智慧农场控制系统拓扑图-Model

智慧农场系统设计方案智慧农场系统设计方案摘要：随着科技的不断发展，智能化农业已成为农业发展的新趋势。

本文提出了一个智慧农场系统设计方案，通过利用物联网、大数据、人工智能等技术，实现农业生产的自动化、智能化和精细化管理，提高农业生产效率和质量。

一、引言智慧农场系统是利用物联网技术将农业生产中的各种设备、传感器和控制器连接起来，通过数据采集、分析和决策支持系统，实现对农作物种植、施肥、灌溉、病虫害防治等过程的智能化管理。

二、系统组成与功能1. 传感器网络：通过在农田和温室内部分布的传感器，实时采集环境参数如土壤温度、湿度、光照强度等数据，并将数据发送给主控节点。

2. 主控节点：集中管理传感器节点，并与农户或农场经理进行通信，接收命令和发送控制指令。

3. 数据中心：负责存储和分析农场系统采集的大量数据，并提供决策支持系统。

4. 决策支持系统：通过分析农场系统采集的数据，根据作物的需求制定施肥、灌溉等农业生产计划，优化农业生产效率和品质。

5. 控制系统：根据决策支持系统的指令，控制灌溉系统、施肥系统、温室等设备的运行。

三、系统实现技术1. 物联网技术：通过无线传感器网络等技术实现各个设备的互联互通，实现数据的采集、传输和控制。

2. 大数据技术：利用大数据分析方法，对农场系统采集的大量数据进行处理和分析，提取有用信息，优化农业生产决策。

3. 人工智能技术：通过机器学习算法和人工智能模型，建立决策支持系统，实现自动化的农业生产计划制定。

四、系统特点与优势1. 自动化管理：通过传感器网络和智能控制系统，实现农作物的自动化管理，减轻农户的劳动负担。

2. 精确施肥与灌溉：通过数据中心和决策支持系统，对土壤养分和水分进行精准监测和控制，实现施肥和灌溉的精确化，减少浪费和对环境的影响。

3. 预警和智能防治：通过数据分析和人工智能算法，实现农田的病虫害预警和智能防治，提前发现和控制病虫害，保证作物的健康生长。

4. 优化农业生产：通过大数据分析和决策支持系统，优化农业生产计划，提高农业生产效率和品质。

H3C 智慧农业总体框架注：应用层软件由新华三生态合作伙伴提供业务数据链接感知物联网平台云化的计算、存储、网络基础设施控制数据大田种植系统畜禽养殖系统智能灌溉系统生产设施农业生产系统水产养殖系统测土配方系统经营农村电商平台休闲农业系统管理农产品质量溯源系统土地管理系统农机调度系统传统蜂窝网GRPS 、3G 、4G 有线局域网短距无线网ZIGBE 、SUB-1G 、RFIDWiFi低功耗广域网LoRa 、NB-IoT 现场总线RS485、CAN土壤检测有毒气体检测空气检测水质检测物联网终端气象检测采集控制终端RFID 标签/耳标追溯码GPS/ 北斗定位物联网网关场景种植业林业畜牧业渔业服务综合信息服务平台农技推广；专家系统12316应用层网络层感知层平台层感知层：设施农业数据采集终端CO2传感器土壤温湿度传感器光照度传感器土壤EC 值空气温湿度传感器气象站：风速、水位传感器风向、降雨量、气压视频/图片监控土壤PH 值补光设备通风设备灌溉设备遮阳设备杀虫设备水温控制数据中心告警系统种植指导数据统计及分析视频监控智能终端智能控制数据控制终端互联网/专网网关农业业务引擎感知层：大田种植数据采集终端CO2传感器土壤温湿度传感器光照度传感器土壤EC 值空气温湿度传感器气象站：风速、水位传感器风向、降雨量、气压视频/图片监控土壤PH 值灌溉设备杀虫设备水温控制数据中心告警系统种植指导数据统计及分析视频监控智能终端智能控制数据控制终端互联网/专网网关农业业务引擎感知层：大田“四情监测”—墒情主要采集土壤温湿度、光照度、空气温湿度、风速、风向、降雨量等环境参数。

空气温湿度、光照度、土壤温度多路温度传感器感知层：大田“四情监测”—苗情/灾情方案一：通过摄像头定期拍摄的农作物生长图片来判断方案二：通过遥感图片来分析判断方案3：通过遥感图片来分析判断感知层：大田“四情监测”—虫情方案一：通过摄像头定期拍摄的农作物图片来判断方案二：智能虫情监测设备，通过色诱、性诱的方式诱捕虫，并上报图片风机控制灯光控制卷帘控制视频监控水帘控制H3C 农业物联网云平台H3C 农业物联网网关告警系统专家系统数据统计及分析视频监控智能终端控制系统H2S 传感器亮度传感器CO2传感器NH3传感器空气温湿度传感器畜禽养殖物联网◆生产环境监测：监测养殖场内空气温湿度、CO2、有毒气体（NH3、H2S ）等参数。

