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1、农业示范园智能农业解决方案系统集成有限公司目 录1前言41.1项目背景41.1.1物联网发展趋势41.1.2农业科技化发展趋势41.1.3视频业务发展趋势51.1.4智能控制业务发展趋势61.2项目需求分析61.3项目建设目标71.4项目效益分析82方案概述102.1工程总体架构102.1.1功能逻辑架构102.1.2IT分层架构102.1.3网络拓扑架构112.2系统功能阐述123温室远程监控系统133.1系统概述133.2需求分析133.3方案内容143.3.1系统总体架构143.3.2传感器及参数153.3.3信息处理模块173.3.4数据传输模块和网络环境203.3.5控制设备223.
2、4方案特色234全球眼视频监控系统254.1需求分析254.2系统构成254.2.1前端摄像机254.2.2传输设备264.2.3监管中心264.2.4用户系统274.3实施方案285智能农业管理平台305.1管理平台介绍305.2平台遵循的规范和标准305.3平台功能介绍335.3.1WEB展示层功能335.3.2应用程序层功能355.3.3M2M协议流和控制功能365.3.4设备控制功能376项目实施和管理方法386.1项目管理模式386.2项目组织实施管理406.2.1项目沟通管理406.2.2项目实施方式416.2.3项目人力资源规划41附件一：项目推进计划411.项目总体实施计划41
3、2.农业管理平台开发计划43附件二：项目清单和预算451 前言1.1 项目背景1.1.1 物联网发展趋势2009年8月7日下午，国务院总理温家宝来到中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察。传感网是一个全新的技术领域，实现了物与物的互联而被称作“物联网”。当前，世界不少发达国家加大这方面投入，研究开发新技术，力图占据领先位置。我国也将这项技术发展列入国家中长期科技发展规划。温家宝提出，至少三件事情可以尽快去做：一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。2009年，物联网这个概念被真正摆在各
4、国发展战略规划中，无论是奥巴马对“智慧地球”的积极回应，还是温家宝在无锡视察中科院物联网技术研发中心时指出，要尽快突破核心技术，都说明物联网已经引起了世界大国领导人的重视。同时作为继计算机和互联网之后世界信息产业的第三次浪潮，未来物联网的发展进入加速阶段也是值得期待的。物联网是与互联网相对应的一个概念。互联网是通过网络信息，将计算机联接起来实现彼此之间的交流和信息共享。它只是一个虚拟的世界，只能被动地知道或者看到一些信息，无法改变真实世界中的物体。但是物联网可以突破这一瓶颈，它能够通过现有网络实现世界各地真实物品或机械设备的远程控制和自动化之间的信息交流。物联网的推出将提高现有机械设备运行的安
5、全性和有效性，进而提高人们工作的效率以及生活品质。1.1.2 农业科技化发展趋势目前无线电技术在农业中的应用较少，且一般只是基站星型拓扑结构的应用，并不是真正意义上的无线传感器网络。农业一般应用是将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将有可能逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。国际上传感网络技术在农业中的应用虽不普及，但在诸多国家有不乏应用的亮点。在国内，由于资金和技术的双重因素，应用更为稀少。目前农业方面的传感技术应用
6、主要在一些高校和研究所的试验田，及个别珍惜种苗培育基地。而且传感数据相对单一（比如只是对温度和湿度进行采集），且对获取的数据还需进行手工统计和分析，缺乏智能化的数据管理和分析平台，更未做到灾害预警和应对联动。而建设集传感、存储、分析、联动与一体的智能农业系统，才真正解决农业现代化的需求，是目前国内外农业应用的发展趋势，这样的“感知农业”才能充分发挥经济和社会效益。随着中央十七届三中全会将规模农业和设施农业列入重点扶持对象，以及国家在近两年出台的一系列推进下一代互联网技术应用发展和电子信息产业振兴的激励政策，启动和发展有关下一代互联网与现代农业科研、生产示范融合应用的时机已成熟。市坚持把实施十大
