智慧园林基于物联网的园林环境监测及灌溉控制系统

智慧园林---基于物联网的园林环境监测及灌溉控制系统目录一、系统概述二、系统构架三、系统功能四、系统特点五、系统方案六、结语系统概述智慧系统源自IBM提出的智慧地球概念，依时间顺序出现智慧地球、智慧城市、智慧行业等概念。智慧的交通：通过实时流量监控避免了拥堵，城市变得更加畅通；智慧的医疗：随时随地共享病例和治疗信息，就医更加轻松便捷；智慧的教育：支持网络教学和资源互动分享，让更多人获得知识；还有智慧的金融、智慧的制造、智慧的通信，以及智能电网、智能产品和服务……什么是智慧系统？系统概述建设绿色生态城市，需要大规模园林扩展，但要降低资源、能源和人力需求——需要一个先进的监测与控制系统需要采集保存管理和检索大量数据，为园林规划提供数据支持，却不能够增加管理成本和管理复杂性——要有一个强大的数据平台必须快速地将信息转变为洞察力，便于规划、决策——要有一个数学模型支持的辅助规划决策平台完善和改进服务，提高植保水平，优化工作流程，提高管理快捷性——需要一个先进的管理平台预防、预警、预案措施有效地管理风险，以便集中精力开展创新工作——需要有一个完善的由数学模型支持的分析平台为什么需要智慧系统？系统概述园林生长状况，甚至是影像园林主要物种是什么什么时候需要灌溉、施肥，采用什么方式灌溉自动灌溉、施肥这片区域适合种植什么植被植被种类该怎样搭配不同植被年用水量该是多少该怎样养护遇到问题怎样寻求帮助……智慧园林应该是怎样的？系统概述智慧园林是集物联网技术、互联网和移动互联网为一体，依托部署在城市园林中的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和有线、无线通信网络实现园林管理的智能感知、智能预警、智能分析、智能灌溉、专家在线指导，为园林管理提供精细化培育、可视化管理、智能化决策等方面技术支持。我们描绘的智慧园林定义：目录一、系统概述二、系统构架三、系统功能四、系统特点五、系统方案六、结语系统构架物联网的发展1999年，美国召开的移动计算和网络国际会议上，首先提出物联网这个概念2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》2008年后，为了促进科技发展，寻找经济新的增长点，各国政府开始重视下一代的技术规划，将目光放在了物联网上2009年8月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对于物联网应用也提出了一些看法和要求，并提出“感知中国”；近几年物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入政府工作报告2012年初国务院发布《物联网“十二五”发展规划》物联网概念：物联网是通过RFID、传感器、光学识别、全球定位系统等新一代信息技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电力、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。系统构架系统构架智慧园林系统构架可依据物联网结构分为三个层次：感知层、网络层、应用层系统统构构架架通过过传传感感器器实实时时采采集集城城市市园园林林各各方方面面环环境境参参数数，，如如风风力力、、温温度度、、湿湿度度、、光光照照度度、、土土壤壤含含水水量量、、土土壤壤酸酸碱碱度度、、水水质质等等，，并并依依据据参参数数对对喷喷灌灌等等设设备备进进行行智智能能控控制制。。高清清晰晰度度摄摄像像头头可可以以对对特特定定区区域域植植被被生生长长情情况况进进行行监监控控，，甚甚至至可可以以观观察察病病虫虫害害情情况况。。感知知层层通过过有有线线、、无无线线传传输输网网络络把把数数据据传传输输到到数数据据信信息息平平台台。。网络络层层实现现园园林林信信息息管管理理、、环环境境监监测测、、能能源源及及用用水水量量监监测测等等。。应用用层层目录录一、、系系统统概概述述二、、系系统统构构架架三、、系系统统功功能能四、、系系统统特特点点五、、系系统统方方案案六、、结结语语系统统功功能能智慧慧灌灌溉溉控控制制针对对不不同同土土壤壤质质地地、、地地势势、、以以及及园园林林植植被被等等特特性性要要求求，，通通过过传传感感器器对对土土壤壤墒墒情情及及环环境境参参数数指指标标数数据据的的采采集集，，统统一一集集中中到到数数据据存存储储平平台台。。一方方面面可可以以全全面面掌掌握握园园林林环环境境情情况况；；二是是可可以以通通过过高高清清视视频频查查看看特特定定环环境境的的植植被被具具体体生生长长情情况况；；三是可以通通过智能控控制，实现现灌溉及施施肥自动化化管理。系统功功能智慧资源管管理实现园林信信息、水资资源及能源源消耗管理理等功能园林专家服服务主要是为园园林专家和和园林管理理人员之间间搭建沟通通的桥梁，，园林管理理人员可以以通过应用用平台，在在园林管理理方面遇到到的问题来来求助于园园林专家。目录录一、系统概概述二、系统构构架三、系统功功能四、系统特特点五、系统方方案六、结语系统特特点一、智慧化化灌溉系统统，可以有有效节省资资源、高效效节能；并并有效提高高植被成活活率。二、植被生生长环境及及土壤水分分数学模型型，为园林林植被科学学布局提供供技术支持持。系统特特点节省水资源源？保守估估算，比已已有灌溉方方式可节约约用水量20%；20%是什么概念念？年用水水量可节省省几个大明明湖？