智慧农业系统云控制系统一．智慧农业系统智慧农业系统包括水肥精准检测控制系统、无源分布式土壤墒情检测系统、数据采集处理中心和云平台数据展示控制系统四个子系统。

系统结构如图视频监控Led大屏显示二．水肥精准检测控制系统水肥精准检测控制系统采用闭环自动控制系统，采用精准传感器，实现对水肥中氮磷钾元素的实时检测，闭环控制水肥配方比。

水肥控制系统包括管道离心泵、过滤器、压力器和比例注肥泵。

泵房结构图如下三．无源物联网土壤墒情检测系统无源分布式土壤墒情检测系统采用太阳能提供能量，物联网信号传输，实现实时、分布式、低成本的土壤肥分精确检测。

土壤墒情传感器收集土壤参数发送到云服务器存储，整个系统采用低功耗、低延迟的蜂窝物联网以及移动物联网平台技术。

系统可以可以采集土壤参数（电导盐度、湿度、温度）、空气参数（湿度、温度、光照）。

系统采用太阳能电池供电（5V太阳能电池），内部装有锂电池备用电池，可以在没有光照或夜间给系统供电，电池电量可以在没有外部任何电源的情况下给系统工作3天。

土壤墒情传感器如图。

1.2.土壤检测性能参数3.系统数据包括三类数据，土壤墒情数据、无人机巡查采集视频数据和水肥系统数据。

所有数据都需要进行存储、分析和处理过程，为工程和科研提供依据。

三类数据分门别类存储到后台数据库中，实时数据处理结果也保存在数据库，后台数据库提供各项数据查询处理功能。

五．云平台数据展示控制系统云平台数据展示控制系统包括人机接口、信息发布系统和控制接口。

人机接口包括手机app操作平台和工控操作平台。

信息发布平台包括led展示平台和数据库查询展示平台。

控制接口包括后台控制平台和现场触摸屏控制平台。

手机app操作平台如图主界面点右上角弹出菜单设备管理界面，可以删除/添加设备添加设备界面，可以扫码添加设备扫描模块铭牌上的条码可以添加设备扫码成功后输入设备描述点确定可添加设备。

智慧养猪管理系统图设计方案智慧养猪管理系统是一种基于互联网和物联网技术的养猪管理解决方案，通过整合养殖场的信息和数据，实现对猪场各项运营活动的智能化监控和管理。

以下是一个智慧养猪管理系统图设计方案：1. 系统架构设计：智慧养猪管理系统采用分布式架构设计，分为前端展示层、业务逻辑层和后端数据存储层。

前端展示层负责呈现系统的用户界面，提供用户操作界面和数据展示功能；业务逻辑层负责处理用户的请求、计算业务逻辑和与后端数据存储层交互；后端数据存储层负责存储养猪场的各项数据。

2. 前端展示层设计：前端展示层包括系统的用户界面和数据展示功能。

用户界面采用响应式设计，适配不同终端设备，方便用户使用。

用户界面包括登录注册页面、养猪场概况展示页面、设备监控页面、养殖数据展示页面等。

数据展示功能包括数据可视化、图表展示、数据查询等，通过各种可视化方式呈现养猪场的各项数据。

3. 业务逻辑层设计：业务逻辑层包括用户管理模块、设备管理模块、数据管理模块和报警管理模块等。

用户管理模块负责管理用户的注册、登录、权限控制和个人信息管理等。

设备管理模块负责管理设备的信息、状态监控和设备维护等。

数据管理模块负责处理养殖场的数据，包括数据采集、存储、处理和分析等。

报警管理模块负责监控设备的异常状态和养殖数据的异常情况，并及时发送报警信息给相关人员。

4. 后端数据存储层设计：后端数据存储层采用分布式数据库存储，以保证数据的安全性和可靠性。

数据包括养猪场的基本信息、设备信息、养殖数据、历史数据等。

各项数据以结构化数据的形式存储，并通过数据索引、数据分片和数据备份等技术手段来提高数据的访问效率和容灾能力。

5. 数据安全和隐私保护：智慧养猪管理系统对数据的安全性和隐私保护非常重视。

系统对用户数据进行加密传输和存储，采用用户认证、权限控制和日志记录等措施来防止非法访问和数据泄漏。

同时，系统也遵守相关的数据隐私保护法规和标准，保护用户的隐私权益。

天气设置
商城设置
微信配置
客服
配送设置
种植状态
周期配送
增值服务
巡检
认养周期
生长周期
配送方式
虚拟销量
支付
退款
售后
积分
分销
虚拟销量
等级规则
分销分销商等级
订单列表
提现管理
活动
积分商城
限时秒杀
商户列表
入驻审核
多商户
审核中心
商户提现
诚信等级
账单记录
交易记录
保证金
APP
H5
30倍球机摄像头+4G版
5倍变焦球机监控
实时监控
坤典枪机摄像头+WIFI版
土壤温湿度传感器
无线温湿度传感器
光照度传感器
土壤温湿度二合一
传感器
土壤温湿度电导率三合一
太阳能LORA无线土壤温湿度
监控立杆76mm/3.5M。