7、强农惠农工程作为贯彻落实十七届三中全会精神、深化推动农村改革发展的有力举措、实际行动，决心加强农业科技服务创新，向依靠科技促发展转变；加强农产品质量建设，向质量数量并重转变。县是的农业大县，水土肥沃，气候分明，非常适合高附加值农业（如种业、经济作物、花卉）经济的发展。传感网技术在农业中的应用，可以通过信息化和农业结合的手段，做大作物育种、生长、繁殖的精确化管理，提高产量和质量。基于智能大棚项目的推广，可以促进优化配置各种生产要素，实现规模化经营、集约化发展，积极培育发展区域优势产业和特色产业，充分挖掘农业增效对农民增收的贡献潜力。1.1.3 视频业务发展趋势近年来，中国视频监控市场受到“平安城
8、市”项目、奥运安防项目以及各地、各行业安防项目需求加速增长等因素的强劲刺激和拉动，取得了快速的发展。不仅行业客户对监控类产品需求增加，在个人用户市场，特别是家庭安全领域的需求也逐渐清晰。从接入方式上来说，视频监控可以和移动接入相互结合，通过手机实现视频监控。视频监控整体市场规模迅速扩大。中国电信的全球眼品牌在市场中占据垄断地位，为亿万用户提供最具有性价比的网络视频监控服务。1.1.4 智能控制业务发展趋势智能控制是为了达到节能、舒适、便利的目的，要求对市政、家庭、农业等的智能控制和监视制定细致的策略和方案。但是，传统的智能控制系统由于很多因素的制约，很难达到要求。为了解决这些问题，业界尝试了很
9、多办法，但基本上都属于封闭式的，多采用私有协议，彼此间难以互通，导致结构不透明，灵活性、扩充性不佳。从长远看，智能控制系统的发展趋势是走向开放，尤其是智能控制与互联网的融合是其中一个重要发展趋势。不管是哪一种类型，为了实现信息沟通、信息收集和共享而与互联网的连接，现在已经成为必须具备的条件了。通过这种智能控制与互联网的无缝连接，那些以往没有的附加功能，比如从楼宇外部对楼宇内设置的机器进行远程维护、对多栋楼宇的统合管理、对现代农业的远程管理控制、对新型节能型城市远程管理控制、与其他的IP应用的联合协作等都成为了可能。中国电信近年来已承接了多个智能大厦、智能小区、楼宇智能化项目，在此方面积累了丰富
10、的经验。1.2 项目需求分析县高效农业示范园位于阜城镇吴滩社区，东与射阳县接壤，西与经济开发区相连，占地面积11000亩示范园。园区分设特水养殖区、设施蔬菜区、畜禽养殖区和特水养殖区“四大功能区”。目前，苗木花卉区已基本完成，其他功能区正在进一步开发。按照“政府引导，企业主要，市场运作，群众参与”的方法和“高起点规划、分阶段实施、标准化建设、示范性劳动”的要求，园区力争经过2年时间的建设，孵化一批科技含量高、开发能力强、经济效益显著、示范带动效果好的农业科技企业和农业示范工程，把园区建成高效生态农业集聚区、优质农产品生产区、观光休闲农业区和现代农业先行区，成为农业结构调整的样板，农业科普教育的
11、基地，农业招商引资的载体，带动农业增收的龙头。示范园区现有钢架智能温棚2座，建筑面积2万平方米，主要以培育彩叶花卉和蔬菜水果种苗为主。温室结构采用热镀锌钢制骨架，顶部覆盖阳光板，顶部及四周采用专业铝型材，内置中央空调，配套水暖加温，内保温，外遮阳，水帘降温，喷滴灌等，但室内环境信息采集设备基本没有，如摄像头、温湿度、光照和CO2传感器等，尚未实现计算机综合监测控制，不能实现智能化生产和远程化控制。温室现已具备一套控制箱。控制箱和温室内的控制设备相连接，可以手动实现对控制系统的控制。温室现有温度传感器两个，为有源传感，连接到中央空调以提供空调温度调节的控制参考，不具备远程监控功能。作为智能农业平
12、台的先进范例，县现代农业示范园需要部署一套与硬件设施配套的智能软件平台和软硬件项目管理方案来提升其品牌形象和知名度，打造感知农业的名片，使农业示范园真正成为引导农业科技化、信息化的先行军，发挥好现代农业示范带头作用。物联网技术的引进还可以为园区创建绿色的农业品牌，迅速提高园区的经济效益，减少运营成本，提高园区管理水平。除此之外，改进后的示范园将成为县农业新品种、新技术、新成果的展示窗口，农业科普教育基地，城乡居民休闲观光场所，实现经济效益、生态效益、社会效益共赢。1.3 项目建设目标通过对农业示范园花卉养殖基地现场环境的调研，以及对客户需求的了解，本系统以实现温室远程监控和远程控制为主要需求，
