基于M2M平臺(tái)的農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化所2011/10/20提綱一、需求分析二、溫室助手介紹三、溫室助手使用四、項(xiàng)目實(shí)施及報(bào)價(jià)五、結(jié)束語1、近年來，溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來極大的便利，得到了迅速的推廣和應(yīng)用。種植環(huán)境中的溫度、濕度、光照度、CO2濃度等環(huán)境因子對(duì)作物的生產(chǎn)有很大的影響。2、傳統(tǒng)的人工控制方式難以達(dá)到科學(xué)合理種植的要求，目前國內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)上述環(huán)境因子自動(dòng)監(jiān)控的系統(tǒng)還不多見，而引進(jìn)國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統(tǒng)價(jià)格昂貴，不適合國情。3、溫室環(huán)境監(jiān)控領(lǐng)域來講，由于各種溫室在地域上分散分布，要總攬現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息和作物生長狀況，或要實(shí)現(xiàn)對(duì)分散在各地的溫室進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，沒有一個(gè)遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是很困難的。4、針對(duì)目前大棚發(fā)展的趨勢(shì)，提出了一種大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。根據(jù)大棚智能監(jiān)控的特殊性，需要傳輸大棚現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)給管理者，并把管理者的命令下發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行設(shè)備，同時(shí)又要使上級(jí)部門可隨時(shí)通過互連網(wǎng)或者手機(jī)信息了解區(qū)域大棚的實(shí)時(shí)狀況。基于GPRS的智能大棚監(jiān)控系統(tǒng)使這些成為可能。一、需求分析1、農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——溫室助手

基于M2M協(xié)議的農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——溫室助手主要用于農(nóng)業(yè)溫室大棚，樓宇監(jiān)控，環(huán)境檢測(cè)等無人職守場(chǎng)合。采用自組網(wǎng)的方式組成網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)通信網(wǎng)關(guān)（MDTU）負(fù)責(zé)管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理和收據(jù)收集工作，并通過GPRS方式將數(shù)據(jù)傳遞到服務(wù)器監(jiān)控軟件，無線溫濕度采集節(jié)點(diǎn)（WSN-TH）采用溫濕度傳感器采集環(huán)境數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)采用220V主供電方式；節(jié)點(diǎn)采用電池供電，采用休眠方式降低自身能耗。根據(jù)實(shí)際需要整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展至2級(jí)深度。同時(shí)，移動(dòng)通信網(wǎng)關(guān)具有多種模擬量和數(shù)字量傳感器接口，可擴(kuò)展諸如光照、CO2濃度等傳感器，以適應(yīng)不同的農(nóng)藝環(huán)境測(cè)量需求。二、農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)TD/GPRS/GSM溫室大棚智能化監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)無線DDN通道用戶手機(jī)監(jiān)控及告警Internet設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及異常告警子系統(tǒng)授權(quán)用戶WEB監(jiān)控系統(tǒng)專家遠(yuǎn)程診斷子系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)營管理系統(tǒng)2、農(nóng)業(yè)溫室大棚智能化監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)大棚監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)MDTU(移動(dòng)通信網(wǎng)關(guān))二、農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)WSN-TH(無線溫濕度采集節(jié)點(diǎn))3、溫室助手-WGA2000組成及特點(diǎn)

系統(tǒng)組成：

MDTU(移動(dòng)通信網(wǎng)關(guān))WSN-TH(無線溫濕度采集節(jié)點(diǎn));M-VIEW監(jiān)控軟件。

系統(tǒng)特點(diǎn)：良好的實(shí)時(shí)響應(yīng)與處理能力、適用于遠(yuǎn)程儀器設(shè)備控制；覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)傳輸速率高、系統(tǒng)傳輸容量大、通信費(fèi)用低；無線覆蓋，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，建設(shè)周期短、建設(shè)成本低。二、溫室助手——WGA20004、MDTU(移動(dòng)通信網(wǎng)關(guān))集成1路溫濕度傳感器；用戶程序：512K字節(jié)；用戶數(shù)據(jù)：96k字節(jié)；支持GPRS通信；支持WSN通信，與WSN-TH組網(wǎng)；支持M2M協(xié)議，支持遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控；可有線擴(kuò)展光照、CO2傳感器；內(nèi)嵌高級(jí)控制算法，滿足先進(jìn)控制需求。

二、溫室助手——WGA2000MDTU5、WSN-TH(無線溫濕度采集節(jié)點(diǎn)