NITE智慧农业实训系统作者：admin 发布时间：2015/03/26 浏览次数：191一、系统介绍NITE智慧农业实训系统以农业大棚模型为载体，能够对影响农作物生长的环境传感数据实时监测，同时根据环境参数阈值设置实现对现场电气设备的自动化控制，如风扇、加湿器、除湿器、空调、照明设备、灌溉设备等，并支持远程控制。

常用环境监测传感器包括空气温湿度、土壤温湿度、环境光照等传感器。

亦可支持无缝扩展无线传感器节点，如大气压力、水位监测、CO2、烟雾、红外人体感应等传感器。

根据常见农作物种植经验对系统关键值的设定进行判别，当某种数据偏离设定值时，大棚会自动做出反应（如温度偏低时则打开供暖设施；温度偏高时则开门通风；水量不足时则自动打开喷淋装置等)。

通过更加精细和动态的监控方式对农作物进行管理，更好地感知农作物的生长环境，通过智能控制提高资源利用率和生产力水平。

智慧农业实训系统可以作为学校进行智能农业实训的教学工具，大棚模型内配置了完整的传感器设备及模拟农业喷灌、光照、排风设施等。

硬件主要包括服务器、物联网网关、各种传感器、各种控制设备、摄像头以及其它网络设备等。

二、系统结构智慧农业实训系统采用完整的物联网技术架构，即感知层、传输层和应用层，前端采用智能传感器控制节点采集各种数据并控制各种被控对象，传输层通过ZIGBEE、WIFI、3G网络接入智能网关，将各种数据传输至云端服务器进行数据处理并反馈给控制器。

系统包含了智能视频服务、Niagara智能中间件和云计算中心等平台，软硬件设计资源可开放供教学科研使用。

系统使用了带通信模块的各类传感器、自动加温控制器、电动卷帘、电动开窗控制器、喷淋控制器、排风控制器、红外监控摄像头等设备以及支持各类通信协议的嵌入式网关。

系统拓扑结构图智慧农业实训系统软件结构图农业大棚界面三、系统功能子模块智慧农业实训系统是基于B/S结构，主要包括以下功能模块：空气温湿度光照采集、土壤温湿度采集、CO2浓度采集、实时曲线、历史数据存储、参量超阈值预警、风速风向采集、远程视频监控、定时自动截图、安全侦测、温湿度自动控制、土壤温湿度自动控制、光照强度自动控制等。

低功耗智慧农场系统设计与研究摘要:随着物联网技术人工智能技术的高速发展，物联网技术在农业中的应用越来越广泛。

疫情之下，智慧农业的发展有效保障了农村地区和城市地区农业的丰收。

本系统采用软件硬件相结合的方式，构建了一个基于WiFi通信和低功耗路由器的物联网——智慧农场系统。

总体上分为三大模块：前端传感器信息采集和设备控制模块、中间信息传输模块、后端数据展示和分析模块。

信息采集模块采用ESP32C3为核心、多种传感器为辅助的数据采集和发送电路。

中间信息传输模块采用mqtt通信协议和云服务器构成，对传感器信息进行传输。

后端采用python程序接收mqtt服务器发送的数据，并进行展示和分析，接收的数据采用mysql进行存储。

系统总体实现了传感器信息的远程监控和物联网前端设备的远程控制。

关键词:智慧农场 ESP32 mqtt通信0引言当今物联网技术被应用于各个行业领域，其中农业领域中物联网技术的运用越来越普[1-3]。

农业的发展在物联网技术和人工智能技术的推动下，产量一天比一天高，成本一天比一天低，效率和收益都在逐步提高。

大疫之下，保障民众生活所需，保障粮食供给，就变得格外重要。

智能化农业充分发挥现代化的物联网科技，服务于农业体系，提高农业生产效率和农产品质量的提高[4-6]。

物联网科技变得越来越成熟和稳定，农业生产的各个环节都能够使用到先进的生产科技来简化生产中的各种复杂的流程，方便人员进行生产监督和管理工作；农产品的播种生长收获通过远程传感器的精密监测，实现了农产品的精准培养，降低了农业人员生产的复杂程度，产量随之得到提高；智慧农业中加入了人工智能的元素，对农场的基本管理实现了自动化和智能化，降低了农场的运营和维护成本，增强了农作物的价格竞争力，促进了农业经济的发展；智慧农场通过互联网技术建立了顾客和农民的紧密连接，为生产者和消费者搭建了良好的环境。

1系统概述低功耗的物联网智慧农场系统主要实现了低成本低功耗下农作物生长环境的远程监测和控制，包括CO2浓度、温度、土壤湿度、土壤营养液浓度、土壤PH值等重要生长指标，保障农作物的生长环境，科学有效的增加农作物的质量和产量[7-9]。