智能農(nóng)業(yè)無線監(jiān)控系統(tǒng)是一種結(jié)合了計算機自控技術、智能傳感技術等高科技手段的資源節(jié)約型高效設施農(nóng)業(yè)技術，它主要是根據(jù)環(huán)境的溫度、濕度、二氧化碳含量、光合有效輻射以及土壤狀況等因素，來控制溫室內(nèi)的各項指標，以創(chuàng)造出適合作物生長的最佳環(huán)境。很顯然如何能夠準確、穩(wěn)定、方便的得到這些環(huán)境信息就成為整套系統(tǒng)的關鍵。隨著近幾年短距離無線通信的發(fā)展，新興的無線傳感網(wǎng)技術為智能溫室系統(tǒng)中的傳感環(huán)節(jié)提供了有力的技術保障。

北京威訊紫晶科技有限公司現(xiàn)為北京中關村物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事單位，依靠多年來在短程無線通信標準、芯片和傳感網(wǎng)技術領域的積累，獨立研發(fā)了支持大規(guī)模自組織、具有同步功能的、低功耗的無線傳感網(wǎng)絡的協(xié)議棧USSN(Ultra-Scale SensorNetworks)。USSN是指由若干節(jié)點通過無線方式互相連接成的網(wǎng)絡。網(wǎng)絡中任意一點的數(shù)據(jù)都可以被其他鄰近的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)可以擴大網(wǎng)絡覆蓋范圍。終端節(jié)點數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳遞后匯集到網(wǎng)關，再由網(wǎng)關通過其他通訊協(xié)議和方式傳送給上位機，如圖所示圖：威訊紫晶以USSN技術為基礎，結(jié)合了多種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，開發(fā)了具有自主獨立知識產(chǎn)權的智能農(nóng)業(yè)無線監(jiān)控系統(tǒng)，能夠提供全天候、無人看守、免維護且不依賴電源的無線監(jiān)控服務。

系統(tǒng)架構：

整套系統(tǒng)由無線數(shù)據(jù)采集器、無線開關控制器、無線數(shù)據(jù)網(wǎng)關(可多個)、PC和網(wǎng)絡服務器(可選)組成，結(jié)構如下圖。網(wǎng)關與采集器和控制器采用USSN傳感網(wǎng)技術進行無線連接，每個網(wǎng)關下面可同時連接上百個終端設備，且所有終端自動組網(wǎng)，同步工作。網(wǎng)關與PC或網(wǎng)絡服務器則通過以太網(wǎng)或移動通訊網(wǎng)絡連接。網(wǎng)關在系統(tǒng)中處于核心地位，所有傳感器采集的數(shù)據(jù)都要匯集到網(wǎng)關中，所有對終端的控制指令也都要通過網(wǎng)關向下發(fā)送。網(wǎng)關內(nèi)置了強大的操作系統(tǒng)，可對網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)進行維護和儲存。PC機通過網(wǎng)線或局域網(wǎng)直接登陸網(wǎng)關后，可進行系統(tǒng)設置、采集網(wǎng)絡管理、查看數(shù)據(jù)、繪制圖表、導出數(shù)據(jù)等操作。網(wǎng)關同時具備遠傳能力，通過局域網(wǎng)或3G將所有的配置數(shù)據(jù)和采集數(shù)據(jù)一并傳到網(wǎng)絡服務器上，此種模式支持多用戶同時登陸網(wǎng)絡服務器對網(wǎng)關的數(shù)據(jù)進行查看。

系統(tǒng)功能描述：

無線數(shù)據(jù)網(wǎng)關和網(wǎng)絡服務器都提供了功能強大，且界面友好的軟件。用戶根據(jù)不同操作權限登陸網(wǎng)關或網(wǎng)絡服務器后，可進行系統(tǒng)設置、采集網(wǎng)絡管理、查看數(shù)據(jù)、繪制圖表、導出數(shù)據(jù)等操作。

