草莓温室大棚物联网解决方案

一、方案背景

近年来，随着温室农业的快速发展，草莓温室大棚种植面积不断扩大。然而，草莓生长对环境条件极为敏感，温度、湿度、光照、土壤水分等参数的变化直接影响其产量与品质。传统管理模式依赖人工经验，难以实现对环境因子的精准控制，尤其在极端天气频发、劳动力成本上升的背景下，温室管理的精细化、智能化需求日益迫切。

为此，某智慧农业服务商要求建设一套草莓温室环境监控系统，实现对温室内部多个环境参数的实时采集、远程监控与智能预警，提升草莓种植的科学化管理水平。对此，物通博联（WideIOT）提供高性价比、灵活组网的物联网解决方案。

二、前期调研

经过现场调研，草莓温室需接入的监测设备及数据类别如下：

1、温湿度传感器：空气温度、相对湿度（RS485，ModbusRTU协议）。

2、光照辐射传感器：光合有效辐射或太阳总辐射（RS485，ModbusRTU协议）。

3、土壤多参数传感器：土壤温度、含水率、电导率（RS485，ModbusRTU协议）。

4、二氧化碳浓度传感器：CO₂含量（RS485，ModbusRTU协议）。

5、风机、卷帘机、灌溉电磁阀：设备开关状态及远程控制（西门子PLC、以太网口、S7协议）。

三、系统架构及选型

1.感知层

每个温室大棚内部部署温湿度、光照、土壤多深度探头、CO₂传感器及环境控制PLC设备（风机、卷帘、滴灌阀）。传感器通信接口以RS485为主，协议统一为ModbusRTU；PLC为西门子S7-200SMART，采用S7协议。

2.传输层

采用物通博联WD140LoRa采集终端作为棚内数据汇聚节点，支持多路RS485传感器与PLC接入，并通过LoRa无线通信将数据上传至WG593工业智能网关。WG593通过4G网络，采用MQTT协议JSON报文将数据上报至云端平台。

·支持LoRa组网+4G上网的物联网架构

·具备4G、WiFi、有线以太网上网方式

·支持MQTT、TCP、HTTP等上行协议

·内置边缘计算能力，支持数据预处理

·支持断点续传、数据缓存、远程配置

·低功耗设计，适配太阳能/电池供电

·IP30防护等级，适用于高温高湿环境

3.平台层

农业云平台接收各网关上报的MQTT数据，解析后存入MySQL数据库，并提供可视化大屏、实时监测、历史曲线、设备控制、告警管理及农事记录等功能模块，实现从环境感知到设备控制的闭环管理。

四、实现功能

1、环境参数实时监测

对棚内温度、湿度、光照、CO₂、土壤水分等多要素进行分钟级采集，生成可视化曲线与日报/周报，辅助种植者掌握温室小气候演变规律。

2、远程联动控制

根据预设阈值（如温度过高、湿度过低），远程控制风机、卷帘机、灌溉电磁阀等设备状态，实现温室环境的精准调节，减少人力成本，提高响应速度。

3、远程监管与移动查看

管理人员可通过手机端或电脑端远程查看各棚区实时数据与设备状态，随时随地掌握温室运行情况，提升管理效率。

4、低功耗LoRa组网，降低布线成本

LoRa无线通信的方式，无需铺设长距离信号线，适用于大棚分散、子设备较多的场景，大幅降低施工难度与维护成本。

5、智能告警与分级通知

针对温度异常、湿度过高、土壤缺水、设备离线等情况设定多级告警策略，通过微信、短信、邮件等方式推送至相关负责人，确保及时处置。

6、数据报表与生产决策支持

系统自动生成环境日报、设备运行报表、能耗统计表等，支持按棚区、按时间段导出，为种植计划调整、品种优选和产量预测提供数据支撑。

7、跨系统数据共享

平台提供标准API接口，可将环境数据推送至上级农业监管平台或科研系统，助力区域农业数字化管理与科研协作。

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