一、整體方案概述
1、概述

在現有的耕地、草場、林木等土地、山地上，按照需求布置相應測量點，對區域內不同深度的土壤溫度、土壤水分等關系到植物、作物、林木等長勢相關的信息數據進行測量和采集，并進行數據的積累和挖掘，可以實現對每個地區、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，還可以實現節水、節能、提高單產和成活率，最終達到增收的目的。

2、特點

①    實現對地面溫度、濕度、光照、雨量、風速、風向、氣壓等信息的采集；

②    實現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網絡覆蓋面積廣，采集數據方便；

④    電池、太陽能、市電等多種供電方式，布置監測點不受電源限制；

⑤    高可靠、寬溫度工作范圍和室外防護設計，滿足野外室外環境部署；

⑥    智能化管理軟件，可反應每個終端盒監測點工作狀態，省去維護煩惱；

二、具體實施方案

1、概述

本實例為黑龍江省農場大田監測系統。此大田的主要作物是水稻，此項目通過物聯網網關，獲取相應傳感器的環境值，監測大田的空氣溫濕度、土壤溫度、照度以及風速、風向等，運用攝像頭觀察大田作物生長狀況，無線遙控大田機械設備。主要目的是長時間監測這些環境值，通過數據作出具體的種植方案和農場土地現代化方案，實現增產增收。

2、現場環境

農場為開闊大田，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、主要設備

①    KL-H1100物聯網網關 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    風速傳感器 1只

⑦    風向傳感器 1只

⑧    簡易雨量傳感器 1只

⑨    環境防護箱 若干只

注：JZH-013-D、JZH-011-D為節點型無線傳感器。

4、布點方案

①    將KL-H1100物聯網網關作為主站放在有AC 220V電源供電處。

②    將JZH-314采集模塊和大氣壓力變送器、風速傳感器、風向傳感器、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關放在防護箱中。

5、硬件安裝方案

①    將放有KL-H1100物聯網網關的防護箱掛在高處，易于接受傳感器信號。

②    傳感器防護箱需要掛到立桿上，或者自己做三腳架支撐防護箱。

③    可在整塊大田中加入路由型傳感器，增強網絡穩定性和傳輸距離。

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、設備的防護

在實際應用當中，由于網關和傳感器不是完全密封的，因此，需要防護箱來保護設備。

①防護箱的制作

防護箱的大小可根據設備大小來決定，如果一個防護箱只需要保護一只傳感器，箱子可以適當選擇小一點，如果在一個監控點需要多只傳感器，箱體可以適當的放大。網關和傳感器背部都有兩個葫蘆孔，可用來懸掛在立體壁上，所以需要在箱體內部安裝2個固定懸掛點，完成設備的懸掛。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SMAKY銅質接頭。

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關，也可以在箱體中放兩只設備。

7、ZigBee組網

詳見KL-H1100物聯網網關說明書。

①    網關登陸

首先用交叉網線使網關和PC機直連，打開網頁輸入IP192.168.0.222， 進入網關的web配置頁面，進入網關配置頁。

登錄頁面：用戶名：admin     密碼：admin

②    設置網絡參數（時間）

③設置網關網絡頻點和網絡ID

網絡頻點為“0x04”、“0x09”、“0x0E”、“0x0F”時網絡狀況最好，干擾源最少。此網絡頻點和網絡ID設置為“0x09”和 “0x0020”。

④    設置傳感器網絡頻點和網絡ID

用手操器設置傳感器網絡頻點和網絡ID,分別為0x09和0x0020，詳細設置步驟見“JZH-PZQ ZigBee網絡配置器使用說明書”。

⑤    傳感器入網

在新節點列表里查看傳感器，并進行入網配置。

在節點映射表中，設置傳感器的設備地址（各只傳感器不能重復），設備名稱為客戶自定義，掉線時間為傳感器主動上報時間的兩到三倍，例如，傳感器主動上報時間為60秒，網關掉線時間可設置為180秒。傳感器主動上報時間設置見傳感器說明書。

不斷重復上述步驟，直到所有傳感器入網。

ZigBee網絡配置完畢，回到ZigBee網絡參數頁，保存ZigBee網絡

可以在節點數據顯示頁查看傳感器的監控值。

⑥    網關服務模式及3G參數設置

因為在大田不方便建造機房、拉網線，所以網關服務以3G無線為主。3G上網卡為電信EC122上網卡。工作模式為服務器模式，3G上網通過綁定域名，用域名來實現網絡訪問。

3G接入：

添加域名：

服務器模式：

 8、布點微調

如果出現有的傳感器沒有上報數據，可對傳感器位置進行調整，將傳感器位置拉近，如果還不能上報數據，可增加路由型傳感器，來增大傳輸距離。

9、軟件監控

①    用戶可基于Modbus TCP通訊協議開發上位機軟件。

②    用戶可基于數據庫的二次開發來編寫上位機軟件。