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    解決方案

    物聯網通訊終端 溫室大棚解決方案

    • 分類:工業物聯網
    • 作者:
    • 來源:
    • 發布時間:2022-06-21
    • 訪問量:964

    物聯網通訊終端 溫室大棚解決方案

    【概要描述】

          方案概述

          近年來農業自動化的水平正在飛速提升,物聯網技術在溫室大棚中已經得到 了很好地推廣和應用。針對傳統種植中的高度依賴人工、作物環境控制滯后、大 棚環境不達標、人工成本高、工作效率低等缺陷,現代化大棚都能得到很好的改 善和解決,也使得大棚種植更加規范和高效。

     

          在大棚種植中,作物生長環境與狀態、各種設備的控制與狀態是保障種植的 關鍵,為了更好的保證作物的生長,需要現場結合實際情況使用各種傳感器、執 行器、顯示系統、視頻監控等;種類和數目繁多的前端設備,對數據的傳輸和設 備控制方式也提出來了更多的要求。

     

          目前行業中傳輸層大多采用:485 總線的、以太網的、WIFI 的、ZIGBEE 的、 藍牙的等等;經過多年來的技術推廣和迭代,目前 LoRa 無線傳輸在大棚中得到 了更好的應用和廣泛應用;結合市場需求,云涌物聯推出了一系列的物聯網通訊 終端設備,功能涵蓋:本地傳感器的交互通訊、本地執行器的控制、本地設備的 無線組網、數據遠程傳輸等等。

     

          方案組成

     

     方案總體框架圖

     

    LoRa 組網框

     

    RS485 組網框架

     

          1. 傳感器部分

          屬于感知層,負責環境、設備狀態的感知和執行器的控制;

          具體包含:獲取空氣溫度、濕度、光照強度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、 葉面濕度、露點溫度等環境參數及視頻圖像,通過對傳感器上傳的數據分析,遠 程或自動控制濕簾風機、噴淋滴灌、內外遮陽、頂窗側窗、加溫補光、內遮陽、 外遮陽、風機、濕簾水泵、頂部通風、電磁閥等設備。

          2. 數據傳輸

          該屬于傳輸層,應用了多種 RTU(IO 控制器)和 DTU(數傳電臺)設備, 負責本地環境、設備狀態數據的傳輸與控制;

          一方面采用 RS485、RS232、DI、DO、AI 技術對感知層設備進行是數據獲 取和指令下發,完成與傳感器設備的聯通;

          另一方面采用無線 LoRa、有線 RS485、以太網技術,通過組網方式將數據 進行匯總和分發;網絡可進行本地無線和有線遠程傳輸;

    智能測控裝置、智能環境監測裝置分布較散,可以通過 LoRa 無線進行數據 的采集和傳輸,采用 LoRa 擴頻技術,抗干擾能力增強,傳輸距離遠,并且功耗小。

          一體化控制器、空氣調節系統等比較復雜的設備,還有各種執行器,比如噴 淋、滴灌、卷簾、風機等,可以通過 RTU 進行控制或者協議透傳,讓網關執行更為復雜的應用和協議控制。

          針對現場不好布線的問題,也可以采用無線 RTU,進行遠距離的采集和控制, 適用于遠距離無線報警、開關控制、水箱注水自動化等。

          3. 數據處理

          該部分主要應用智能(邊緣)網關(主機)對數據進行匯總、上報和分析, 結合具體的控制策略,對設備進行控制操作。

          針對用戶不同的成本、應用需求,可以采用不同的設備:

          1)采控主機

          采用單片機方案,成本低,該主機配備串口通訊、以太網、4G 通訊和 IO 檢測,可以通過 RS485、LoRa 進行數據采集和指令下發;可以連接串口屏 幕,進行數據的本地顯示和簡單的控制方案配置;可以連接遠程服務器進行 遠程配置和數據交互;該設備支持深度的定制開發。

          2)智能網關

          該網管采用 Linux 操作系統,配備 LoRa 無線,可與現場 LoRa DTU 進 行組網;帶有本地 WebServer,方便本地瀏覽器進行網關配置和信息查看; 帶有本地數據庫,可進行數據的存儲和調閱;帶有豐富的外圍接口,可以直 接連接現場設備和傳感器;支持二次開發,開放交叉編譯工具,可使用 C、 C++、python;帶有 WIFI 或者 4G 網絡,可與平臺進行通訊。