13、通过智能农业应用平台的建设具体实现以下目的：1) 温室内重新部署一套传感器，全面采集温室各类作物生长所需的环境信息。传感器连接到通信模块，数据通过电信C网传输，管理人员可以随时随地通过因特网远程实时监控各项数据。2) 系统平台根据自动采集到的各类数据信息，并结合温室内作物的生长环境要求，可以给出专业的智能化得分析，从而给出对环境进行动态调整的指导与建议。3) 温室内部署两个全球眼摄像头，通过网络视频监控平台，实现对大棚内作物长势和安全情况的监测，保障农业大棚的作业安全，并做到责任追查有证可循。4) 通过智能农业平台，可以实现对温室内网络摄像机、风机、天窗、遮阳等控制设备的远程操控。也可以在平台
14、上将监测结果和控制设备实现联动，实现对温室环境的自动控制，及时保证良好的作物生长环境。5) 监控平台可以实现界面报警、声音报警和短信联动报警等多方面报警方式，确保工作人员在第一时间收到告警信息，将损失降到最低。6) 管理人员根据各自的职责分工，被授予不同的管理和查看权限，通过各自地系统登录账号，可以随时随地通过WEB方式登录Internet，实时监测温室内环境信息、视频信息、进行报警处理和远程控制。1.4 项目效益分析现代农业示范园智能农业项目建成后，将创造一定的经济效益和社会效益。1）经济效益通过该项目的实施提高了康盛农业的企业品牌价值，为扩大企业影响力和知名度打好了坚实的基础。同时作为农业
15、标准化生产和农业信息化建设相结合的一个大胆尝试，对提高企业市场占有率也有不可忽视的积极意义。该项目将大大提高农业大棚质量管理的工作效率，节省人工、节约水点，规范管理秩序，特别是对影响作物质量的主要指标进行直接监控，更大程度地避免了非工作时间段或者环境参数突变对作物生长的影响。促进产品质量的不断改进，促进农业的可持续发展。2）社会效益l 提高科技对农业的贡献率智能农业是以新技术为支撑，以现代先进设备来武装的现代化农业，新技术含量较高。通过展示新品种、新技术、现代农业发展模式，为市农业发展提供示范样板、技术路线、种质资源，辐射带动江苏经济区现代农业与生态农业的发展。l 探索出具有指导性的应用示范经
16、验该项目建成后，将推动智能化农业信息技术研究应用的推广，调动本地农户学习和传播高科技农业知识的积极性。推广应用电脑农业专家系统，使农民学习到了高新科技知识，激发学习和传播知识的积极性，使科技较快地转化为生产力。3）生态效益旅游观光农业本身是一种生态农业，贯彻执行可持续发展战略方针，坚持保护第一，永续利用的原则，是在保护生态环境的前提下进行的，对环境保护具有重要作用。因此，实施该项目能保持水土，调节气候，改善环境，促进生态平衡，生态效益显著。2 方案概述2.1 工程总体架构2.1.1 功能逻辑架构现代农业示范园区智能化温室大棚的建设，从功能逻辑上进行划分，其架构包括以下几个部分：1、基础通信部分
17、：包括因特网和为安全访问系统而设置的VPN网络，基于3G的语音和数字传输网络（EV-DO、CDMA），无线宽带网（WIFI/WLAN）等，以上网络环境为该系统的各项功能提供了基础的信息交互通道。 2、运营支撑部分：中国电信智能农业管理平台作为该系统的运营支撑部分，提供了全面、直观、美观的温室生产统一监控和管理平台，实现数据信息的采集、交换和共享。 3、辅助管理部分：为了更好地管理生产，对监测到的信息需要统一管理和组织，给出智能化的分析和解决建议，并采用多种方式进行告警。系统不能是孤立的系统，需要实时导入当地天气预报、农作物市场行情等重要资源信息。以上功能更全面化的为主体功能提供必要的付诸管理办
18、法。以上三个系统构成一个不可分割的体系，互相协作，共同完成该项目信息服务的各项功能。2.1.2 IT分层架构 我们理解的现代农业示范园物联网示范工程，是一个包含了软硬件、网络、门户和安全在内的完整化的IT工程。自下而上，包括了基础设施层、IT支撑层、软件应用层、门户层共四个层面，此外还包括涉及上述四个层面的安全管理系统。1、 基础设施层：该层解决各传感设备的连接、数据变送、集中采集、数据收发和设备管理，CDMA EVDO、光纤网络的部署建设，设备的架设与组网。2、 IT支撑层：在技术支持子层，提供统一身份认证、统一组织管理、统一视频管理、流程整合、目录服务等功能；在业务支持子层，提供数据交换、
