智慧農(nóng)業(yè)無線灌溉解決方案
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一、方案背景
1、背景概述
中國作為農(nóng)業(yè)大國，每年農(nóng)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(jié)水先進國家70％~80％的高利用率相比差距明顯。
灌溉是重要的農(nóng)業(yè)種植管理模式，合理的灌溉能夠幫助作物生長補充所需水分，能夠促進作物的健康生長，從而實現(xiàn)增產(chǎn)提質(zhì)的效果。不過，長期以來，許多農(nóng)戶都以自身經(jīng)驗為參考，開展的農(nóng)業(yè)灌溉十分盲目。
2、傳統(tǒng)灌溉的不足
（1）所有的灌溉方式都有一個共同的缺點就是需要大量灌溉水，但水的利用率卻非常低。
（2）傳統(tǒng)灌溉勞動量大，對地勢的要求高。如果灌溉不及時、不均勻會嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長和產(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(zhǔn)確的把握土壤水分的多少，這導(dǎo)致了不同程度上的灌溉不均勻。+
二、方案簡介
1、方案概述
為了避免水資源的浪費，提高水資源利用率。建大仁科憑借著豐富的行業(yè)經(jīng)驗和專業(yè)技術(shù)，自主研發(fā)出一套新型智慧農(nóng)業(yè)無線灌溉解決方案，該方案運用了基于擴頻通信的超遠距離、低功耗LORA無線傳輸技術(shù)，對農(nóng)業(yè)中環(huán)境溫度、濕度、光照強度、土壤墑情等參數(shù)進行實時監(jiān)控，分析處理傳感器數(shù)據(jù)信息。達到所設(shè)閾值或人為干預(yù)操作，作為灌溉設(shè)備運行的控制條件，實現(xiàn)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題。
2、仁科方案優(yōu)勢
（1）內(nèi)置電池，續(xù)航兩年
（2）電磁閥秒開秒關(guān)
（3）無線LORA組網(wǎng)，3KM傳輸，無需現(xiàn)場布線
（4）多種控制模式：遠程手動、自動、定時
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(shù)據(jù)采集器、LORA網(wǎng)關(guān)、LORA閥門控制器、農(nóng)業(yè)四情測報平臺組成。通過LORA無線傳輸技術(shù)將采集到的農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)通過LORA網(wǎng)關(guān)以4G/以太網(wǎng)/RS485方式上傳到農(nóng)業(yè)四情測報平臺上，進行實時數(shù)據(jù)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。產(chǎn)品采用公司獨有的LORA無線通信協(xié)議，通信上即避免了信號傳輸過程中測點之間的相互干擾，又避免了傳統(tǒng)無線設(shè)備通信傳輸距離過短、穿透性不足、功耗高的問題。
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(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測并通過 LORA 無線通信方式上傳；
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。產(chǎn)品采用公司獨有的LORA無線通信協(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)，可長期埋入土壤中，耐長期電解，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(yīng)速度快、互換性好，探針插入式設(shè)計保證測量精確，性能可靠；
l 可對自身的電量、信號、數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測并通過 LORA 無線通信方式上傳；
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。產(chǎn)品采用公司獨有的LORA無線通信協(xié)議。配置高精度感光芯片，輸出數(shù)值計量單位為Lux，量程范圍0~20萬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(yīng)速度快、互換性好；
l 可對自身的電量、信號、數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測并通過 LORA 無線通信方式上傳；
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(shù)據(jù)采集器
型號：RS-485-LORA-2