          3)邊緣主機

          該設備采用 4 核高性能 CPU,Linux 操作系統,具有 3 路 DI、3 路 DO、2 路 RS485、RS232、2 個 USB、2 個 SFP、6 個 ETH、配置 4G、WIFI、LORA; 內部還擴展有 SATA、PCIE 2.0、MiniPcie、SPI、多路 GPIO 等;適合大規模的溫室 大棚或者多個大棚的密集區域,可進行大數據量的數據匯總、處理、分發、儲存 等,可以進行大數據的模型計算和大棚數據綜合分析。

          4. 數據顯示

          在該方案中,數據的查看或者設備的配置操作,可以通過多種方案實現:

          1)可以使用本地的串口屏,該串口屏可以通過 RS485 或者 LoRa 無線連接 到采控主機或者網關上;無線的連接方式使得屏幕的安裝位置不再受距 離限制,方便了設備的遠距離操控;

          2)可以將數據顯示在 LED 大屏上,放置公共區域,方便實時信息查看;

          3)可以使用本地電腦登錄到網關上進行瀏覽器查看;

          4)用戶也可以使用網關將數據傳輸到第三方云平臺上,進行遠程的查看。

     

          方案特點

          1.穩定的 Lora 物聯網通訊技術

          LoRa 無線技術具備高性能、遠距離、低功耗的特點,支持大規模組網,測 距和定位等方面突出的特點,使得“終端+網關”成為物聯網大規模推廣應用的 一種理想的技術選擇。

    本方案的 LoRa 設備頻率信號多達 84 個,多種配置選擇,可以有效避免與其 他組網頻率或者干擾頻率串擾。 

     

     

          2.靈活的物聯網通訊方式

          組網方式:本方案中既支持 RS485 有線組網方式,也支持 LoRa 無線的組網 方式,兩種方式可以共存;LoRa 支持定點傳輸和組網傳輸,根據需要也靈活選擇,用戶可以在不同頻段上進行設備組網,使多個大棚或者設備組共存;

          通訊轉換:可以使用 Lora DTU 連接 RTU 讓其具備無線組網的能力,可以使 用無線DTU連接RTU讓其具備無線傳輸能力;方案中還有以太網型RTU和LoRa 網關,可以讓本地設備直接入“大網”上平臺,讓本地有線和無線網絡具備遠程 通訊能力,直接加入云平臺;

          3.簡便的現場部署方式

          無線化的部署方式,可以讓設備就近取電,方便更好的檢測和控制;也節約 了布線成本和人工消耗,降低了走線帶來的安全隱患,盡可能的不破壞原有的建 筑環境。

     

          方案設備

     

     

    網關/主機:

    設備名稱

    設備型號

    通訊接口

    產品特點

    邊緣計算主機

    YG-Q83C4WL-20S

    6xETH/2xSFP/4xRS485/4G/LoRa

    Linux/卓越性能/接口豐富/可二次開發

    智能網關

    YG-S24C4L-20H

    2xETH/4xRS485/4G

    Linux/高性能/可二次開發

    采控主機

    YG-M12C4-20S

    ETH/4xDI/4xDO/2xPOUT/2xRS485/4G

    單片機版、接口豐富、帶有電源輸出、可定制開發

    LoRa 網關

    YG-M10L-20H

    LoRa/ETH

    新一代LoRa、抗干擾、以太網網關,可與Lora模組、LoRa DTU

    DTU

    設備名稱

    設備型號

    通訊接口

    產品特點

    LoRa DTU

    YD-M01L-20B

    LoRa/RS485/RS232

    多級中繼組網/寬電壓供電/LoRa擴頻技術/加密傳輸/

    高速DTU

    YD-M01G2-20B

    2.4GHz/RS485/RS232

    全雙工、高速透傳

    串口服務器:

    設備名稱

    設備型號

    通訊接口

    產品特點

    單串口

    服務器

    YS-M110-20B

    RS485/RS232/RS422

    ETH

    RS485+RS232轉以太網,雙向轉換

    RTU

    設備名稱

    設備型號

    通訊接口

    產品特點

    12IO RTU

    YR-M110-20P

    (4440)

    4xDI/4xDO/4xAI/RS485/ETH

    干節點輸入,420mA差分模擬輸入,C型繼電器輸出,RS485/以太網網絡IO

    8 IO RTU

    YR-M010-20P

    (4400)

    4xDI/4xDO/RS485

    干節點輸入,C型繼電器輸出,導軌安裝

    IO無線RTU

    YR-M01L-10B

    (2200)