)溫濕度信號(hào)數(shù)據(jù)采集；電池供電，可工作6個(gè)月以上；433MHz無線數(shù)據(jù)通信空中接口；超強(qiáng)低功耗設(shè)計(jì)；棚內(nèi)均采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；節(jié)省布線，降低成本；靈活布局，無處不在。二、溫室助手——WGA2000WSN-TH6、系統(tǒng)選配傳感器光照度傳感器（LIT-G） 本產(chǎn)品采用較高靈敏度的硅藍(lán)光伏探測(cè)器作為傳感器，具有測(cè)量范圍寬，使用方便，便于安裝，傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。CO2濃度傳感器（NDIR-C） 本產(chǎn)品應(yīng)用NDIR技術(shù)測(cè)量空氣中的CO2濃度，可廣泛應(yīng)用于智能溫室、樓宇監(jiān)控、通風(fēng)系統(tǒng)等，具有更低的功耗，信號(hào)輸出更加穩(wěn)定，并且嵌入了自動(dòng)校準(zhǔn)模式，確保長期工作穩(wěn)定性和精確度。二、溫室助手——WGA20001、熟悉溫室助手三、溫室助手使用MDTU(移動(dòng)通信網(wǎng)關(guān))WSN-TH(溫濕度節(jié)點(diǎn))溫室助手正視圖及功能結(jié)構(gòu)圖①GPRS天線②液晶顯示屏③⑦470MHz天線④電源適配器⑤裝配孔⑥⑧溫濕度傳感器2、設(shè)備使用前準(zhǔn)備（1）網(wǎng)關(guān)安裝SIM卡，外部上電即可（2）節(jié)點(diǎn)安裝電池，按下啟動(dòng)開關(guān)三、溫室助手使用

3、網(wǎng)關(guān)屏幕文字提示說明三、溫室助手使用

階段文字提示說明開機(jī)自檢過程系統(tǒng)自檢開始網(wǎng)關(guān)自檢功能部件，用戶可根據(jù)提示信息判斷網(wǎng)關(guān)各部分是否存在異常情況溫濕度傳感器正常（故障）表明網(wǎng)關(guān)自帶溫濕度傳感器狀態(tài)GPRS通信模塊正常（故障）表明網(wǎng)關(guān)GPRS模塊狀態(tài)SIM卡正常（故障）表明網(wǎng)關(guān)SIM卡狀態(tài)無線通信模塊正常（故障）表明網(wǎng)關(guān)無線通信模塊的狀態(tài)；系統(tǒng)自檢結(jié)束網(wǎng)關(guān)自檢后進(jìn)入正常工作狀態(tài)；正常工作過程系統(tǒng)初始化中網(wǎng)關(guān)開始連接后臺(tái)服務(wù)器與服務(wù)器連接成功（失敗）表明網(wǎng)關(guān)是否與后臺(tái)服務(wù)器建立連接本地位置（溫度，濕度）網(wǎng)關(guān)自帶溫濕度傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)位置（溫度，濕度）節(jié)點(diǎn)所在位置的溫濕度測(cè)量數(shù)據(jù)本機(jī)地址：XXXX區(qū)別于其它網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的唯一地址標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)數(shù)目：X本網(wǎng)關(guān)所能容納的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)量GPRS通信良好（斷開）表明當(dāng)前網(wǎng)關(guān)與后臺(tái)服務(wù)器的連接情況信號(hào)強(qiáng)度好（中，弱）表明網(wǎng)關(guān)所處位置的移動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度中國移動(dòng)助力新農(nóng)村信息化建設(shè)宣傳語4、設(shè)備安裝三、溫室助手使用

標(biāo)準(zhǔn)配置的移動(dòng)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)終端系統(tǒng)由網(wǎng)關(guān)和一個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，二者之間通過470MHz無線方式通訊，可靠通訊距離在100米左右。推薦安裝方式如下：網(wǎng)關(guān)與節(jié)點(diǎn)置于溫室內(nèi)欲測(cè)量位置，例如大棚全長60m，可將網(wǎng)關(guān)與節(jié)點(diǎn)分別置于20m和40m處，懸掛于骨架或橫拉的鐵絲繩上，距地面高度均大于1.7米。網(wǎng)關(guān)左右各有一個(gè)安裝孔，使用鐵絲，繩等綁牢后懸掛于適當(dāng)位置；節(jié)點(diǎn)上方（有黑色天線的一端為上）有兩個(gè)安裝孔，可使用鐵絲，繩等懸掛于適當(dāng)位置。考慮到溫濕度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，安裝位置應(yīng)避免陽光直射。5、故障分析三、溫室助手使用

