日平均值、大值和小值曲線圖，當月平均值（14）。

16注：以上需安裝有攝像頭，方能查看視頻監視兩面。

6） 數據導出（15）：選擇傳感器欄用戶需要下載的參數（默認所有參數已勾選），

選擇時間范圍、選擇設備（16），點擊下載（17）可查看所選參數的時刻數

據上傳值。

7） 告警（18）：實時告警（18），當設備當前所檢測的某

一

個參數超出范圍時

就會提示

“

超測上限

”

。歷史告警（19），選中想要查看的設備，選擇時間

范圍，點擊查詢可查看到超測上限的時間。

178） 用戶中心：可以更改賬號的密碼。

9） 微信公眾號（訂閱號）的使用，微信搜索并關注，登錄設備賬號，選擇設備

可查看實時數據，歷史數據，報警信息和設備信息。

4.

可接入阿里云 iot 物聯網平臺

185.

微信端介紹

軟件背景：

智能云數據分析軟件，基于大氣污染網格化監測系統，向客戶展示實時監測

數據、及近 48 小時歷史數據、近 30 天日平均歷史數據、設備在線狀態并推

送超標報警信息，綜合分析管理數據，可實現遠程查看了解設備所在區域的環境

污染情況。為用戶提供精準穩定、有保障的參考信息，及時有效地對轄區內的大

氣污染狀況進行診斷。

軟件功能：

●實時數據：智能云實時展示設備當前的各項大氣監測指標污染值及設備的在線

狀態，數據更新周期為 3 分鐘；智能云是

一

款數據接收、保存、顯示、分析、管

理的專業數據分析軟件。

●歷史數據：通過歷史數據曲線分析圖，可直觀快速讀取到設備的歷史數據變化

趨勢和近 30 天的日平均數據；

●超標報警：可根據*管理需要設置閥值，超過規定濃度后進行報警，以便

于管理部門快速響應，進行污染源排查并實施管控措施，超標報警提醒周期為

10 分鐘，可查詢告警通知歷史；

●設備管理：可查看設備是否在線、用戶單位信息及地理信息。

智能云優勢：

●簡單、方便：代替了 app，不需要安裝任何軟件，不需要擔心版本兼容和更新

的問題，凡是能使用微信的手機，關注我司微信公眾號，不管是 android 系統，

1920

還是 ios 系統都可以使用；

●人性化：代替了短信報警提醒功能；設備報警時能及時地像短信

一

樣通知手機

用戶，及時預警，避免罰單。甚至當環境比較污染，持續報警情況下，默認反復

提醒，時間間隔為 10 分鐘。不需要像短信報警，每次報警都會用戶存入

一

條短

信，然后每次都需要手動刪除短信的繁瑣操作，報警記錄可查；

●功能更強大：如果設備屬于噴淋設備，用戶可遠程控制設備噴淋，提前降塵；

●微信端可以接收反饋意見到公司公眾號管理者。

智能云微信端：掃下方二維碼關注我司公眾號，點

“

我的設備

”

輸入賬號、

密碼，即可查看設備在線實時數據。

智能云操作首頁 智能云操作首頁21

歷史數據界面 選擇查看歷史數據參數界面

近 48 小時歷史數據曲線分析圖 近 30 天平均數據曲線分析圖22

超標報警提示界面 超標監控告警記錄

6.

環境緊急情況預警

普通級別預警：微信公眾號告警危險級別預警：智能電話語音通知

7. 上位機介紹

上位機可實時查看數據、到處歷史監測數據、設定報警閾值。

23十、部分相關案例

（

一

）廣西貴港市漁米之鄉東津大棚基地

蔬菜大棚區監測空氣溫濕度，土壤溫度度

鮮花區監測溫濕度+CO2

24鮮花區照明聯動

（二）深圳市石巖上屋小學科普型智慧農業監測站順利

安裝完畢

25（三）碧桂園集團順德分公司智慧農業監測站監測設備

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