智慧系统有有什么好处处？植被生长坏坏境模型？？利用自动动喷灌系统统可以智能能控制环境境湿度、土土壤水份等等，达到植植被生长的的最佳环境境。精细化培育育，可视化化管理？基基于地理信信息系统的的管理平台台可以让您您随时查看看园林状况况，比如大大明湖某个个位置的一一棵水杉。。病虫害预防防？病虫害害发生后的的治理比病病虫害发生生前的预防防所花费的的费用有几几倍差距，，一旦发生生病虫害景景观也遭到到破坏。目录录一、系统概概述二、系统构构架三、系统功功能四、系统特特点五、系统方方案六、结语系统方方案INTERNET客户端客户端客户端应用层网络层传感网络传感器网关传感器节点采集控制器水泵或电磁阀传感层系统网网络拓扑图图传感器风力、气压压、温度、、湿度、光光照度、土土壤墒情传传感器、数数据采集器器、摄像头头喷灌控制远程控制器器、变频器器、水泵、、电磁阀喷灌水量控控制---感知层及控控制系统系统方方案传感器土壤墒情传传感器位置置选择土壤质地：：沙土、壤土土、粘壤土土、粘土，，不同土质质保水力不不同地块位置：：坡头、斜坡坡、是否靠靠近水系等等等植被种类：：草坪、灌木木、乔木等等等土壤墒情传传感器安装装---感知层及控控制系统系统方方案传感器风力、气压压、光照度度传感器位位置选择一般安装于于较空阔无无遮挡物区区域；温度、湿度度传感器位位置选择地块位置：：向阳、阳光光是否直射射、是否靠靠近水系等等等植被种类：：草坪、灌木木、乔木等等等---感知层及控控制系统系统方方案传感器传感器的通通讯方式与与数据采集集器有线：现场场总线，如如LonWork无线：GPRS/WCDMA/TD/WIFI等工业标准信信号：4—20mA,需远程数据据采集器数据采集器器通讯方式式也可分有有线无线两两种---感知层及控控制系统系统方方案喷灌控制远程控制器器、变频器器、水泵、、电磁阀较大区域：：变频恒压压方式控制制增压水泵泵，结合管管路电磁阀阀较小区域：：直接采用用电磁阀控控制管路远程控制器器对变频器器、电磁阀阀进行控制制远程控制器器通讯方式式：有线、、无线---感知层及控控制系统系统方方案喷灌水量控控制不能采用土土壤墒情传传感器采集集的数据进进行控制一般三种方方式：由管理人员员根据经验验进行手动动关闭；根据经验设设定时间实实现自动控控制；采用降雨量量采集传感感器进行控控制。---感知层及控控制系统系统方方案远程设备供供电采用无线方方式通讯的的远程数据据采集器、、控制器、、传感器等等设备，可可采用太阳阳能板加蓄蓄电池方式式供电采用有线通通讯方式的的远端设备备利用线路路供电---感知层及控控制系统系统方方案---感知层及控控制系统系统方方案利用现有互互联网、电电信网、广广电网等通通信网络渠渠道，进行行数据通讯讯；区域监测计计算机及用用户终端通通过网关接接入互联网网---网络层系统方方案---应用层系统方方案智慧园林信息管理系统智慧园林系统智慧园林环境及墒情监测系统智慧园林水资源利用监测系统智能喷灌控制及设备监控系统园林专家服务系统---应用层系统方方案软件系统架架构地理信息数据库植被信息数据库环境参数及墒情历史数据库园林信息数据库影像信息数据库植被生长环境数学模型、植被用水量模型园林信息录入系统影像信息处理系统智慧园林水资源利用监测系统智能喷灌控制及设备监控系统园林信息查询系统园林信息管理系统环境参数及墒情实时数据库智慧园林环境及墒情监测系统智慧园林信息管理系统---应用层系统方方案智慧园林信信息管理系系统基于地理信信息系统的的开放的智智慧园林信信息管理系系统，可以对城市园园林信息进进行综合管管理，设置置分级权限限，为园林林规划及管管理、园林林绿地现状状和历史数数据、古树树名木的管管理、植物物物种和多多样性、植植保等方面面提供一个个完整管理理平台。---应用层系统方方案智慧园林信信息管理系系统信息内容：：园林矢量量信息、园园林影像信信息、园林林主要植被被及分布信信息、古树树名木信息息等软件功能：：数据录入入、编辑、、存储、查查询和智慧分析决决策等查询信息：：除数据可可以查询外外，远景功功能还可以以实现只要要在地图上上一点就可可以看到某某一位置的的实时视频频图像智慧分析与与决策：可可以帮助您您从生态角角度确定适适合种什么么，怎么搭搭配植被种种类。---应用层系统方方案智慧园林环环境及墒情情监测系统统：实现管理人人员对园林林各个区域域的环境温温度、湿度度、风速、、光照、土土壤水分等等参数进行行监测；支持当前历历史数据查查询；为植被物种种生长环境境提供数据据支持。---应用层系统方方案智慧园林环环境及墒情情监测系统统：依据历史数数据建立适宜植被生生长的环境境数学模型型；根据数学模模型结合天天气预报，，可以实现现温度、湿湿度、干旱旱、病虫害害等方面的的预警功能能。---应用层系统方方案智慧园林水水资源利用用监测系统统：对园林喷灌灌用水量进进行监控，，为水资源源利用提供供有效的数数据分析支支持；根据土壤墒墒情及环境境参数现状状建立用水量及灌灌溉方法数数学模型。---应用层系统方方案智能园林喷喷灌控制及及设备监测测系统：根据植被生生长环境数数学模型、、用水量及及灌溉方式式数学模型型，对喷灌灌设备进行行控制；也可以进行行施肥（液液态肥料））对喷灌设备备、采集设设备及其它它电气设备备进行监控控，及时发发现故障及及时维修。---应用层系统方方案园林专家服服务系统：：提供园林植植被培育技技术支持功功能；提供植物栽栽培技术交交流平台，，为园林人人才培养提提供一个开开放的环境境。结语语利用物联网网技术、现现代通讯技技术、现代代控制技