新故乡文教基金会

“台湾桃米社区生态村建设”

项目计划书

项目名称： 台湾桃米社区生态村建设

负责单位：新故乡文教基金会 项目区域：台湾桃米社区

姓名：岳秀君

班级：社工

- 1 - 1301班

一、 项目背景

桃米社区原叫“桃米里”，是一个乡土气息浓浓的村落名称。桃米社区海拔高度介于420至800米之间，面积18平方公里，具有多彩多姿的森林、河川、湿地及农园，野生动植物资源丰沛。这个拥有1200人的村落，却是埔里镇最贫穷的里之一，加之镇垃圾掩埋场就设在此，居民自嘲为“垃圾里”。尽管桃米里有一个大邻居——暨南国际大学，距离只有1公里，但知识分子和农民各占一端，我做我的学问，你过你的日子。桃米里还是往日月潭的必经之地，车程20分钟，但观光经济亦从未辐射至桃米里。台湾的工业化和城市化一批批把桃米里的青壮年吸走，使它变成一个人口结构老化，农业经济衰退的老旧社区。19xx年“9·21”地震，距震央20多公里的桃米里被震出一个“桃米坑”，成为明星灾区。桃米里369户人家，有168户全倒，60户半倒。“明星灾区”的身份一下子更将桃米里长久以来传统农村产业没落，人口外流等尴尬暴露出来，引起全社会的关注和反思。因此，为有效拉动城乡经济发展，切实帮助贫困户脱贫致富，特此制定台湾桃米社区生态村建设项目。

二、 项目目标、目的

使当地居民逐步摆脱贫困现状。逐步转变桃米社区的经济发展方式，由低效益传统农业产业向高效益、高产出的新型生态化发展。促进当地经济长效特色发展，最终将桃米社区建设成为生态村。

运用一定有利于或满足于当地居民实际需要的手段和方式，引导 - 2 -

桃米社区居民转变传统保守观点，视其为该项目的一份子，愿意主动参与到桃米社区的建设中来。发掘当地特色资源，发展特色生态旅游业。逐渐在社区中营造良好的居住环境和良好风气。

三、项目运作方式

（一）大家一起来清溪。以清理坑溪作为重建行动的起跑点。针对桃米社区的现状，真正有意义的重建工作，应根植于人的改变，社区体质的改变，以达到农村转型、产业提升的目的，并寻求家园永续的可能。“大家一起来清溪”的目的就在于挑战既有观念，启发居民自我意识的觉醒。应当把解决“人”的问题看得比“食”的问题还优先。

（二）“造人”运动，脱胎换骨。明确以“社区营造”的视角切入桃米社区重建工作。先引导一部分人改变，再逐步扩大直至全社区居民的积极转变。带领“新故乡”引进外界的人力、财力、物力，循着“教育学习一观念改变一行动实践”的策略，重新集结分散的社区社会力。政府补助、社会捐款经“新故乡”中转流向居民。重建初期，实行一种新型“以工代赈”形式。邀请专家学者对当地居民进行教育，培养休闲产业的相关课程，带领居民做调查，摸底桃米里的资源特色。使造屋过程变成了重塑社区核心价值的契机，专业互动，进而将桃米社区推向“合作与互助的时代”，逐渐把人与人之间的感情连结起来，共生理念，把内部的冲突减少，互相分享。通过这种方式，居民互相支援建设民宿，价位自定，形成不同特色，但又有“把资源留在桃米社区”的共识，每一家民宿都是所有民宿的服务窗口，“我客满了，我分享出去，我替其他人做客服。”实现了从生存到生活的质变。 - 3 -

（三）青蛙共和国。委派生物研究保育中心专家团队，协助桃米里做生态调查及规划。逐步当地居民认识到低度开发的桃米，蕴藏着丰富的生态资源，台湾29种蛙类，桃米就拥有23种；台湾143种蜻蜓，在桃米就发现49种。在此基础上开办一系列课程，在系列课程中，要以深入浅出的方法，引领居民认识生态的奥妙，改写对家乡的认知。开办“抢救台湾生态，绿色总动员”活动，邀请热心环保的社会各界人士聚集桃米。同时支持居民的创新活动，鼓励居民们自己做企划案，向“信义房屋”申请生态创意资金实施。重要的是，要引导桃米人认识到这块土地的重要性，不过度开发桃米，要将桃米社区打造成一个没有污染，没有冷漠的社会，让人拥有更包容的心态面对周遭环境，面对所有的居民。

四、项目的经济效益分析

桃米社区的生态村建设项目的实施，给桃米社区带来了前所未有的历史发展机遇。项目的实施覆盖了整个自然村的100％的贫困户，项目实施后，人均纯收入会有大幅度增长。同时该项目的实施会增加工作岗位，减少失业人员的比例，提高桃米社区经济发展水平，提高社区居民生活水平。

