智慧農業(yè)無(wú)線(xiàn)灌溉解決方案
發(fā)布人：物聯(lián)小學(xué)生
時(shí)間：2021-09-22
來(lái)源：工程師
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一、方案背景
1、背景概述
中國作為農業(yè)大國，每年農業(yè)用水量約占總用水量的65％。但其灌溉用水的利用率僅40％。與節水先進(jìn)國家70％~80％的高利用率相比差距明顯。
灌溉是重要的農業(yè)種植管理模式，合理的灌溉能夠幫助作物生長(cháng)補充所需水分，能夠促進(jìn)作物的健康生長(cháng)，從而實(shí)現增產(chǎn)提質(zhì)的效果。不過(guò)，長(cháng)期以來(lái)，許多農戶(hù)都以自身經(jīng)驗為參考，開(kāi)展的農業(yè)灌溉十分盲目。
2、傳統灌溉的不足
（1）所有的灌溉方式都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)就是需要大量灌溉水，但水的利用率卻非常低。
（2）傳統灌溉勞動(dòng)量大，對地勢的要求高。如果灌溉不及時(shí)、不均勻會(huì )嚴重影響農作物的生長(cháng)和產(chǎn)量。
（3）灌溉量大和灌水壓力高，灌水不均勻，對土地沖擊大，容易造成土地土壤和肥料的流失。
（4）不能準確的把握土壤水分的多少，這導致了不同程度上的灌溉不均勻。+
二、方案簡(jiǎn)介
1、方案概述
為了避免水資源的浪費，提高水資源利用率。建大仁科憑借著(zhù)豐富的行業(yè)經(jīng)驗和專(zhuān)業(yè)技術(shù)，自主研發(fā)出一套新型智慧農業(yè)無(wú)線(xiàn)灌溉解決方案，該方案運用了基于擴頻通信的超遠距離、低功耗LORA無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，對農業(yè)中環(huán)境溫度、濕度、光照強度、土壤墑情等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，分析處理傳感器數據信息。達到所設閾值或人為干預操作，作為灌溉設備運行的控制條件，實(shí)現智能化灌溉，改變了以往關(guān)于傳輸距離與功耗相矛盾的問(wèn)題。
2、仁科方案優(yōu)勢
（1）內置電池，續航兩年
（2）電磁閥秒開(kāi)秒關(guān)
（3）無(wú)線(xiàn)LORA組網(wǎng)，3KM傳輸，無(wú)需現場(chǎng)布線(xiàn)
（4）多種控制模式：遠程手動(dòng)、自動(dòng)、定時(shí)
3、方案拓撲圖
三、方案組成
該方案由LORA溫濕度采集器、LORA土壤溫濕度采集器、LORA光照度采集器、LORA485數據采集器、LORA網(wǎng)關(guān)、LORA閥門(mén)控制器、農業(yè)四情測報平臺組成。通過(guò)LORA無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)將采集到的農業(yè)環(huán)境數據通過(guò)LORA網(wǎng)關(guān)以4G/以太網(wǎng)/RS485方式上傳到農業(yè)四情測報平臺上，進(jìn)行實(shí)時(shí)數據的查看及控制。
1、LORA溫濕度采集器
型號：RS-WS-LORA-2-*
LORA溫濕度采集器是一款低功耗 LORA 溫濕度測點(diǎn)。產(chǎn)品采用公司獨有的LORA無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議，通信上即避免了信號傳輸過(guò)程中測點(diǎn)之間的相互干擾，又避免了傳統無(wú)線(xiàn)設備通信傳輸距離過(guò)短、穿透性不足、功耗高的問(wèn)題。
l 采用 LORA 擴頻通信技術(shù)，傳輸距離遠，抗干擾能力強，功耗低；