序號(hào)故障現(xiàn)象故障原因解決方法1網(wǎng)關(guān)無法開機(jī)或開機(jī)后無反應(yīng)電源適配器壞未接通交流電源液晶屏損壞確認(rèn)接通220V交流電源檢查電源適配器是否完好如果開機(jī)后聽到蜂鳴器響但液晶屏無顯示，聯(lián)系售后服務(wù)更換新的液晶屏2提示溫濕度傳感器故障網(wǎng)關(guān)傳感器、節(jié)點(diǎn)傳感器接觸不良或損壞將保護(hù)傳感器的塑料帽取下后，重新插拔傳感器接頭聯(lián)系售后服務(wù)更換新的傳感器3提示GPRS通信模塊故障GPRS模塊未正常工作斷電后等待10秒鐘以上重新上電重復(fù)操作三次后仍提示故障，設(shè)備損壞，聯(lián)系售后服務(wù)4提示SIM卡故障SIM卡安裝不正確或未安裝SIM卡損壞斷電后打開網(wǎng)關(guān)鎖緊螺絲，重新安裝SIM卡并保證良好接觸聯(lián)系客戶經(jīng)理更換新的SIM卡5提示無線通信模塊故障無線通信模塊接觸不良無線模塊損壞斷電后打開網(wǎng)關(guān)鎖緊螺絲，重新插拔無線模塊，并保證模塊與天線的可靠連接經(jīng)上步后仍提示故障，設(shè)備損壞，聯(lián)系售后服務(wù)5、故障分析——續(xù)三、溫室助手使用

序號(hào)故障現(xiàn)象故障原因解決方法6提示連接服務(wù)器失敗或APN連接失敗SIM卡未開通正確的業(yè)務(wù)欠費(fèi)聯(lián)系移動(dòng)客戶經(jīng)理，確保SIM卡開通正確的業(yè)務(wù)并無欠費(fèi)聯(lián)系移動(dòng)客戶經(jīng)理，了解后臺(tái)服務(wù)器當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)7提示GPRS通信斷開網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不好SIM卡故障后臺(tái)服務(wù)器故障斷電一段時(shí)間后再次上電觀察在確保自檢中GPRS模塊和SIM卡都正常的前提下，聯(lián)系客戶經(jīng)理詢問原因8提示節(jié)點(diǎn)通信故障網(wǎng)關(guān)與節(jié)點(diǎn)間未正常無線通信檢查節(jié)點(diǎn)電池是否正確安裝檢查節(jié)點(diǎn)開關(guān)是否按下檢查二者的棒狀天線是否旋緊嘗試縮短二者的距離9提示電池電量低節(jié)點(diǎn)電池電量不足為節(jié)點(diǎn)更換新的電池，最好為高質(zhì)量堿性電池目前，該監(jiān)控系統(tǒng)已在遼寧省的大連、鞍山、盤錦、本溪、阜新、朝陽等地市建立應(yīng)用示范棚，極大地提高了我遼寧地區(qū)的農(nóng)業(yè)信息化水平。四、項(xiàng)目實(shí)施及報(bào)價(jià)1、項(xiàng)目實(shí)施四、項(xiàng)目實(shí)施及報(bào)價(jià)四、項(xiàng)目實(shí)施及報(bào)價(jià)2、報(bào)價(jià)序號(hào)類型設(shè)備配置設(shè)備名稱型號(hào)單價(jià)數(shù)量價(jià)格全套合計(jì)基本型標(biāo)準(zhǔn)棚

(100米長)監(jiān)控主機(jī)MDTU（自帶一路溫濕度）7001700900溫濕度傳感器WSN-TH2001200

選配件在基本配置上可選增加一個(gè)溫濕度傳感器WSN-TH2001200

在基本配置上可選增加一個(gè)CO2傳感器NDIR-C8001800

在基本配置上可選增加一個(gè)光照傳感器LIT-G6001600

設(shè)備安裝服務(wù)承諾及費(fèi)用存話費(fèi)贈(zèng)終端，免安裝售后及維保承諾及費(fèi)用免費(fèi)保修期26個(gè)月，郵遞送修四、項(xiàng)目實(shí)施及報(bào)價(jià)中科院沈自所：

融合M2M技術(shù)、信息技術(shù)