LORA無線數(shù)據(jù)采集器是一款基于 LORA 無線擴頻通信技術(shù)的工業(yè)級數(shù)據(jù)采集器，可通過485 總線可將我司所有的 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(shè)備，并將數(shù)據(jù)實時上傳至LORA網(wǎng)關(guān)，由LORA網(wǎng)關(guān)上傳至我司提供的免費農(nóng)業(yè)四情測報平臺（farm.0531yun.cn）或者客戶自己的服務(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(shè)備，支持我司所有類型的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(shè)備支持 NFC 近場通訊技術(shù)，可通過手機配置軟件“碰一碰 NFC 配置”進行配置和讀取實時值，方便快捷；
l 連接LORA網(wǎng)關(guān)后可通過我司農(nóng)業(yè)四情平臺遠程監(jiān)測實時數(shù)據(jù)；
l 可對自身的信號，實時數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測并通過LORA無線通信方式上傳；
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路無線閥門，進行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(wěn)定性，增加穿透及傳輸能力的同時采用特有加密技術(shù)確保不被監(jiān)聽、控制可靠，杜絕錯誤操作。直流 10~30V 寬電壓供電，現(xiàn)場可采用電源適配器供電或太陽能供電系統(tǒng)供電，可上傳至我司提供的平臺或用戶自己開發(fā)的平臺，具有遠程升級功能，可現(xiàn)場進行功能定制遠程升級。
6、LORA閥門控制器
型號：RS-VPL-LORA-2
LORA閥門控制器是一款低功耗的脈沖閥門控制器。產(chǎn)品使用遠距離，低功耗的技術(shù)LORA。
我司脈沖閥門通過脈沖信號控制灌溉閥門的開關(guān)，灌溉時不需要持續(xù)輸出信號。閥門連接 LORA 閥門控制器與我司 LORA 網(wǎng)關(guān)搭配可對我司提供的脈沖閥門實現(xiàn)基于平臺的遠程手動開關(guān)，閥門定時開啟關(guān)閉，實現(xiàn)關(guān)聯(lián)采集設(shè)備進行自動控制，實現(xiàn)智慧聯(lián)動，精準(zhǔn)灌溉。
l 與我司網(wǎng)關(guān)搭配可實現(xiàn)秒開秒關(guān)閥門；
l 搭配網(wǎng)關(guān)可實現(xiàn)基于我司平臺的遠程手動開關(guān)，自動，定時等模式的設(shè)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，及實時數(shù)據(jù)通過 LORA 無線通信方式上傳；
l 外殼采用 IP65 防護等級，可滿足室外場合使用。
7、農(nóng)業(yè)四情測報平臺
網(wǎng)站：farm.0531yun.cn
農(nóng)業(yè)四情測報平臺是集灌溉、蟲情、苗情、墑情、孢子監(jiān)測于一體的在線監(jiān)控平臺。
該平臺可以通過賬號密碼在不同終端登錄，實現(xiàn)對監(jiān)測點位置、設(shè)備類型的實時監(jiān)測，還可以通過手機、Pad、計算機等信息終端向管理者推送實時監(jiān)測信息、歷史數(shù)據(jù)曲線查看、告警信息，方便工作人員及時維護，提高其的穩(wěn)定性和可靠性。
8、壤博士農(nóng)業(yè)平臺
為方便移動端用戶監(jiān)測數(shù)據(jù)，我司研發(fā)推出“壤博士”農(nóng)業(yè)平臺APP，使用與農(nóng)業(yè)四情測報平臺一致的賬號密碼登錄，即可實時監(jiān)測該賬號下的設(shè)備數(shù)據(jù)，方便用戶隨時隨地查看。
通過手機APP“壤博士”可一鍵控制上萬個設(shè)備，支持設(shè)備故障、異常報警、離線告警、實時數(shù)據(jù)查看、歷史數(shù)據(jù)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、實時監(jiān)測
4、智能控制
5、歷史數(shù)據(jù)查詢
6、超限告警
7、遠程管理
8、賬號分級
五、方案應(yīng)用
該方案廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)大田、溫室大棚、果園菜田、花卉苗圃、城市公園景區(qū)、市政道路綠化、高爾夫球場、園區(qū)綠化等場景，支持定制，根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項目
3、貴州安順現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)智慧灌溉系統(tǒng)
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