l 高精度溫濕度采集，溫度 ±0.5℃（25℃），濕度 ±3%RH(60%RH,25℃)；
l 可對自身的電量、信號、數據進(jìn)行實(shí)時(shí)監測并通過(guò) LORA 無(wú)線(xiàn)通信方式上傳；
l 電池可更換。通用 3.6V 鋰亞電池；
l IP65 防護等級，可于室外使用。
2、LORA土壤溫濕度采集器
型號：RS-TR-LORA-2-*
LORA土壤溫濕度采集器是一款低功耗 LORA 土壤溫度水分測點(diǎn)。產(chǎn)品采用公司獨有的LORA無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議。其中土壤溫度水分變送器采用特殊處理的不銹鋼材料制作的電極，受土壤含鹽量影響較小，適用于各種土質(zhì)，可長(cháng)期埋入土壤中，耐長(cháng)期電解，耐腐蝕，抽真空灌封，完全防水。
l 采用 LORA 擴頻通信技術(shù)，傳輸距離遠，抗干擾能力強，功耗低；
l 測量精度高，響應速度快、互換性好，探針插入式設計保證測量精確，性能可靠；
l 可對自身的電量、信號、數據進(jìn)行實(shí)時(shí)監測并通過(guò) LORA 無(wú)線(xiàn)通信方式上傳；
l 電池可更換。通用 3.6V 鋰亞電池；
l IP65 防護等級，可于室外使用。
3、LORA光照度采集器
型號：RS-GZ-LORA-2-200000
LORA光照度采集器是一款低功耗 LORA 環(huán)境光照度測點(diǎn)。產(chǎn)品采用公司獨有的LORA無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議。配置高精度感光芯片，輸出數值計量單位為L(cháng)ux，量程范圍0~20萬(wàn)Lux。
l 采用LORA擴頻通信技術(shù)，傳輸距離遠，抗干擾能力強，功耗低；
l 測量精度高，測量范圍廣，響應速度快、互換性好；
l 可對自身的電量、信號、數據進(jìn)行實(shí)時(shí)監測并通過(guò) LORA 無(wú)線(xiàn)通信方式上傳；
l 電池可更換。通用 3.6V 鋰亞電池；
l IP65 防護等級，可于室外使用。
4、LORA485數據采集器
型號：RS-485-LORA-2
LORA無(wú)線(xiàn)數據采集器是一款基于 LORA 無(wú)線(xiàn)擴頻通信技術(shù)的工業(yè)級數據采集器，可通過(guò)485 總線(xiàn)可將我司所有的 RS485 型的變送器（溫濕度、水浸、斷電檢測、煙感等）接入采集器，最多可連接 4 臺 485 型設備，并將數據實(shí)時(shí)上傳至LORA網(wǎng)關(guān)，由LORA網(wǎng)關(guān)上傳至我司提供的免費農業(yè)四情測報平臺（farm.0531yun.cn）或者客戶(hù)自己的服務(wù)器。
l 采用LORA擴頻通信技術(shù)，傳輸距離遠，抗干擾能力強，功耗低；
l 具有 1 路 ModBus-RTU 主站接口，最多可接入 4 臺 485 型設備，支持我司所有類(lèi)型的485型變送器。例如：風(fēng)速、風(fēng)向、空氣質(zhì)量、土壤溫度水分等變送器；
l 設備支持 NFC 近場(chǎng)通訊技術(shù)，可通過(guò)手機配置軟件“碰一碰 NFC 配置”進(jìn)行配置和讀取實(shí)時(shí)值，方便快捷；
l 連接LORA網(wǎng)關(guān)后可通過(guò)我司農業(yè)四情平臺遠程監測實(shí)時(shí)數據；
l 可對自身的信號，實(shí)時(shí)數據進(jìn)行實(shí)時(shí)監測并通過(guò)LORA無(wú)線(xiàn)通信方式上傳；
l 10~30V 寬壓供電；
l IP65 防護等級，可于室外使用。
5、LORA網(wǎng)關(guān)
型號：RS-LG-200-*
