一、整體方案概述
1、概述

在現(xiàn)有的耕地、草場、林木等土地、山地上，按照需求布置相應(yīng)測量點(diǎn)，對區(qū)域內(nèi)不同深度的土壤溫度、土壤水分等關(guān)系到植物、作物、林木等長勢相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行測量和采集，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的積累和挖掘，可以實(shí)現(xiàn)對每個(gè)地區(qū)、地塊的布局，如：什么樣的田適合種植什么樣的作物，什么樣的山地適合種植什么樣的樹木。同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)能、提高單產(chǎn)和成活率，最終達(dá)到增收的目的。

2、特點(diǎn)

①    實(shí)現(xiàn)對地面溫度、濕度、光照、雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓等信息的采集；

②    實(shí)現(xiàn)對地下或水下土壤溫度、土壤水分、氮磷鉀、水位、溶氧、PH值的信息采集；

③    具有3G無線通訊功能，ZigBee網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積廣，采集數(shù)據(jù)方便；

④    電池、太陽能、市電等多種供電方式，布置監(jiān)測點(diǎn)不受電源限制；

⑤    高可靠、寬溫度工作范圍和室外防護(hù)設(shè)計(jì)，滿足野外室外環(huán)境部署；

⑥    智能化管理軟件，可反應(yīng)每個(gè)終端盒監(jiān)測點(diǎn)工作狀態(tài)，省去維護(hù)煩惱；

二、具體實(shí)施方案

1、概述

本實(shí)例為黑龍江省農(nóng)場大田監(jiān)測系統(tǒng)。此大田的主要作物是水稻，此項(xiàng)目通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，獲取相應(yīng)傳感器的環(huán)境值，監(jiān)測大田的空氣溫濕度、土壤溫度、照度以及風(fēng)速、風(fēng)向等，運(yùn)用攝像頭觀察大田作物生長狀況，無線遙控大田機(jī)械設(shè)備。主要目的是長時(shí)間監(jiān)測這些環(huán)境值，通過數(shù)據(jù)作出具體的種植方案和農(nóng)場土地現(xiàn)代化方案，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收。

2、現(xiàn)場環(huán)境

農(nóng)場為開闊大田，水稻為主要種植作物，大田相對空曠，行人稀少，干擾源少，有利于ZigBee無線網(wǎng)通訊。但是大田AC 220V電源稀少，只有在大田中心處有一處外供電，其他位置無供電。

3、主要設(shè)備

①    KL-H1100物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 1只

②    JZH-013-D 溫度、濕度、照度、土壤溫度無線傳感器 2只

③    JZH-011-D溫度、濕度、土壤溫度無線傳感器 8只

④    JQYB-A大氣壓力變送器 1只

⑤    JZH-314無線采集模塊 1只

⑥    風(fēng)速傳感器 1只

⑦    風(fēng)向傳感器 1只

⑧    簡易雨量傳感器 1只

⑨    環(huán)境防護(hù)箱 若干只

注：JZH-013-D、JZH-011-D為節(jié)點(diǎn)型無線傳感器。

4、布點(diǎn)方案

①    將KL-H1100物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)作為主站放在有AC 220V電源供電處。

②    將JZH-314采集模塊和大氣壓力變送器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、簡易雨量傳感器組成小型氣象站，放到主站附近。

③    將JZH-011-D和JZH-013-D分別以基站為中心輻射開來，距離主站<400米，如需放到更遠(yuǎn)的地方，則需要中間加入太陽能供電的路由型傳感器。

注：需要把傳感器以及網(wǎng)關(guān)放在防護(hù)箱中。

5、硬件安裝方案

①    將放有KL-H1100物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的防護(hù)箱掛在高處，易于接受傳感器信號。

②    傳感器防護(hù)箱需要掛到立桿上，或者自己做三腳架支撐防護(hù)箱。

③    可在整塊大田中加入路由型傳感器，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和傳輸距離。

注：由于大田地面較軟，在沒有立桿的情況下，建議客戶用三腳架。

6、設(shè)備的防護(hù)

在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，由于網(wǎng)關(guān)和傳感器不是完全密封的，因此，需要防護(hù)箱來保護(hù)設(shè)備。

