基于4G DTU的农业温室大棚环境远程监测监控控制系统

【前言】：

近年来，农业温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵，不适合国情。

针对目前农业大棚发展的趋势，提出了一种大棚远程监控系统的设计。根据大棚监控的特殊性，需要传输大棚现场参数给管理者，并把管理者的命令下发到现场执行设备，同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。基于4G的农业大棚环境远程监控系统使这些成为可能。

【系统介绍】：

农业大棚环境远程监控系统由前端部分来完成对环境监测因子的含量的监测与汇总、转换、传输等工作，监测因子包括温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数，这些监测因子由数据采集终端使用不同的方法进行测量获得一个非常准确的测量数据，此结果通过数据处理转换后经由4G网络向在线监测数据平台传输数据，在线监测数据传输平台来实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等任务，当温湿度超过设定值的时候，自动开启或者关闭指定设备。整个系统可达到:安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效的将真实的水产养殖环境信息展现在管理人员的面前。

农业大棚环境远程监控系统由三大部分：数据中心、大棚监控点、用户手机。

1、数据中心：主要由PC机和上位机软件构成，它实现对数据的接收、存储、显示、数据请求以及曲线显示、报表打印输出等信息管理工作和进行特殊情况的监控中心预警以及通过客户端软件方便地访问实时和历史数据。

2、大棚监控点：实时将现场的水温、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亚硝酸盐、ph等数据采集到4G无线数据采集终端内，根据实时数据实现采集点现场的自动报警，防止事故的发生。（并预留监控点的控制接口）

3、用户手机：通过智能手机访问数据中心采集现场实时数据或发送采集指令到数据采集终端采集现场实时数据。

【系统框图】：

【主要功能】：

◆ 可在线实时24小时连续的采集和记录监测点位的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境各项参数情况，以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录存储监测信息，监测点位可扩充多达上千个点。

◆ 可设定各监控点位的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等报警限值，当出现被监控点位数据异常时可自动发出报警信号，报警方式包括：现场多媒体声光报警、网络客户端报警、电话语音报警、手机短信息报警等。上传报警信息并进行本地及远程监测，系统可在不同的时刻通知不同的值班人员。

◆ 数据中心软件采用标准windows 98/2000/XP全中文图形界面，实时显示、记录各监测点的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等曲线变化，统计温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境数据的历史数据、最大值、最小值及平均值，累积数据，报警画面。

◆ 监控主机端利用监控软件可随时打印每时刻的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境数据及运行报告。

◆ 强大的数据处理与通讯能力，采用计算机网络通讯技术，局域网内的任何一台电脑都可以访问监控电脑，在线查看监控点位的温湿度变化情况，实现远程监测。系统不但能够在值班室监测，领导在自己办公室和智能手机都可以非常方便地观看和监控。

◆ 系统可扩充多种记录数据分析处理软件，能进行绘制棒图、饼图，进行曲线拟合等处理，可按TEXT格式输出，也能进入EXCEL电子表格等office的软件进行数据处理。

◆ 系统设计时预留有接口，可随时增加减硬软件设备，系统只要做少量的改动即可，可以在很短的时间内完成。可根据政策和法规的改变随时增加新的内容。

【主要特点】：

◆ 农业大棚基地基本位于偏远地区，因此采用覆盖广泛的4G网络高信号捕捉，必要是采用高增益天线，可确保网络的正常运行。

◆ 一体化设计，终端内置大容量存储芯片，即使出现网络故障，也可保证数据永不丢失。

◆ 可扩充性，支持主站设备、采集终端、传感器等规模数量的平滑增加，无需修改应用程序。

◆ 易维护性，系统可对远程数据采集终端执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置，远程控制、远程数据抄收、远程终端复位、远程终端软件升级等。

◆ 操作简易性：系统软件功能完善，模块化、图形化设计，全过程全中文帮助，操作简单方便。

◆ 性价比高，该系统专为大棚远程环境监控量身定制，充分考虑到农业大棚环境各个环节的业务需求，性价比很高。

【适用范围】：

农业、园艺、畜牧业等领域。

食品、电子生产车间、药房、冰箱、冷库、库房、机房、实验室、工业暖通、图书馆、档案室、博物馆、孵房、温室大棚、烟草、粮库、医院等需要环境监测领域。