    無線/2xDI/2xDO/RS485

    自動跳頻、RS485控制、成對以上使用

     

    • 分類:工業物聯網
    • 作者:
    • 來源:
    • 發布時間:2022-06-21
    • 訪問量:964
    詳情

          方案概述

          近年來農業自動化的水平正在飛速提升,物聯網技術在溫室大棚中已經得到 了很好地推廣和應用。針對傳統種植中的高度依賴人工、作物環境控制滯后、大 棚環境不達標、人工成本高、工作效率低等缺陷,現代化大棚都能得到很好的改 善和解決,也使得大棚種植更加規范和高效。

     

          在大棚種植中,作物生長環境與狀態、各種設備的控制與狀態是保障種植的 關鍵,為了更好的保證作物的生長,需要現場結合實際情況使用各種傳感器、執 行器、顯示系統、視頻監控等;種類和數目繁多的前端設備,對數據的傳輸和設 備控制方式也提出來了更多的要求。

     

          目前行業中傳輸層大多采用:485 總線的、以太網的、WIFI 的、ZIGBEE 的、 藍牙的等等;經過多年來的技術推廣和迭代,目前 LoRa 無線傳輸在大棚中得到 了更好的應用和廣泛應用;結合市場需求,云涌物聯推出了一系列的物聯網通訊 終端設備,功能涵蓋:本地傳感器的交互通訊、本地執行器的控制、本地設備的 無線組網、數據遠程傳輸等等。

     

          方案組成

     

     方案總體框架圖

     

    LoRa 組網框

     

    RS485 組網框架

     

          1. 傳感器部分

          屬于感知層,負責環境、設備狀態的感知和執行器的控制;

          具體包含:獲取空氣溫度、濕度、光照強度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、 葉面濕度、露點溫度等環境參數及視頻圖像,通過對傳感器上傳的數據分析,遠 程或自動控制濕簾風機、噴淋滴灌、內外遮陽、頂窗側窗、加溫補光、內遮陽、 外遮陽、風機、濕簾水泵、頂部通風、電磁閥等設備。

          2. 數據傳輸

          該屬于傳輸層,應用了多種 RTU(IO 控制器)和 DTU(數傳電臺)設備, 負責本地環境、設備狀態數據的傳輸與控制;

          一方面采用 RS485、RS232、DI、DO、AI 技術對感知層設備進行是數據獲 取和指令下發,完成與傳感器設備的聯通;

          另一方面采用無線 LoRa、有線 RS485、以太網技術,通過組網方式將數據 進行匯總和分發;網絡可進行本地無線和有線遠程傳輸;

    智能測控裝置、智能環境監測裝置分布較散,可以通過 LoRa 無線進行數據 的采集和傳輸,采用 LoRa 擴頻技術,抗干擾能力增強,傳輸距離遠,并且功耗小。

          一體化控制器、空氣調節系統等比較復雜的設備,還有各種執行器,比如噴 淋、滴灌、卷簾、風機等,可以通過 RTU 進行控制或者協議透傳,讓網關執行更為復雜的應用和協議控制。

          針對現場不好布線的問題,也可以采用無線 RTU,進行遠距離的采集和控制, 適用于遠距離無線報警、開關控制、水箱注水自動化等。

          3. 數據處理

          該部分主要應用智能(邊緣)網關(主機)對數據進行匯總、上報和分析, 結合具體的控制策略,對設備進行控制操作。

          針對用戶不同的成本、應用需求,可以采用不同的設備:

          1)采控主機

          采用單片機方案,成本低,該主機配備串口通訊、以太網、4G 通訊和 IO 檢測,可以通過 RS485、LoRa 進行數據采集和指令下發;可以連接串口屏 幕,進行數據的本地顯示和簡單的控制方案配置;可以連接遠程服務器進行 遠程配置和數據交互;該設備支持深度的定制開發。

          2)智能網關

          該網管采用 Linux 操作系統,配備 LoRa 無線,可與現場 LoRa DTU 進 行組網;帶有本地 WebServer,方便本地瀏覽器進行網關配置和信息查看; 帶有本地數據庫,可進行數據的存儲和調閱;帶有豐富的外圍接口,可以直 接連接現場設備和傳感器;支持二次開發,開放交叉編譯工具,可使用 C、 C++、python;帶有 WIFI 或者 4G 網絡,可與平臺進行通訊。

