cookieOptions = {...}; .智慧閘道器在地質災害及農業領域的監測系統設計 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

3S MARKET

2019年5月13日 星期一

How IoT Is Changing Agriculture: 
What You need to Know



3S MARKET這篇報導把 AI、IoT 相關的技術,包括軟硬體,完整的介紹出來,應用在農業與防災的應用上,但台灣的展覽到目前,看不到這麼完整的智慧物聯網應用展出……

來源南潮信息科技



物聯網閘道器就像一座橋梁,連接感知網路與傳統通信網路,從而實現感知網路,和通信閘道器之間的數據傳輸與交互,包括不同類型感知網路之間的協議轉換,既能實現廣域互聯,也能實現局域互聯。

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示1:智慧閘道器

本篇文章主要介紹了基於智慧閘道器,在地質災害監測、農業智慧化管理領域的運用,及系統設計,從實際案例層面,全方位瞭解閘道器,在物聯網場景下的功能及使用。

地質災害網路監測解決方案
地質災害網路監測解決方案,主要運用先進的感測器技術資訊採集傳輸技術電腦資訊系統整合技術,結合地理資訊系統,透過提供專業監測儀器的定制、數據採集數據整合、實施到專業監測預警系統的產品等服務。

以滑坡網路監測系統為例,整體系統設計是以衛星導航高精度定位技術,與地下水、深部位移、降雨量等,多種感測監測技術相組合為核心,實現對滑坡體的隱憂狀態,進行無人值守的即時、動態的採集監測分析,並預警預報。

1)系統組成

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示2:地質災害網路監測系統架構圖

地質災害網路監測系統,主要由專業監測設備,和專業監測預警平台組成,在設備感應層,感測器透過監測採集不同的監測數據,在數據傳輸層進行匯總傳輸,智慧閘道器負責將底層監測設備,採集到的數據同步傳輸到系統中,透過數據接口匯入專業監測數據庫,透過預警分析計算引擎及分析模型,將價值數據推向監測預警平台,透過手機及Web端進行瀏覽、查詢、管理、分析,對地質災害點進行預警,及警後處理。

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示3:滑坡網路監測

2)監測內容

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農業智慧化管理
對於農作物來說,空氣的溫濕度土壤的溫濕度土壤的PH值光照的強度,以及空氣二氧化碳等數據,都是影響農作物生長品質的重要因素。目前,越來越多的瓜果蔬菜、水產養殖、溫室花卉,都開始採取物聯網手段,進行智化管理,從而實現智慧農業的智化管理及生長。

1)系統組成

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示4:智慧農業遠端監測架構圖

如上圖,當感測器將菜園的各個數據,進行精確採集之後,數據會進行上報,在上報傳輸的過程中,MCU 和智慧閘道器,成為底層數據與雲端服務的關鍵中間層級,以菜園數據上報的通訊協議為 ZigBee 為例,那麼 MCU 最好選擇一個帶有 ZigBee 模組的 MCU。

數據透過控制器,進行集合匯總及格式轉換之後,智慧閘道器負責數據的接收及上傳。 智慧閘道器的 Ethernet 和 GPRS 等遠端通信功能,將本地局域網採集的資訊,發送到遠端的伺服器或雲端,透過專家系統分析處理後分發的指令,透過智慧閘道器,發送到局域網內相應設備執行,伺服器或雲端同時做好數據的儲存,以及其他業務接口控制等。

2)監測內容
·將需要採集的數據透過光照感測器、空氣溫濕度感測器、二氧化碳感測器,以及土壤溫濕度感測器進行採集,準確獲取農作物生長環境中的各項數據;

·透過物聯網節點,將感測器採集到的各項數據,透過 ZigBee 協議,被物聯網智慧閘道器採集;

·除了感測器獲取各項環境數據,對於遠端控制設備,也需要透過節點傳輸到閘道器;

·物聯網智慧閘道器透過節點,採集到各項數據之後,透過 MQTT 傳輸協議上傳到雲端,進行數據分析及處理;

·雲端分析處理完數據之後,反饋到終端應用,包括手機端及 PC 端等,讓客戶即時獲取菜園農作物生長情況,及遠端管理;

·此外,數據到達終端之後,還可以提供即時監測功能、曲線圖功能,以及數據導出功能,讓客戶全方位的瞭解菜園的生長情況。

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示5:智慧菜園手機端

智慧閘道器:軟體定義硬體
智慧閘道器是一款,可以由軟體定義的,通用型工業物聯網閘道器,擁有豐富的工業驅動庫,可以覆蓋工業自動化能源採集光伏運維、智慧農業、智慧環測等眾多物聯網場景,用戶只需安裝不同的軟體,就可以實現不同場景的應用,此外還提供豐富的二次開發接口,用戶只需使用 Java Script 語言,就可以實現對硬體設備的二次開發。

工業閘道器具備以下特性:
1)豐富的硬體接口:擁有豐富的硬體接口,支持多種設備的連接,包括西門子、三菱、施耐德、台達、羅克韋爾等主流PLC,同時能連接逆變器、電表等設備;

2)快速完成配置:提供配置工具,操作人員只需連接設備,輸入IP地址,按步驟配置文件,即可快速完成配置;

3)二次開發更便捷:二次開發使用 JS 語言,程序員無需學習嵌入式驅動開發;

4)遠端維護與診斷:用戶透過Web遠端,即可完成對設備的OTA,包括故障診斷及修復升級等;

5)邊緣計算:實現數據到達閘道器這一層,就能完成聚合、優化、篩選等數據處理。

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示6:智慧閘道器(Gateway)結構圖

智慧閘道器的硬體資源如下所示:

·處理器為TI公司AM3352 CortexA8微處理器,工作頻率600MHz;

·晶片內置256MDDR3的 SDRAM,256MB的用戶可編程 Flash;

·板載基於SPI接口的256Mbit的 可編程 Flash;

·板載64Kbit的基於I2C接口的eeprom;

· 2路 100M 自適應Ethernet;

· 4路 RS-485 或者 RS-232接口;

· 2路 USB Host 接口

· 1路 DB9調試串口

· 1路 miniPCle

· 1個功能按鍵

· 2G/4G/GPS/WiFi/ZigBee(可選)


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