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温室大棚物联网解决方案
一、方案概述
本方案通过物联网技术实现温室环境的智能化监测与控制，解决传统农业依赖经验判断导致的资源浪费和产量不稳定问题。系统采用传感器网络、无线通信和云计算技术，构建“感知-传输-分析-控制”闭环，提升作物品质与生产效率，同时降低人力成本。
智慧大棚是基于物联网、云计算、大数据分析等系统技术，通过各种传感设备对空气温湿度、土壤温湿度、土壤水分、二氧化碳含量、光照强度等数据进行监测，利用以太网、4G、WIFI的网络信号传输采集到的数据到智慧大棚物联网管理平台，从而实现手机或电脑端查看大棚内各种数据变化与现场监控，实现宏观调控。以下为基于LoRaWAN的温室大棚物联网解决方案，涵盖环境监测、智能控制及数据分析全流程，专为农业温室场景优化设计：
| 传感器类型 | 监测参数 | 技术规格 | 部署密度 |
|---|---|---|---|
| 空气温湿度 | 温度（-20℃~60℃±0.5℃） 湿度（0~100%RH±3%） |
防结露涂层 | 每200㎡ 1节点 |
| 光照强度 | 0~200klux（±5%） | 硅光电池+滤光片 | 每跨区1节点 |
| 土壤墒情 | 水分（0~100%±2%） EC值（0-5ms/cm） |
陶瓷头抗腐蚀设计 | 每种植区3节点 |
| CO₂浓度 | 0~5000ppm（±50ppm） | NDIR红外原理 | 每500㎡ 1节点 |
二、系统架构与核心模块
1. 感知层（环境数据采集）
传感器类型与部署：
空气温湿度传感器：监测范围-20℃~60℃（精度±0.5℃），湿度0~100%RH（精度±3%），每200㎡部署1节点，防结露设计。
土壤墒情传感器：检测水分（0~100%±2%）、EC值（0-5ms/cm），陶瓷头抗腐蚀，每种植区3节点。
光照强度传感器：量程0~200klux（精度±5%），硅光电池+滤光片，每跨区1节点。
CO₂浓度传感器：范围0~5000ppm（精度±50ppm），NDIR红外原理，每500㎡1节点。
扩展传感器：可选氨气、风速风向等，适配多作物需求。
2. 传输层（无线通信）
技术选择：LoRaWAN®无线通信，工作频段CN470（中国区），发射功率20dBm（自适应调节），电池寿命2年（AA锂电，10分钟上报1次）。
网关部署：推荐8通道接收网关（如DM7201），支持多传感器接入，确保数据实时上传。
3. 平台层（数据处理与应用）
云平台：
数据整合：通过蜂窝智慧云平台或阿里云IoT聚合传感器数据，支持手机/PC端实时查看。
智能分析：利用大数据分析环境参数，生成可视化曲线图，对比预设阈值自动预警。
远程控制：用户可通过平台远程调控风机、遮阳帘、灌溉系统等设备。
本地控制：智能控制柜（Linux系统）支持触摸屏操作，实现设备联动控制（如定时执行、传感器联动）。
4. 控制层（执行设备）
设备联动：
环境调控：根据温湿度数据自动启闭湿帘风机、加温补光设备。
水肥管理：水肥一体化系统结合土壤传感器，精准灌溉施肥，减少浪费。
智能决策：基于历史数据预测病虫害风险，提前调整环境参数。
三、核心功能
实时监测：24小时采集空气/土壤参数，数据图形化展示，支持历史查询。
自动控制：阈值触发执行（如CO₂超标时启动通风），减少人工干预。
能源优化：监测能耗数据，动态调节设备运行，降低资源消耗。
视频监控：集成高清摄像头，远程查看作物生长与物资管理。
多端接入：APP支持告警推送、自动更新，提升管理便捷性。
四、实施建议
硬件选型：传感器优先IP65防护+防紫外线外壳，网关适配LoRaWAN®。
成本估算（5亩温室示例）：
传感器节点：3600元（18个×200元）
网关：2500元
云平台年费：800元
总计：6900元（符合《NY/T 3213-2018》标准）。
扩展性：兼容卷膜机、补光灯等现有设备，支持老旧大棚改造。
五、预期效益
效率提升：自动化管理减少30%人力投入，作物产量提高20%。
资源节约：水肥利用率优化，降低能源损耗。
可持续性：精准环境控制促进生态种植，支持碳中和目标。