1) 系統(tǒng)監(jiān)控

所有用戶登陸后都可對傳感網(wǎng)內(nèi)所有在網(wǎng)傳感器的實時數(shù)據(jù)進行查看，并支持分類查看和檢索的功能，針對選定的節(jié)點，系統(tǒng)可繪制曲線，方便用戶研究數(shù)據(jù)短期趨勢變化。

在查看歷史數(shù)據(jù)方面軟件也提供了很好的篩選功能，方便用戶準確的掌握傳感器數(shù)值變化，并可以用繪制曲線的方式進行趨勢的研究，如下圖。

2) 設備管理

在此界面下用戶可對無線傳感網(wǎng)內(nèi)的所有節(jié)點的認證、組網(wǎng)、拓撲結(jié)構和個性化信息進行管理。此部分是網(wǎng)關的核心，也是整套無線監(jiān)控系統(tǒng)的核心，只有所有的無線采集器和控制器正常的組網(wǎng)后，數(shù)據(jù)上傳和控制操作才能實現(xiàn)。

3) 報警管理

在報警管理模塊中，用戶可以單獨對某個采集器或批量對同類型的采集器進行報警的設置，內(nèi)容包括數(shù)值上下限、是否開啟報警功能、發(fā)送報警短信的手機號碼以及報警的電子郵件地址。當有傳感器超過預設的限定值時，在監(jiān)控界面上會以紅色對該節(jié)點進行標示，同時按照預設的報警方式進行報警。軟件會對所有的報警進行記錄，方便用戶查看。

4) 數(shù)據(jù)維護

軟件提供數(shù)據(jù)維護的功能，其中包括所有傳感器數(shù)據(jù)的導出備份，網(wǎng)關設置的導入導出，網(wǎng)絡配置的導入導出等等。

5) 控制管理

軟件支持手動和自動兩種方式對開關控制器進行控制。手動模式下，用戶可通過界面上的按鈕對如卷膜機、卷簾機、風機等設備進行開關控制。在自動模式下，系統(tǒng)將按照用戶預先設定的策略對所有的設備進行控制。用戶可以根據(jù)需求自己定義組合條件的控制策略。

6) 系統(tǒng)設置

在系統(tǒng)設置模塊中，用戶可對網(wǎng)關工作模式進行設定，決定網(wǎng)關是否要與公網(wǎng)服務器進行通訊和數(shù)據(jù)上傳。另外用戶可在此模塊中，對諸如網(wǎng)關的局域網(wǎng)IP地址、動態(tài)域名解析、WIFI等與網(wǎng)絡連接有關的參數(shù)進行配置。

系統(tǒng)特點：

系統(tǒng)采用 3G+USSN 的全無線架構，無需布線施工，維護成本低

USSN 無線傳感器網(wǎng)絡技術符合IEEE802.15.4C 國際標和CWPAN 國家標準，綠色、環(huán)保、無輻射

USSN 傳感網(wǎng)具有全網(wǎng)同步的超低功耗特性，節(jié)能的傳感器節(jié)點使用普通電池供電可工作1 年以上

網(wǎng)絡自動負載均衡，網(wǎng)絡內(nèi)所有無線節(jié)點功耗可評估，且功耗相仿

自動組網(wǎng)、自維護、網(wǎng)絡連接可視，全天候穩(wěn)定運行，無需人工干涉

所有的無線采集器安裝簡便，即插即用，可以任意改變安裝位置，不受線纜的束縛

良好的網(wǎng)絡擴展能力，隨意增加和減少采集終端數(shù)量，同一網(wǎng)絡中可支持幾百個采集器和控制器

跳頻和加密認證機制，保證系統(tǒng)安全可靠運行

管理方式多樣，用戶可通過直接訪問網(wǎng)關或網(wǎng)絡服務器對所有的監(jiān)控進行管理

管理軟件界面友好，且功能強大，保證數(shù)據(jù)的記錄、分析及時準確，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠

無線傳感網(wǎng)獨立工作，無需繳納任何費用，多采集器數(shù)據(jù)統(tǒng)一通過一個網(wǎng)關發(fā)送，節(jié)省 3G 流量費