农业物联网综合监控技术方案

目概述随着国家对农业发展的重视，以及人们对绿色饮食的关注，智慧农业成为当前备受关注的生态农业发展手段。作为农场园区的经营者最头疼的问题莫过于两点：一是所经营作物的销售途径问题；二是作物的生长状况及生产过程把控。透过远程实时监控农业园区的生产过程、生态环境、作业监督，更好地指导生产的同时，也打消了用户对绿色产品的顾虑，为营销问题大大的拓展了途径。多数经营者在园区安营扎寨日夜守护着，园区的规模越大，在看护上投入的费用和人力也就越多，这就严重制约了农业园区的发展和扩大。农业物联网综合监控技术的突破，利用软件平台和先进的硬件设备，建成支撑现代农业发展的物联网综合管理服务体系。建设农业物联网综合平台，覆盖全农场的决策指挥调度体系。在农业种植、水产养殖、畜禽养殖和大田种植监测上广泛应用农业物联网技术，实现精确感知、精准操作、精准管理，促进农产品产量增加、投入品减少、劳动力消耗减少、成本降低、质量提高、价格提升，以取得良好的经济效益、社会效益和生态效益。本次方案设计建立数字化视频监控，最终实现所有农场的平台互联互通，实现统一管理、统一调度，为智慧农业的科学种植和安全生产、管理系统提高效率做出贡献。频监控系统设计视频监控系统采用纯网络模式，前端全部采用网络摄像机，信号通过局域网传输，中心存储则采用 络直存方式。中心机房设置在监控中心旁，内部包含了存储子系统、管理控制子系统和集成联动等部分，是整个监控系统的核心，是软件平台的核心；在系统结构图如下：能说明全天候监控功能：通过安装的全天候监控设备，全天候24小时成像，实时监控办公楼室内外在农业种植、水产养殖、畜禽养殖、菜蔬大棚、种植周边等区域的安全状况；昼夜成像功能：方案中涉及到的云台球摄像机和固定枪式摄像机均采用红外模式的摄像机，可见光成像系统的彩色模式非常适合天气晴朗、能见度良好的状况下对监视范围内的观察监视识别；红外模式则具有优良的夜视性能和较高的视频分辨率，对于照度很低甚至0且在粮种培育基地有近25万平方的大面积棚区，需要考虑远距离红外的问题。高清成像功能：农业试验田需要清晰的监控田地农苗的长势、花期、病虫害，同时具有试验田整体情况把控和秧苗细节监视的功能，建议使用大倍数高清低照球机。自动跟踪功能：办公楼周界和主要路口、室外开阔区域采用高清智能快速球机，当发现运动物体后，系统会停止继续执行摄像机的巡逻程序，而对目标图像变焦放大，并跟踪目标，以便将运动录像，并发出报警。这些动作都不需要操作人员的帮助，使操作人员能处理报警或采取其它行动。前端设备控制功能：可手动控制镜头的变倍、聚焦等操作，实现对目标细致观察和抓拍的需要；对于室外前端设备，还可远程启动雨刷、灯光等辅助功能。智能视频分析功能：在棚区及养殖区域的周界、地面等位置采用智能前端设备，配合中心管理软件，具有视频分析识别报警功能，能够对周界、地面及地下进行警戒线、警戒区域检测，对于满足条件的非法活动目标进行区分自动报警，为及时处警提供依据。分级管理功能：记录配置客户端、操作客户端的信息，包括用户名、密码和用户权限（系统资源） ，在客户端访问监控系统前执行登陆验证功能。在办公楼安防控制中心建设以C/于远程访问和控制的人员，可以通过授权登录现对摄像机云台、镜头的控制和预览实时图像、查看录像资料等功能。报警功能：系统对各监控点进行有效布防，避免人为破坏；当发生断电、视频遮挡、视频丢失等情况时，现场发出告警信号，同时将报警信息传输到监控中心，使管理人员第一时间了解现场情况。联动功能：监控区域出现任何警情（图像丢失、遮挡、人员区域入侵等） ，都可以设置后端平台联动计划，从而通过声音、警灯、电视墙弹出图像进行实时告警。做到第一时间了解现场情况。 