大棚种植环境监测
时间：2025-06-10
涉川
一、方案背景
现代设施农业对作物生长环境要求极为严格，温室大棚作为农业集约化种植的重要手段，在种植过程中需要精准调控光照、温湿度、二氧化碳浓度、土壤水分等因素。传统依赖人工观察与调控方式效率低、误差大，难以实现精细化管理。因此，构建一套大棚种植环境智能监测系统，对于提升作物产量、优化品质、降低人力成本具有重要意义。
二、方案目标
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实时获取大棚内外环境参数数据；
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自动化采集与分析，减少人工干预；
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支持远程数据查看、历史趋势分析；
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提供多种预警机制，确保作物稳定生长；
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为灌溉、通风、遮阳、补光等控制提供决策依据。
三、监测参数
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空气温度：监测大棚内部温度变化，调控加热或通风；
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空气湿度：判断是否需要开启喷雾/除湿系统；
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光照强度：用于智能遮阳或补光；
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二氧化碳浓度：判断是否需要通风或CO₂补充；
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土壤温度：掌握根部环境热量状态；
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土壤湿度：智能引导灌溉或关闭水源；
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土壤pH值、电导率：辅助判断土壤肥力与盐碱化情况；
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风速风向（可选）：评估棚外环境对棚内调控的影响。
四、系统组成
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传感器模块
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工业级高精度传感器，长期稳定运行；
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模块化设计，灵活选配参数；
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支持抗干扰、防潮、防晒外壳保护。
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环境监测终端
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支持RS485/Modbus通讯；
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支持多路传感器接入；
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自动采集、缓存与处理数据；
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具备断电续传、防数据丢失功能。
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4G数据采集主机
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支持移动/联通/电信4G网络；
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自动向云平台主动上报数据；
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支持阈值报警、远程配置参数；
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可选配太阳能或市电供电系统。
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远程云平台
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数据实时展示与图表趋势分析；
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支持手机小程序、网页端同时查看；
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支持分区域分用户权限管理；
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支持历史数据导出、设备状态预警。
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联动控制设备（扩展项）
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喷淋灌溉控制器、新风换气控制器；
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遮阳帘、补光灯控制模块；
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继电器输出/PLC对接本地控制系统。
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五、工作原理
监测系统部署于温室大棚关键区域，通过传感器实时采集大棚环境与土壤的关键参数，经数据终端统一接入并上传至4G主机。主机会将数据主动发送至云端平台，用户可通过手机或电脑实时查看，系统自动分析数据趋势，并在环境异常（如温度过高、湿度不足、CO₂浓度低等）时自动触发报警或联动执行灌溉、通风、补光等控制指令，实现精准调控与作物稳态管理。
六、功能特点
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实时采集+4G主动上传+断点续传，数据安全；
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支持多种传感器组合，灵活搭配；
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异常预警机制完善，短信/微信/APP多端提醒；
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平台操作简单，支持地图化设备定位；
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支持自定义时间段数据分析与导出；
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可对接农业大数据平台、智慧农业监管系统；
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提供定制化控制方案（如AI智能补光决策、基于湿度预测灌溉等）。
七、安装方式
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空气温湿度/CO₂/光照传感器悬挂于大棚顶部或作物冠层高度；
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土壤类传感器垂直插入土壤中，避开肥料或石块干扰；
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数据采集主机安装于大棚通风位置，防潮防晒；
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电源部分可选择市电、太阳能或UPS备电；
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采用无线组网或有线组网方式视现场实际而定。
八、适用场景
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蔬菜/水果大棚种植区（番茄、黄瓜、草莓等）；
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中药材大棚种植基地（如灵芝、铁皮石斛）；
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育苗中心、花卉温室、菌菇房等设施农业场所；
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设施农业科研试验站、农校实训场等智慧农学应用。
九、效益分析
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实现环境全要素动态感知，提升种植精度；
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减少人工巡查与判断误差，节省管理成本；
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减少水肥浪费，实现节能降耗；
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防范气候灾害风险，减少作物损失；
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支持品种适应性研究、环境调控建模；
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为农业保险、认证与品牌化种植提供数据支撑。
十、参考标准与依据
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GB/T 33771-2017《设施农业智能控制系统通用技术要求》
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NY/T 3423-2019《农业物联网 环境监测系统通用技术要求》
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NY/T 1752-2018《温室环境监测系统技术规范》
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农业农村部智慧农业建设导则与技术体系指南
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