LORA網(wǎng)關(guān)可以配對32路采集器和32路無(wú)線(xiàn)閥門(mén)，進(jìn)行3km的傳輸。采用LORA擴頻通信技術(shù)，多信道通信，增強鏈路通訊穩定性，增加穿透及傳輸能力的同時(shí)采用特有加密技術(shù)確保不被監聽(tīng)、控制可靠，杜絕錯誤操作。直流 10~30V 寬電壓供電，現場(chǎng)可采用電源適配器供電或太陽(yáng)能供電系統供電，可上傳至我司提供的平臺或用戶(hù)自己開(kāi)發(fā)的平臺，具有遠程升級功能，可現場(chǎng)進(jìn)行功能定制遠程升級。
6、LORA閥門(mén)控制器
型號：RS-VPL-LORA-2
LORA閥門(mén)控制器是一款低功耗的脈沖閥門(mén)控制器。產(chǎn)品使用遠距離，低功耗的技術(shù)LORA。
我司脈沖閥門(mén)通過(guò)脈沖信號控制灌溉閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，灌溉時(shí)不需要持續輸出信號。閥門(mén)連接 LORA 閥門(mén)控制器與我司 LORA 網(wǎng)關(guān)搭配可對我司提供的脈沖閥門(mén)實(shí)現基于平臺的遠程手動(dòng)開(kāi)關(guān)，閥門(mén)定時(shí)開(kāi)啟關(guān)閉，實(shí)現關(guān)聯(lián)采集設備進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現智慧聯(lián)動(dòng)，精準灌溉。
l 與我司網(wǎng)關(guān)搭配可實(shí)現秒開(kāi)秒關(guān)閥門(mén)；
l 搭配網(wǎng)關(guān)可實(shí)現基于我司平臺的遠程手動(dòng)開(kāi)關(guān)，自動(dòng)，定時(shí)等模式的設定；
l 通信距離最遠可達視距 3000 米；
l 供電方面選擇3.6V 鋰亞電池即插即用，電池可更換，使用19000mah鋰亞電池每天控制 3-4 次，可使用 3-4 年；
l 對自身的電量，信號，及實(shí)時(shí)數據通過(guò) LORA 無(wú)線(xiàn)通信方式上傳；
l 外殼采用 IP65 防護等級，可滿(mǎn)足室外場(chǎng)合使用。
7、農業(yè)四情測報平臺
網(wǎng)站：farm.0531yun.cn
農業(yè)四情測報平臺是集灌溉、蟲(chóng)情、苗情、墑情、孢子監測于一體的在線(xiàn)監控平臺。
該平臺可以通過(guò)賬號密碼在不同終端登錄，實(shí)現對監測點(diǎn)位置、設備類(lèi)型的實(shí)時(shí)監測，還可以通過(guò)手機、Pad、計算機等信息終端向管理者推送實(shí)時(shí)監測信息、歷史數據曲線(xiàn)查看、告警信息，方便工作人員及時(shí)維護，提高其的穩定性和可靠性。
8、壤博士農業(yè)平臺
為方便移動(dòng)端用戶(hù)監測數據，我司研發(fā)推出“壤博士”農業(yè)平臺APP，使用與農業(yè)四情測報平臺一致的賬號密碼登錄，即可實(shí)時(shí)監測該賬號下的設備數據，方便用戶(hù)隨時(shí)隨地查看。
通過(guò)手機APP“壤博士”可一鍵控制上萬(wàn)個(gè)設備，支持設備故障、異常報警、離線(xiàn)告警、實(shí)時(shí)數據查看、歷史數據查看等功能，功能強大。
四、方案功能
1、大屏可視化
2、電子地圖
3、實(shí)時(shí)監測
4、智能控制
5、歷史數據查詢(xún)
6、超限告警
7、遠程管理
8、賬號分級
五、方案應用
該方案廣泛應用于農業(yè)大田、溫室大棚、果園菜田、花卉苗圃、城市公園景區、市政道路綠化、高爾夫球場(chǎng)、園區綠化等場(chǎng)景，支持定制，根據不同項目需求定制所需解決方案。
六、方案案例
1、武漢花卉苗圃基地噴灌項目
2、陜西西安高標準農田建設項目
3、貴州安順現代農業(yè)園區智慧灌溉系統
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