19、信息发布、信息共享、设备控制等功能。3、 软件应用层：提供智能农业管理系统（包括大棚监测管理模块、视频监控管理模块）。4、 门户：提供彼此相互隔离的公众门户界面和管理门户界面。并且支持多帐户、多权限的分级分权管理。5、 安全管理：提供安全服务整体解决方案，和各主流安全产品的集成。2.1.3 网络拓扑架构农业示范园示范工程的网络拓扑大致描述为：在大棚内部署农业传感器，通过CDMA网络传输到电信基站并进入互联网；在大棚部署视频摄像机，视频信号经过光纤传输联入客户端；服务器托管在电信IDC机房中。在农业示范园本地不需要集中建立中央监控中心，任何能接入因特网的地方都可以登录网站平台监测大棚内的生态环境
20、，并根据管理系统的告警信息进行告警处理，进行远程设备控制。该项工程的整体网络拓扑如下图所示：2.2 系统功能阐述现代农业示范园区智能农业平台总体上来说，包括以下部分：u 智能农业信息采集模块：实现大棚内环境（包括二氧化碳、光照度、温湿度和土壤参数）的环境信号采集、传输、接收。u 智能视频监控模块：实现大棚内作物生长情况的视频监控，同时，提供对大棚内工作人员的工作监督和大棚出入情况的安全监控。u 智能农业平台管理模块：实现对采集自大棚的各路信息的存储、分析、管理；提供阈值设置功能；提供智能分析、检索、告警功能；提供大棚内视频的展示插件和管理接口；提供平台帐号与权限管理功能；提供驱动大棚控制系统的
21、管理接口。3 温室远程监控系统3.1 系统概述温室远程监控是集农业科技上的高、精、尖技术和计算机自动控制技术于一体的最先进的农业生产设施，是现代农业科技向产业转化的物质基础。它能营造相对独立的作物生长环境，彻底摆脱传统农业对自然环境的高度依赖。智能化温室种植是我国在可持续发展战略指导下开辟的农业新方向。从作物产量角度来看，它具有很高的单位面积产出值；就环境保护角度而言，它不仅可以产出清洁的瓜果蔬菜，而且由于精确控制化肥及其它添加剂的用量，也避免了对土壤和地下水的污染。总之，温室远程智能控制系统是农业科技的高效率工具。温室智能化远程控制系统的特点,是把个体生产和规模化生产相结合,在单个温室大棚生
22、产实现智能自动化的基础上,实现连栋温室大棚的规模化生产,既能满足个体农民生产的需要,又便于企业规模的生产的需要。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。为此，在现代化的大棚管理中需要有一套完整的大棚自动控制系统，以控制大棚各项参数，适应生产需要。3.2 需求分析现代农业示范园区智能温室以培育热带名贵花卉为主，对温室环境参数的要求较高，对包括室内二氧化碳、光照度、温湿度和土壤参数的环境信号都需要监测管理。通过对温室环境的实地考察和对用户需求的归纳总结，本方案针对该系统首先作出以下几点需求分析：1、 以适用性为主要需求该系统应该根据温室现场的实际环境，尽量选取一种技术成熟、可靠性高的网络和传输方
23、案，来达到监控系统的可靠运行。不过分追求技术的先进性。2、 高精度实时采集环境参数该系统需对温室大棚生产作物所需的主要环境参数实现在线高精度测量。测试尽量及时准确。3、 强大的报警和数据处理功能报警系统能根据环境要求设置报警阈值，实现自动报警提示，并能自动保存测量数据和报警记录。对于已保存的数据，用户可方便的随时按时间进行查询和分析比较，从中寻找出最有利于作物生长的环境参数。4、 智能化的控制功能该系统应该能实现棚内调温、灌溉等基本控制功能的远程控制，且控制功能根据用户使用需求分为手动和自动两种可选方式。5、 美观友好的人机界面 系统控制平台软件需操作方便，显示直观，可视性好，报警要实现画面和
24、声音两种报警方式。6、 具有良好的可扩展性系统需具备良好的扩展灵活性和可维护性，便于后期示范园工程扩展和日常维护的必要。3.3 方案内容3.3.1 系统总体架构各个传感器模块需要将采集的实时数据以一定的周期采集到数据采集器RTU，RTU将模拟电信号量转化成数字量，再通过CDMA网数据通讯模块DTU或网络总线转换电缆可直接接入互联网，并将数据发送至智能农业平台（建议托管在电信IDC机房），客户端可以登陆智能农业平台取得数据，或发送控制命令。控制命令通过DTU的总线接口输出给执行器。具体数据传送框图，如下图所示。图3-1 棚内结构连接示意图3.3.2 传感器及参数3.3.2.1 传感器类型根据对温