集中管理指挥功能：在指挥中心采用综合管理软件，实现对各监控点多画面实时监控、录像、控制、报警处理和权限分配。回放查询功能：有突发事件可以及时调看现场画面并进行实时录像，记录事件发生时间、地点、及时报警联动相关部门和人员进行处理，事后可对事件发生视频资料进行查询分析。电子地图功能：系统软件多级电子地图，可以将区域的平面电子地图以可视化方式呈现每一个监控点的安装位置、报警点位置、设备状态等，利于操作员方便快捷地调用视频图像。设备状态监测功能：对于系统前端节点为网络摄像机，它们与软件平台之间保持 信和心跳保活，软件平台能实时监测它们的运行状态，对工作异常的设备可发出报警信号。位设计一、 前端设备技术要求前端摄像机是整个视频监控系统的原始信号源，主要负责各个监控点现场视频信号的采集，并将其传输给视频处理设备。监控前端的设计将结合农场实际监控需要选择合适的产品和技术方法，保障视频监控的效果。作为监控系统的视频源头，摄像机对整套监控系统起着至关重要的作用。对摄像机的基本要求是：图像清晰真实、适应复杂环境、安装调试简便、承受超低温。1、图像真实清晰摄像机种类很多，其本源是内部核心部件“图像传感器+数字处理芯片” ，针对不同的行业有完全不同的优化方案。比如：广播电视系统的图像处理偏艳丽，这是符合观众的视觉需求。相对而言，视频监控系统对图像的要求是真实还原，尤其是图像的色彩应与现场一致，比如：植物绿叶的颜色、花的颜色、水质的颜色及感观等。此外镜头倍数也将影响用户捕获图像的景深，广角取景能获取全景概况，长焦取景能获取人脸面部特征，因此，用户对图像要求与使用场景密切相关。当然，在特殊场景下还需要特殊功能进行匹配，比如：超低照度、宽动态等等。2、适应复杂环境与硬盘录像机、交换机所处环境不同，摄像机一般都置于风吹日晒的环境下，天气变化都会影响摄像机的工作。耐高温与低温、抗雷击、防水防尘等应达到相关指标，摄像机应该能在恶劣环境下正常工作。有些环境下室外摄像机护罩内应该有加热、除湿等装置，防水防尘级别应该达到部电路应该具备防浪涌保护设计，抗6000、安装调试简便摄像机多安装于难以摘取的位置，因此使用过程中的再度调试是较麻烦的，增加维护成本。摄像机应该提供外，建议为摄像机由止串扰。二、前端监控点的选择根据监控点的具体位置和现场环境情况，采用红外枪机、宽动态摄像机、高清智能球型摄像机和一体化超远距离网络摄像机相结合的方式。整个农场视频监控系统，根据监视场景的不同，做如下设计：外大场景催芽基地大场景的应用，主要为具有开阔视野和需要大范围呈现监控画面的场景。比如催芽大棚整体环境，育芽苗圃安全环境监控。育芽期间需要把控整体育芽基地的安全，主要场景包括主要交通干道，大棚的周边。育芽期间需要全天候监控周边环境。配置原则如下：外重点监控区域（枪球联动）无缝枪球联动自动跟踪监控系统，主要应用于防范等级较高的场所。正常状态下的自动跟踪系统只能兼顾一个场景，在跟踪的同时会忽略整体场景，容易被” 声东击西” 。 枪球联动系统很好的解决了针对细节自动跟踪放大的问题，枪机看全景，球机高速捕捉细节。早期的 1 枪 1 球联动无法同时对多个运动目标进行同时跟踪，为了改善这个问题，目前我们最多可以支持“1 枪 4 球联动” ，不遗漏任何关键细节。 从应用的角度，这个系统不需要服务器的支撑，完全的智能前置，极大简化系统配置和成本。 动跟踪球机无缝自动跟踪监控系统设置的跟踪触发规则如下图所示：当有移动目标进入该区域时，球机开始对其进行跟踪。自动跟踪球机实际跟踪效果如下图所示：要路面监控室外路面面固定点推荐采用 200 万网络高清球型摄像机，满足在覆盖范围内看清过往行人、车辆的行为特征和体貌特征，来对大范围监控区域进行监控。