①防護(hù)箱的制作

防護(hù)箱的大小可根據(jù)設(shè)備大小來決定，如果一個(gè)防護(hù)箱只需要保護(hù)一只傳感器，箱子可以適當(dāng)選擇小一點(diǎn)，如果在一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)需要多只傳感器，箱體可以適當(dāng)?shù)姆糯蟆＞W(wǎng)關(guān)和傳感器背部都有兩個(gè)葫蘆孔，可用來懸掛在立體壁上，所以需要在箱體內(nèi)部安裝2個(gè)固定懸掛點(diǎn)，完成設(shè)備的懸掛。由于箱體中影響信號的傳輸，因此需要用天線延長線將天線引到箱體外部，來解決信號的傳輸問題。

②天線延長線的規(guī)格要求

天線延長線采用2.4G饋線，延長線距離不大于20厘米，接頭為SAM轉(zhuǎn)SMAKY銅質(zhì)接頭。

③箱體中傳感器為JZH-0系列傳感器，也可將箱中傳感器換為網(wǎng)關(guān)，也可以在箱體中放兩只設(shè)備。

7、ZigBee組網(wǎng)

詳見KL-H1100物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)說明書。

①    網(wǎng)關(guān)登陸

首先用交叉網(wǎng)線使網(wǎng)關(guān)和PC機(jī)直連，打開網(wǎng)頁輸入IP192.168.0.222， 進(jìn)入網(wǎng)關(guān)的web配置頁面，進(jìn)入網(wǎng)關(guān)配置頁。

登錄頁面：用戶名：admin     密碼：admin

②    設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（時(shí)間）

③設(shè)置網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)ID

網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)為“0x04”、“0x09”、“0x0E”、“0x0F”時(shí)網(wǎng)絡(luò)狀況最好，干擾源最少。此網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)ID設(shè)置為“0x09”和 “0x0020”。

④    設(shè)置傳感器網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)ID

用手操器設(shè)置傳感器網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)ID,分別為0x09和0x0020，詳細(xì)設(shè)置步驟見“JZH-PZQ ZigBee網(wǎng)絡(luò)配置器使用說明書”。

⑤    傳感器入網(wǎng)

在新節(jié)點(diǎn)列表里查看傳感器，并進(jìn)行入網(wǎng)配置。

在節(jié)點(diǎn)映射表中，設(shè)置傳感器的設(shè)備地址（各只傳感器不能重復(fù)），設(shè)備名稱為客戶自定義，掉線時(shí)間為傳感器主動(dòng)上報(bào)時(shí)間的兩到三倍，例如，傳感器主動(dòng)上報(bào)時(shí)間為60秒，網(wǎng)關(guān)掉線時(shí)間可設(shè)置為180秒。傳感器主動(dòng)上報(bào)時(shí)間設(shè)置見傳感器說明書。

不斷重復(fù)上述步驟，直到所有傳感器入網(wǎng)。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)配置完畢，回到ZigBee網(wǎng)絡(luò)參數(shù)頁，保存ZigBee網(wǎng)絡(luò)

可以在節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示頁查看傳感器的監(jiān)控值。

⑥    網(wǎng)關(guān)服務(wù)模式及3G參數(shù)設(shè)置

因?yàn)樵诖筇锊环奖憬ㄔ鞕C(jī)房、拉網(wǎng)線，所以網(wǎng)關(guān)服務(wù)以3G無線為主。3G上網(wǎng)卡為電信EC122上網(wǎng)卡。工作模式為服務(wù)器模式，3G上網(wǎng)通過綁定域名，用域名來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問。

3G接入：

添加域名：

服務(wù)器模式：

 8、布點(diǎn)微調(diào)

如果出現(xiàn)有的傳感器沒有上報(bào)數(shù)據(jù)，可對傳感器位置進(jìn)行調(diào)整，將傳感器位置拉近，如果還不能上報(bào)數(shù)據(jù)，可增加路由型傳感器，來增大傳輸距離。

9、軟件監(jiān)控

①    用戶可基于Modbus TCP通訊協(xié)議開發(fā)上位機(jī)軟件。

②    用戶可基于數(shù)據(jù)庫的二次開發(fā)來編寫上位機(jī)軟件。