25、室内种植的作物品种所需生长环境的深入研究，系统前端共部署五种类型的传感器模块，包括：1) 光照传感器2) 二氧化碳传感器（下图左）3) 土壤湿度传感器（下图右）4) 温湿度传感器5) 视频传感器（第四章介绍） 3.3.2.1 传感器参数本项目中传感器采用适宜温室应用的高精度配送器一体机，输出420mA模拟电流信号。（1） 空气温度：.温度范围：-1060.温度精度：0.3（2） 空气湿度：.湿度范围：0100%.湿度精度：3%（3） 土壤湿度：.湿度范围：0100%；.湿度精度：3%.湿度分辨率: 0.1%；（4）室内光照度：.光线范围: 0200KLUX； .反应时间: 100ms；.环境温
26、度：-2080C；.精 度：5%；（5）室内二氧化碳浓度：.浓度范围：02000ppm。.精度： 40 ppm +读数的3%3.3.3 信息处理模块3.3.3.1 RTU功能介绍远程终端设备（RTU）是安装在远程现场的电子设备，用来监视和测量安装在远程现场的传感器和设备。RTU将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式。它还将从中央计算机发送来的数据转换成命令，实现对设备的功能控制。在智能农业系统中，RTU负责各种传感器的接入，周期性的采集传感器数据，然后向上连接数传模块，将采集到的数据通过CDMA网络发送到智能监控业务平台；同时负责接入控制器，实现对风机、天窗、遮阳布、外遮阳、水帘
27、、灌溉设施等的远程控制。在信息采集系统中各个模块的功能描述如下表所示：功能点功能描述无线数据传输终端可通过CDMA 1X、EVDO或WiFi无线模块接入电信网络并传输业务数据短信终端支持短信的收发功能；VPDN接入终端支持采用VPDN接入的方式实现用户网络的隔离应用层加密部分对安全性要求较高的应用，通过应用层加密的方式实现端到端数据加密上电自动注册终端每次加电时均会向平台进行自动注册拨号自动登录终端每次PPP拨号连接时均会向平台进行自动登录心跳机制终端登录后，如果长时间不发送数据，须发送心跳消息，以保持连接。主动休眠处于激活状态的终端，在一段时间内没有数据发送时，会自动释放空口资源，保存PPP
28、连接，进入休眠状态批量数据上传终端可将多次采集的数据暂时存储，并可选择空闲时间集中上传，以降低上传数据的频率起呼延迟同一区域的大量终端在同时加电启动后，可根据一定算法分别等待一定延迟时间后再发起连接请求，避免大量终端同时连接造成的网络拥塞起呼抑制终端在数据连接失败后，会根据失败原因判断是否要进行再次呼叫尝试，避免呼叫失败引起不断的接入请求对网络的干扰错峰上报终端可将每组上报数据分批在不同时刻上报，避免开同一区域内大量数据同时上报造成的网络拥塞终端软件升级用户可远程对终端进行软件升级终端参数查询和配置管理员和普通用户在相应的管理权限下，通过本地或者远程的方式，对终端参数进行查询和配置；终端本地配
29、置界面包括基于命令行和WEB的配置界面终端事件上报终端主动上报相关事件，平台在接到终端上报的事件后应进行相应的事件处理。事件上报包括事件通知上报（含告警事件上报）、终端状态上报、控制指令执行结果上报，以及终端触发的事件上报和终端厂商自定义事件上报。终端状态检测平台可监测终端的状态，获取终端统计信息、基本状态以及相关参数终端远程唤醒通过发送短信的方式激活终端，处于空闲状态的终端立即进行拨号连接并上报数据。终端远程控制远程重启终端、远程暂停和恢复应用、远程强制终端退出、机卡锁定、机卡解锁等业务数据转发转发终端的业务数据给应用系统，转发应用系统的业务数据给终端终端区域管理获知终端的位置信息，实现划定
30、终端使用区域。业务运营管理业务运营管理主要完成业务受理和业务统计分析功能行业应用系统接入接入行业应用系统，使终端和行业应用系统之间通过M2M业务体系完成终端监测控制、业务数据传送等功能3.3.3.2 RTU部署方案现有硬件系统接入其它厂家设备时，如果该系统有自己完备的协议和独特的系统结构而不能够提供透明传输通道，则需要增加协议转换硬件。增加的协议转换硬件会带来成本的上升以及新设备引入的可靠性下降。如果设备能够独立接入网络，则采用透明数据传输和服务软件兼容协议的方法较节省成本和减少因新设备引入带来的可靠性下降。但是，每引进一家RTU厂家产品需要服务器软件的通讯层增加一种通讯协议。因此，本项目采用