          3)邊緣主機

          該設備采用 4 核高性能 CPU,Linux 操作系統,具有 3 路 DI、3 路 DO、2 路 RS485、RS232、2 個 USB、2 個 SFP、6 個 ETH、配置 4G、WIFI、LORA; 內部還擴展有 SATA、PCIE 2.0、MiniPcie、SPI、多路 GPIO 等;適合大規模的溫室 大棚或者多個大棚的密集區域,可進行大數據量的數據匯總、處理、分發、儲存 等,可以進行大數據的模型計算和大棚數據綜合分析。

          4. 數據顯示

          在該方案中,數據的查看或者設備的配置操作,可以通過多種方案實現:

          1)可以使用本地的串口屏,該串口屏可以通過 RS485 或者 LoRa 無線連接 到采控主機或者網關上;無線的連接方式使得屏幕的安裝位置不再受距 離限制,方便了設備的遠距離操控;

          2)可以將數據顯示在 LED 大屏上,放置公共區域,方便實時信息查看;

          3)可以使用本地電腦登錄到網關上進行瀏覽器查看;

          4)用戶也可以使用網關將數據傳輸到第三方云平臺上,進行遠程的查看。

     

          方案特點

          1.穩定的 Lora 物聯網通訊技術

          LoRa 無線技術具備高性能、遠距離、低功耗的特點,支持大規模組網,測 距和定位等方面突出的特點,使得“終端+網關”成為物聯網大規模推廣應用的 一種理想的技術選擇。

    本方案的 LoRa 設備頻率信號多達 84 個,多種配置選擇,可以有效避免與其 他組網頻率或者干擾頻率串擾。 

     

     

          2.靈活的物聯網通訊方式

          組網方式:本方案中既支持 RS485 有線組網方式,也支持 LoRa 無線的組網 方式,兩種方式可以共存;LoRa 支持定點傳輸和組網傳輸,根據需要也靈活選擇,用戶可以在不同頻段上進行設備組網,使多個大棚或者設備組共存;

          通訊轉換:可以使用 Lora DTU 連接 RTU 讓其具備無線組網的能力,可以使 用無線DTU連接RTU讓其具備無線傳輸能力;方案中還有以太網型RTU和LoRa 網關,可以讓本地設備直接入“大網”上平臺,讓本地有線和無線網絡具備遠程 通訊能力,直接加入云平臺;

          3.簡便的現場部署方式

          無線化的部署方式,可以讓設備就近取電,方便更好的檢測和控制;也節約 了布線成本和人工消耗,降低了走線帶來的安全隱患,盡可能的不破壞原有的建 筑環境。

     

          方案設備

     

     

    網關/主機:

    設備名稱

    設備型號

    通訊接口

    產品特點

    邊緣計算主機

    YG-Q83C4WL-20S

    6xETH/2xSFP/4xRS485/4G/LoRa

    Linux/卓越性能/接口豐富/可二次開發

    智能網關

    YG-S24C4L-20H

    2xETH/4xRS485/4G

    Linux/高性能/可二次開發

    采控主機

    YG-M12C4-20S

    ETH/4xDI/4xDO/2xPOUT/2xRS485/4G

    單片機版、接口豐富、帶有電源輸出、可定制開發

    LoRa 網關

    YG-M10L-20H

    LoRa/ETH

    新一代LoRa、抗干擾、以太網網關,可與Lora模組、LoRa DTU

    DTU

    設備名稱

    設備型號

    通訊接口

    產品特點

    LoRa DTU

    YD-M01L-20B

    LoRa/RS485/RS232

    多級中繼組網/寬電壓供電/LoRa擴頻技術/加密傳輸/

    高速DTU

    YD-M01G2-20B

    2.4GHz/RS485/RS232

    全雙工、高速透傳

    串口服務器:

    設備名稱

    設備型號

    通訊接口

    產品特點

    單串口

    服務器

    YS-M110-20B

    RS485/RS232/RS422

    ETH

    RS485+RS232轉以太網,雙向轉換

    RTU

    設備名稱

    設備型號

    通訊接口

    產品特點

    12IO RTU

    YR-M110-20P

    (4440)

    4xDI/4xDO/4xAI/RS485/ETH

    干節點輸入,420mA差分模擬輸入,C型繼電器輸出,RS485/以太網網絡IO

    8 IO RTU

    YR-M010-20P

    (4400)

    4xDI/4xDO/RS485

    干節點輸入,C型繼電器輸出,導軌安裝

    IO無線RTU

    YR-M01L-10B

    (2200)

    無線/2xDI/2xDO/RS485

    自動跳頻、RS485控制、成對以上使用

     

    解決方案

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