在重要监控区域推荐采用带有自动跟踪功能的网络高清智能球机，对进出人员进行自动跟踪。摄像机要达到 防护等级，避免在雨天等环境下因为雨水或灰尘的进入；在晚上光线不足的环境下推荐采用超低照度功能或红外功能的网络高清枪机，保障夜晚等光线不足环境下的监控图像质量。界监控 主动红外报警存在的问题主动红外报警系统主要是由主动红外探测器和报警主机这两个基本部分组成，根据需要还会配置计算机管理软件、报警联动板、联动显示板、报警打印机等等。主动红外是指这种报警探测器本身发射红外线束，由发射端和接收端两部分组成。存在问题是：00 以上较长对射式红外报警时，保安值班人员无法及时判断准确的位置，如果使用摄像机联动进行抓拍很难做到准确，往往出事之后靠录像资料分析可疑人员。 0 米以内）同加摄像机联动是可以的，但工程造价和线缆较多，施工难度较大。报率比较高。 智能周界监控系统的优势智能视觉监控系统是基于智能视觉分析技术的监控跟踪系统，它具有穿越警戒面、入侵检测等功能模块，可以很好地解决各种环境下遇到的各种各样的难题。不需要一直紧盯屏幕，保安人员只需要在系统告警时进行确认即可。避免了保安人员因长时间观看屏幕造成疲劳而降低注意力，提高了保安人员实际监控的效果，真正做到 7×24 全天候监控。 所有监视屏幕均由摄像机自动进行智能监控，保安人员只需要对产生告警的摄像机进行确认和处理即可。这样，保安人员的实际有效监控范围可以提高数十倍，大大提高了监控效率。智能视觉摄像机可以识别出人眼无法分辨的细微变化，例如在遥远距离、光线不足、低对比度、环境伪装等等情况下的入侵行为和威胁。可以侦测并记录出现在监控屏幕内的徘徊行为。在发现入侵者之后可以自动预警，这样，保安人员就可以随时掌握着入侵者的行踪，并在事发之前进行预防和控制，把损失降到最低。可设置“告警触发式”传输模式借助计算机或嵌入式设备的强大数据处理功能，对视频图像中海量的数据进行高速分析，过滤掉用户不关心的信息，仅仅为监控者提供有用的关键信息。只在监控到威胁的时候才占用带宽，在同等带宽条件下可以容纳更多路监控可设置“告警触发式”录像模式只对用户指定的入侵行为或威胁事件前后过程进行录像，在同等条件下可以存储更长时间的录像，同时回放翻查录像效率很高。 智能周界监控系统特点智能视频监控以普通的 络视频监控为基础，除了具备广为人知的网络视频监控的优势外，智能视频监控系统还能为用户带来更大收益： 24天候可靠监控：彻底改变以往完全由安全工作人员对监控画面进行监视和分析的模式，通过嵌入在前端处理设备中的智能视频模块对所监控的画面进行不间断分析; 大大提高报警精确度：前端处理设备集成强大的图像处理能力，并运行高级智能算法，使用户可以更加精确的定义安全威胁的特征，有效降低误报和漏报现象，减少无用数据量; 大大提高响应速度：将一般监控系统的事后分析变成了事中分析和预警，它能识别可疑活动(例如有人在公共场所遗留了可疑物体，或者有人在敏感区域停留的时间过长)，在安全威胁发生之前就能够提示安全人员关注相关监控画面以提前做好准备，还可以使用户更加确切的定义在特定的安全威胁出现时应当采取的动作，并由监控系统本身来确保危机处理步骤能够按照预定的计划精确执行，有效防止在混乱中由于人为因素而造成的延误; 有效利用和扩展视频资源的用途：对事件和画面经过了智能分析和过滤，仅保留和记录了有用的信息，使得对事件的分析更为有效和直接。 系统功能序号 功能名称 规则详细解析 规则图片1 穿越警戒面当目标越过用户设置的警戒面时，系统自动产生报警。可区分穿越警戒面的方向，可区分单向报警（从左往右、从右往左）或双向报警。2 区域入侵当目标在用户设置的检测区域范围内停留（包括静止和移动）超过设定时间时，系统自动产生报警。3 进入区域当目标从用户设置的检测