31、统一的RTU型号，这样做的好处是：任何厂家任何型号的传感器都可以通过RTU数据采集模块进行统一的数据格式转换。同时，统一型号的RTU统一了与上层通讯的数据协议，便于平台操作管理，增加了数据通讯的可靠性。市场上RTU按接口数量可以分为二路和八路两种。考虑到温室以后传感器需求数量可能会增加，本项目全部采用八路RTU，方便今后扩容。RTU部署数量由前端传感器数量决定。每个RTU和下位传感器以及上位DTU分别通过RS485总线方式连接。3.3.4 数据传输模块和网络环境3.3.4.1 CDMA通讯模块功能介绍CDMA通讯模块是基于CDMA移动传输网络的通信模块，它将通信芯片、存储芯片等集成在一块电路板
32、上，使其具有发送通过CDMA平台收发短消息、语音通话、数据传输等功能。CDMA技术相对于GSM是一种更先进的移动通信技术， 除CDMA辐射小外；在数据传输方面，CDMA2000 1X 也与GPRS在技术上有明显不同，在传输速率上1X 几乎是GPRS速度的3-4倍。因此，主要用于数据传输的工业模块应用领域，CDMA模块比GPRS模块在速率上有明显优势。3.3.4.2 CDMA通讯模块部署方案本项目在大棚内安装一个CDMA通讯模块，通讯模块中插有天翼UIM卡，数据传输可以灵活的选择包月和包流量等传输数据业务形式。根据实际需求，最大的考虑客户的利益。经过可靠的数据信息采集通路，数据通过CDMA网络传
33、输到智能M2M平台后，存入数据库，可以供客户通过远程终端登录界面，进行数据查询，数据分析，告警信息接收，阈值控制等相关操作，实现农业大棚管理科技化，自动化，一体化。3.3.4.3 CDMA网络环境优势数据通过CDMA网络进行传输的好处有：l 语音清晰该项目中需要对大棚进行视频监控，并且提供现场与监控后台的呼叫中心平台，对信号质量要求较高。CDMA采用了先进的扩频技术和数字话音编码技术，使通话噪音大大降低。其系统的声码器可以动态调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背景噪音的改变而变，这样即使在背景噪音较大的情况下，也可以得到较好的通话质量，打电话时几乎没有杂音
34、。特别是在嘈杂的背景中，对方能清晰听到您的声音。l 准确的时钟同步由于CDMA采用全球同步技术，通过接收全球定位信息，即可确保系统正常工作。此外，CDMA还可为用户自动提供准确的时钟，勿需用户自行调整，当地准确的时间信息一目了然，为频繁进行跨时区差旅的商务人士提供了方便。 其时钟准确的原理是因为CDMA选用了精确的全球卫星定位系统（GPS），目前，全球卫星定位系统（GPS）是这种时钟参考的最佳选择。GPS是一个由24颗绕地球运转的卫星组成的天线导航系统，它的优势在于全球覆盖，系统时钟精度高，不易受电磁暴、低频干扰源的影响。作为备份，远距离导航（LORAN-C）系统也是一个很好的选择，该系统采用
35、地波传播技术，同样具有时钟精确、不受电离层变化影响、衰减小、相位及幅度稳定等特点 ，从而保证了时钟准确的可能性。这对大棚各传感器和通讯模块间的时钟同步，保证在规定周期内按时按质的进行数据通讯及控制信号传达。l 保密性好CDMA采用的扩频通信技术使通信具有天然的保密性，其消息在空中信道上被截获的概率几乎为零。另外，CDMA系统的鉴权、数字格式、扩频处理等通话保护措施，可提供最佳的保密特性，防止通信过程中的盗听和手机密码的盗用。 l 未来多媒体技术因为，未来CDMA技术在宽广的无线频谱上支持多路同步通话或数据传输。对每路话音、传真、数据或视像传输都分配一个网络的发送端和接收端都能识别一特定代码,以
36、便传输的信息可在接收端重新组合。其宽广频谱使它对于市区环境中干扰和多径传播环境具有更高的抗干扰能力，使之成为多址接入系统的理想选择。CDMA2000在新业务承载方面更为先进成熟。基于这一技术的移动多媒体通信功能，使用户可以随时随地、自由自在地接收发送包括语音、数据及动态图象在内的丰富多彩的多媒体信息。有了这样的网络保障，视频传感器对农业大棚的实时监控图像便可以畅通无阻的传到控制平台中。3.3.5 控制设备系统通过控制器与农业大棚现有的控制系统实现对接，主要采用并联的方式实现接入，通过增加继电器（控制器控制继电器）并联入现有的控制电路，实现原系统的手动控制功能继续有效，新增远程智能控制功能。3.