五、项目的扶贫意义

该项目属于扶贫开发试点项目，它是顺应新形势下创新扶贫机制的要求而探索形成的新的扶贫开发模式，实现了部门联动与群众参与相结合，整体推进与重点扶持相结合，财政支持与资源开发相结合，达到了解决温饱、开发产业、增加收入、经济社会全面发展的目的， - 4 -

产生明显的开发扶贫效应。通过项目建设，农民的增收渠道进一步拓宽，经济收入显著增加。最大范围的覆盖了贫困人口，提高了扶贫开发成效。真正完成从“输血”到“造血”的实质性转变。

六、项目的社会效益分析

对于桃米社区居民而言，此项目的实行有利于当地居民摆脱贫困状况，增加收入，提高其生活水平。建立新的经济增长点，促进就业岗位的增加，减少失业人员。有利于新的产业开发，转变桃米社区传统农业。另外，有利于当地人心凝聚，和谐发展。同时对于其它地区的扶贫开发有借鉴意义。规划项目的全面实施，将充分挖掘桃米社区的土地资源潜力，有效地改善村民的生产生活条件和生态环境，增强群众的科技意识、市场意识和自我发展能力，大大提高群众的经济文化生活水平，从而使党的富民政策深入人心，提高了党和政府在群众中的威望和信誉，密切了干群关系，保持了农村长期稳定健康发展，使广大西部农村走上可持续发展的辉煌之路。特别是村级科技文化及卫生室的建设，将为全面有力地培训新型农民技术人才，同时，开展农民技术人才的培训，使农民工人熟练掌握1—2门致富技术，并通过有效地转移农村剩余劳动力，走“吃在外，挣钱内”的路子，从而有力地增加了农民收入，为当地的经济建设协调发展提供了坚实有力的保障。

七、项目的生态效益分析

该项目设计的切入点之一是实现桃米社区人地和谐发展，通过建设桃米社区生态村，在保护当地自然环境的基础上，调动人的主观能 - 5 -

动性，不仅利用当地自然资源满足当地居民的需求，促进当地发展旅游业，而且运用当地居民智慧更进一步使当地自然资源得到保护和形成良性循环发展。把保护环境与发展经济有机结合，将有效地提高了土地产业效益，加快了农业生态环境向良性化方向发展，为实现生态可持续发展奠定了良好的基础。另外，我们坚信，在不久的将来桃米社区必将彻底“靠天吃饭”被动局面，充分实现现代化和跨越式发展。

八、项目执行单位或团队简介（另附：单位履历）

新故乡文教基金会

一九九九年二月四日， 新故乡文教基金会诞生於埔里， 吸引、团结一群资深和年轻的文化工作者， 致力于社区营造与九二一震后重建工作。

每个人都有爱故乡的方法，新故乡提倡经由民众参与社区工作的过程，凝聚社区力量，经由跨领域的多元合作与社区携手，开拓新视野，挺立新价值，展现新行动。

有累计才会有动能；有传承才能持续。

虚心学习，让我们有所成长；谦卑反省，让我们看见自己。 因为理想，我们持续与这块土地战斗—— 为开创安身立命的新故乡与可持续发展之社区而努力迈进。

深深期待，一个个生命的蜕变，丰厚台湾社区的內涵，一个个力量的连接，翻转台湾社会的将来，并成为万物安身立命的好所在。

九、结论

桃米社区是一个传统的社区，贫困人口占大多数，怎样有效帮助 - 6 -

农民脱贫致富，开辟致富渠道，一直是农业部门的研究课题，经过多年的探索，我们也总结出一些经验。就目前来看，发展生态产业是一条帮助农民脱贫致富的有效途径，没有培训过的农民每年收入有3—4千元，经过技术培训，掌握技术的农民年收入可轻松突破万元，经济效益十分可观，并且可起到良好示范带头作用，提高农民脱贫的信心和学习、使用新科技、新知识的增强科技兴农的意识，使农民的生产经营进入一个良性循环过程，可有效增加农民收入，维护社会稳定。

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桃米社区生态村建设的启示

桃米社区在新故乡文教基金会的帮助下，一步一步走向了“桃米生态村”的道路。在道路行进中，桃米社区取得了很多的成就，这也给桃米社区居民带来福祉，最终使桃米社区从一个环境杂乱、发展无力的弱势社区，变成“9·21”重建的耀眼明星，一个欣欣向荣的生态村。从桃米社区的进化史中，我们不难看出它最终走向成功和发展是有其必然性的，因为在进行桃米社区重建中，有很多措施是创举性的，值得很多社区在建设去学习和反思。

