在現有的耕地、草場、林木等土地、山地上,按照需求布置相應測量點,對區域內不同深度的土壤溫度、土壤水分等關係到植物、作物、林木等長勢相關的信息數據進行測量和采集,並進行數據的積累和挖掘,可以實現對每個地區、地塊的布局,如:什麼樣的田適合種植什麼樣的作物,什麼樣的山地適合種植什麼樣的樹木。同時,還可以實現節水、節能、提高單產和成活率,最終達到增收的目的。
2 、特點
① 實現對地麵溫度、濕度、光照、雨量、風速、風向、氣壓等信息的采集;
② 實現對地下或水下土壤溫度、土壤水分、氮磷鉀、水位、溶氧、 PH 值的信息采集;
③ 具有 3G 無線通訊功能, ZigBee 網絡覆蓋麵積廣,采集數據方便;
④ 電池、太陽能、市電等多種供電方式,布置監測點不受電源限製;
⑤ 高可靠、寬溫度工作範圍和室外防護設計,滿足野外室外環境部署;
⑥ 智能化管理軟件,可反應每個終端盒監測點工作狀態,省去維護煩惱;
1 、概述
本(ben)實(shi)例(li)為(wei)黑(hei)龍(long)江(jiang)省(sheng)農(nong)場(chang)大(da)田(tian)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)。此(ci)大(da)田(tian)的(de)主(zhu)要(yao)作(zuo)物(wu)是(shi)水(shui)稻(dao),此(ci)項(xiang)目(mu)通(tong)過(guo)物(wu)聯(lian)網(wang)網(wang)關(guan),獲(huo)取(qu)相(xiang)應(ying)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)環(huan)境(jing)值(zhi),監(jian)測(ce)大(da)田(tian)的(de)空(kong)氣(qi)溫(wen)濕(shi)度(du)、土壤溫度、照度以及風速、風(feng)向(xiang)等(deng),運(yun)用(yong)攝(she)像(xiang)頭(tou)觀(guan)察(cha)大(da)田(tian)作(zuo)物(wu)生(sheng)長(chang)狀(zhuang)況(kuang),無(wu)線(xian)遙(yao)控(kong)大(da)田(tian)機(ji)械(xie)設(she)備(bei)。主(zhu)要(yao)目(mu)的(de)是(shi)長(chang)時(shi)間(jian)監(jian)測(ce)這(zhe)些(xie)環(huan)境(jing)值(zhi),通(tong)過(guo)數(shu)據(ju)作(zuo)出(chu)具(ju)體(ti)的(de)種(zhong)植(zhi)方(fang)案(an)和(he)農(nong)場(chang)土(tu)地(di)現(xian)代(dai)化(hua)方(fang)案(an),實(shi)現(xian)增(zeng)產(chan)增(zeng)收(shou)。
2 、現場環境
農場為開闊大田,水稻為主要種植作物,大田相對空曠,行人稀少,幹擾源少,有利於 ZigBee 無線網通訊。但是大田 AC 220V 電源稀少,隻有在大田中心處有一處外供電,其他位置無供電。
3 、主要設備
① KL-H1100 物聯網網關 1 隻
② JZH-013-D 溫度、濕度、照度、土壤溫度無線傳感器 2 隻
③ JZH-011-D 溫度、濕度、土壤溫度無線傳感器 8 隻
④ JQYB-A 大氣壓力變送器 1 隻
⑤ JZH-314 無線采集模塊 1 隻
⑥ 風速傳感器 1 隻
⑦ 風向傳感器 1 隻
⑧ 簡易雨量傳感器 1 隻
⑨ 環境防護箱 若幹隻
注: JZH-013-D 、 JZH-011-D 為節點型無線傳感器。
4 、布點方案
① 將 KL-H1100 物聯網網關作為主站放在有 AC 220V 電源供電處。
② 將 JZH-314 采集模塊和大氣壓力變送器、風速傳感器、風向傳感器、簡易雨量傳感器組成小型氣象站,放到主站附近。
③ 將 JZH-011-D 和 JZH-013-D 分別以基站為中心輻射開來,距離主站 < 400 米 ,如需放到更遠的地方,則需要中間加入太陽能供電的路由型傳感器。
注:需要把傳感器以及網關放在防護箱中。
5 、硬件安裝方案
① 將放有 KL-H1100 物聯網網關的防護箱掛在高處,易於接受傳感器信號。
② 傳感器防護箱需要掛到立杆上,或者自己做三腳架支撐防護箱。
③ 可在整塊大田中加入路由型傳感器,增強網絡穩定性和傳輸距離。