37、3.5.1 控制器功能（1）与各主控设备进行数据交换；大棚控制器采用485有线方式与现场控制器通讯。有线连接通讯质量更为可靠。（2）接收平台控制指令；接收平台通过通讯模块反向发送的控制指令，对各主控设备指令进行控制。（3）手、自动功能切换；在进行手动和自动切换时，切换的信号自动反映到主控中心。手动控制时，通过软件平台上的控制按钮便可以进行加温、降温、排风、喷灌、照明等设备的控制运行。自动控制时，完全由控制软件根据采集到的传感器数据和阈值设置进行联动自动操控。3.3.5.2 控制器控制项目大棚控制器控制项目内容如下：（1）水泵喷灌设备的灌溉控制；（2）空调加温系统控制；（3）排风或降温系统的控制
38、；（4）大棚照明系统的控制。3.3.5.1 控制器连接方式本项目通过部署总控制器与农业大棚现有的控制系统实现对接，主要采用并联的方式实现接入，通过增加继电器（控制器控制继电器）并联入现有的控制电路，控制器通过数据接口与数据传输模块连接。实现原系统的手动控制功能继续有效，新增远程智能控制功能。3.4 方案特色 本方案对温室远程监控系统的实现不仅能对温室大棚生产过程中的参数在线高精度测量,而且能实现棚内调温、灌溉等的智能远程控制和多种方式的报警提示,自动实现保湿、通风和光照调节和历史数据的记录。 主控中心软件界面采用折线图和立体彩色图显示形式，显示直观，可视性好，界面精美。软件可显示设置室内外温度
39、、湿度、光照风速风向等参数，并能进行手动自动控制和切换，报警和广播通知等。方案采用有线和无线方式相结合的线路架构，综合考虑了对温室工作环境的最大化保护和数据传输的快速、稳定、可靠性，为信息的传输和交换提供了最大化的网络保障。系统支持多平台展示，程序的架构决定了它可以被诸多的平台支持，包括电脑，手持掌上设备，手机，便携计算机等，而不需要另外开发程序。4 全球眼视频监控系统4.1 需求分析根据对现代农业示范园育苗棚面积、结构和环境的考察，本项目建议在育苗棚内新安装全球眼摄像头2个，对棚内作物生长情况、工人工作情况、出入信息和安全情况进行全面监测。摄像头采用有线的方式接入中国电信全球眼平台。视频功能
40、集成到智能农业平台，从而实现温室传感器远程监控和视频监控集合的大平台，无需多平台登录便可以同时看到数据和视频信息。4.2 系统构成“全球眼”网络视频监控业务是由中国电信推出的一项基于宽带网络的远程视频监控、传输、存储、管理的新型应用增值业务。灵活构建客户视频监控网络通道，实现客户视频信息业务的传送。该业务利用中国电信无处不在的宽带网络将分散、独立的图像采集点进行联网，实现跨区域、全球范围内的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享，为各行业的管理决策者提供了一种全新直观的扩大视觉和听觉范围的管理工具，提高工作绩效。同时，通过二次应用开发，可为各行业的资源再利用提供手段。 “全球眼” 充分发挥电信
41、运营商无处不在的网络资源优势，通过网络视频监控业务平台，基于IP技术，将分散、独立的采集点图像信息进行联网处理，实现跨区域的统一监控、统一管理及分级存储，满足客户进行远程监控、管理和信息传递的需求。4.2.1 前端摄像机前端摄像机负责采集大棚内各类视频信息，提供给智能视频检测设备进行分析和检测。监控接入中国电信的“全球眼”平台，“全球眼”支持远程视频监控，可以使客户随时随地、随心所欲的观看温室内各监控点的监控状况。以下是基于“全球眼”平台设计的系统结构图，供客户参考。4.2.2 传输设备传输设备是智能视频系统的一个重要组成部分。传送控制信号、视频信号和传输电源的线缆选型关系到信号的传输质量。由
42、于考虑到传输的视频信号量比较大，我们选用优质耐用的光纤传输视频信号，采用抗干扰能力较强的屏蔽线作为信号控制线。从温室内敷设室外四芯单模光纤直接连至电信全球眼平台。前端设备电源如采用AC220V强电供电至现场变压，则供电线缆均采用独立管线，与其它弱电系统完全分开。4.2.3 监管中心中心监管服务器系统负责五大主要任务：用户认证管理、中心存储备份录像管理，报警联动管理，设备远程管理，系统日志管理功能。整个系统包括视频再接入、转发、控制。分布式存储服务器由录像软件和服务器构成，可分布式部署，实现视频存储、检索、视频回放等功能。a）处理客户端用户对前端、平台的历史录像文件进行查询及回放控制操作请求。b
43、）接收客户端用户对指定前端设备的录像请求，并支持多种录像方式的设定，如周期录像、手动录像、定时录像、告警录像、预录等；c）支持存储空间的多种自动覆盖策略设置。4.2.4 用户系统系统中的视频及分析结果观看方式非常丰富，观看的手段很多，但是观看视频的权限由用户的账户决定，只要拥有管理员分配的账户，就可以通过网络，随时随地，观看系统平台中的众多视频及其分析结果。观看的方式主要有四种：a）通过专业客户端观看通过专业的监视器观看，输入目录服务器平台的IP地址，或域名，输入自己的账户，即可进入系统，观看自己账户内的所有视频站点。并且能实时控制云台的转动。软件解码方式，这部分通过客户终端登录解码实现，客户
44、可以登录到中心平台或编码器上，直接观看图像、抓拍并进行远程的摄像机操作；通过中心平台实现切换和控制，可以直接在电脑显示屏上观看，也可以将电脑显示屏上监控图像通过显示设备进行多画面显示。各公司的管理人员、负责人可以在本公司的分监控室通过此种方式观看。b）通过浏览器观看通过浏览器的地址栏输入目录服务器平台的IP地址，或域名，输入自己的账户，即可进入系统，观看自己账户内的所有视频站点。此种方式适合管理人员、负责人在家中或者出差时比较清晰及时地观看本公司的相关视频信息。c）通过天翼智能手机无线观看在手机上安装运行专门的客户端程序，能通过手机无线上网，接入系统平台观看所有视频。手机型号不限，当前市场上常
45、见的主流的 Windows Mobile/Win CE、Palm等操作系统；天翼系列、多普达、三星、酷派系列、诺基亚等等，多款手机上都能使用。手机可采用CDMA EVDO/CDMA 1X方式无线上网，非常适合高端人士外出、出差等场所，及时了解工作进展、指导工作开展。d）通过解码上电视墙观看除了通过电脑、手机等观看数字视频之外，也可以通过视频解码器，把数字视频还原成模拟视频，连接到模拟的监视器上观看。采用硬件方式解码，输出到电视墙上，配置数量可以按照客户需求随意增减。每个解码器都有一个10/100M网络接口，和一路复合视频输出接口。在本方案建议的系统中，由解码器的10/100M网络接口接入园区总
46、监控中心的局域网，接收平台送来的视频流，把视频信息流解码后输出到电视墙。4.3 实施方案本项目按建设需要在示范园育苗棚内新安装全球眼摄像头2个，摄像头在本地接入DVR，通过光纤专线上联至中国电信全球眼平台。摄像头安装位置和安装拓扑图如下所示：图4-1 现场平面图图4-2 安装拓扑图5 智能农业管理平台5.1 管理平台介绍智能农业应用平台应用领域为农业温室大棚，尤其适用于对温室内环境条件要求较高的大棚，如名贵花卉栽培的温室大棚，对温室内温湿度、光照度、CO2浓度、土壤温湿度等都有很严格的要求。而目前的传感器监控方式都是人工或半自动方式，各个传感器也是独立的，温室大棚面积大数量多等因素都给集中监控
47、带来不便，降低了生产效率，因此智能农业应用平台就是要解决集中监控实时监控和远程通讯的问题。它通过传感器与之相连的无线通讯模块与数据集中器相连的微功耗无线模块通讯，进行数据交互。数据集中器将数据整合处理后通过相连的CDMA短信通讯模块与短信调制解调器模块通信。短信调制解调器则将接受的数据通过串行数据线输入电脑终端的智能农业平台的数据库进行操作。智能农业管理平台是基于IP的智能监控应用系统，是基于浏览器的、采用IP点到点通信的，具有随时随地互联网访问、实时图形化刷新特性的智能监控系统，系统通过商业化部署，探索电信服务新业务。在智能农业管理平台的现场部署中，可以达到了上百个传感器的部署规模，在农业大棚内部署多个温度传感器、湿度传感器