注:由於大田地麵較軟,在沒有立杆的情況下,建議客戶用三腳架。
6 、設備的防護
在實際應用當中,由於網關和傳感器不是完全密封的,因此,需要防護箱來保護設備。
①防護箱的製作
防fang護hu箱xiang的de大da小xiao可ke根gen據ju設she備bei大da小xiao來lai決jue定ding,如ru果guo一yi個ge防fang護hu箱xiang隻zhi需xu要yao保bao護hu一yi隻zhi傳chuan感gan器qi,箱xiang子zi可ke以yi適shi當dang選xuan擇ze小xiao一yi點dian,如ru果guo在zai一yi個ge監jian控kong點dian需xu要yao多duo隻zhi傳chuan感gan器qi,箱xiang體ti可ke以yi適shi當dang的de放fang大da。網wang關guan和he傳chuan感gan器qi背bei部bu都dou有you兩liang個ge葫hu蘆lu孔kong,可ke用yong來lai懸xuan掛gua在zai立li體ti壁bi上shang,所suo以yi需xu要yao在zai箱xiang體ti內nei部bu安an裝zhuang 2 個固定懸掛點,完成設備的懸掛。由於箱體中影響信號的傳輸,因此需要用天線延長線將天線引到箱體外部,來解決信號的傳輸問題。
②天線延長線的規格要求
天線延長線采用 2.4G 饋線,延長線距離不大於 20 厘米 ,接頭為 SAM 轉 SMAKY 銅質接頭。
③箱體中傳感器為 JZH-0 係列傳感器,也可將箱中傳感器換為網關,也可以在箱體中放兩隻設備。
7 、ZigBee 組網
詳見 KL-H1100 物聯網網關說明書。
① 網關登陸
首先用交叉網線使網關和 PC 機直連,打開網頁輸入 IP192.168.0.222 , 進入網關的 web 配置頁麵,進入網關配置頁。
登錄頁麵:用戶名: admin 密碼: admin
② 設置網絡參數(時間)
③設置網關網絡頻點和網絡 ID
網絡頻點為“ 0x04 ”、“ 0x09 ”、“ 0x0E ”、“ 0x0F ”時網絡狀況最好,幹擾源最少。此網絡頻點和網絡 ID 設置為“ 0x09 ”和 “ 0x0020 ”。
④ 設置傳感器網絡頻點和網絡 ID
用手操器設置傳感器網絡頻點和網絡 ID, 分別為 0x09 和 0x0020 ,詳細設置步驟見“ JZH-PZQ ZigBee 網絡配置器使用說明書”。
⑤ 傳感器入網
在新節點列表裏查看傳感器,並進行入網配置。
在節點映射表中,設置傳感器的設備地址(各隻傳感器不能重複),設備名稱為客戶自定義,掉線時間為傳感器主動上報時間的兩到三倍,例如,傳感器主動上報時間為 60 秒,網關掉線時間可設置為 180 秒。傳感器主動上報時間設置見傳感器說明書。
不斷重複上述步驟,直到所有傳感器入網。
ZigBee 網絡配置完畢,回到 ZigBee 網絡參數頁,保存 ZigBee 網絡
可以在節點數據顯示頁查看傳感器的監控值。
⑥ 網關服務模式及 3G 參數設置
因為在大田不方便建造機房、拉網線,所以網關服務以 3G 無線為主。 3G 上網卡為電信 EC122 上網卡。工作模式為服務器模式, 3G 上網通過綁定域名,用域名來實現網絡訪問。
3G 接入:
添加域名:
服務器模式:
8 、布點微調
如(ru)果(guo)出(chu)現(xian)有(you)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)沒(mei)有(you)上(shang)報(bao)數(shu)據(ju),可(ke)對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)位(wei)置(zhi)進(jin)行(xing)調(tiao)整(zheng),將(jiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)位(wei)置(zhi)拉(la)近(jin),如(ru)果(guo)還(hai)不(bu)能(neng)上(shang)報(bao)數(shu)據(ju),可(ke)增(zeng)加(jia)路(lu)由(you)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi),來(lai)增(zeng)大(da)傳(chuan)輸(shu)距(ju)離(li)。
9 、軟件監控
① 用戶可基於 Modbus TCP 通訊協議開發上位機軟件。
② 用戶可基於數據庫的二次開發來編寫上位機軟件。