对于桃米社区，不得不说，桃米社区在走向重建的道路中是风险与机遇并存的。倘若失败，桃米社区可能在建设道路中出现中止的结果，毕竟在进行社区重建时，设计者们都有一个最终目标，如果道路在某个阶段走偏，那么先前所有的投入就都会付之一炬，接下来的投入就不会再有，这对对未来充满希望的社区居民来说就造成了伤害。或许在这种情况下，桃米社区就很难在经历了一次无希望的努力后再发展了。所以，桃米社区是在极大的风险中实现生存并发展起来的。桃米社区并不是像传统的社区重建一样，先把基础设施建好，各项工作做好，在这之中自然而然地忽视了当地居民在重建设计和践行中的参与。设计者或许只是默默建成一个繁华外观，社区居民只是看到了建成之后的整个形态，对之只而没有深入 - 8 -

根本地了解，只是看到表层，这对于社区的未来发展是极其不利的。换言之，就是没有注重人的作用，给当地居民造成这是别人给我的社区，或者是这个建设只是强加给我的东西而已的消极想法，这种想法无疑是会大大打击社区居民的积极性和主动性的，人们就会缺乏认同感和归属感。而桃米社区恰恰相反，它是先从人出发，立足与人，以人为本，再层层推进，最终实现了人的发展，经济的发展，产业转型和升级，建立了一个良性发展的生态村。

首先，桃米社区重建的负责人深知真正有意义的重建工作，应根植于人的改变，社区体质的改变，以达到农村转型、产业提升的目的，并寻求家园永续的可能。在刚开始，设计者发起了“大家一起来清溪”的公共行动，以清理坑溪作为重建行动的起跑点。虽然在刚开始社区居民是不了解，不理解，甚至产生质疑，最终造成了居民对这项公共事业的冷漠，但正是这项活动启发了社区居民的意识觉醒，具有深远意义。事实上，“大家一起来清溪”的目的就在于挑战既有观念，启发居民自我意识的觉醒，清理清溪不是重点，“人”才是重点和根本。这个行动的出发点从一开始就具有独创性，它不是因行动而行动，而是因人而行动。从人的改变开始，这对未来的社区重建是有启发的，是值得汲取经验来学习的。

然后，桃米社区发起了“造人”活动，使社区居民真正实现脱胎换骨。新故乡一开始就明确以“社区营造”的视角切入桃米社区重建工作。接任李远哲出任台湾社区营造学会理事长的陈锦煌指出，社区总体营造的核心理念是“造人”，社区必先有一群人愿意 - 9 -

改变，然后，社区营造才能成功。于是，对于人思想意识的转变进入了“战斗”期。首先进行专业知识的传输，以课堂教育的形式来影响社区居民。在课堂内外，桃米人与“新故乡”、教授们共同讨论出了桃米社区的重建愿景，提炼出“桃米生态村”的概念，目标是将桃米里从一个传统的农村，转型成为一个结合有机农业、生态保育和休闲体验的教育基地。于是社区居民、设计者、专家三者达成建立“桃米生态村”的共识，思想上的统一最后形成了行动上的一致，社区居民开始在依托自身优势开办绿色民宿，而且在居民之间形成了凝聚力，互相帮助，形成了良好风气。社区还与学校建立联系，改变了当初“老死不相往来”的格局，形成了互动频繁的状态。“造人”运动无疑是成功的，社区居民真正实现了思想观念的转变，开始为社区的未来贡献力量，出谋划策，真真切切参与到社区的重建工作中来。

最后，桃米社区在专家学者的帮助下，认识到社区中丰富的生物资源，掌握了专业的生物知识，依托一系列的基础设施和生态资源，最终将生态旅游发展了起来。桃米社区居民并不是通过无尽攫取自然资源而促成自身的发展，而是与自然和谐发展。通过丰富的自然资源，发展当地经济，形成新的产业，完成了产业的转型升级。另外，桃米社区并不是只是从自然中获取效益，而是注重保护环境，建立生态池，保护生物，为当地的生物营造一个良好的环境。通过这种形式，人与地形成了共生关系，和谐发展。桃米社区居民之间也形成了友爱互助的关系，为桃米社区营造了温馨的环境和优良的 - 10 -

风气。这也是需要学习的，不能只知道从资源中获取利益，而是要和谐共生，实现永续发展，社区居民之间要相互友爱，共创“你好”“我好”“大家好”的发展状态。

总之，社区的重建是一个系统工程，不是一簇而就的，重点是人，我们不能忽视人谈发展。毋庸置疑，在促进人的意识觉醒的行动中，总是伴随着质疑的声音的，所以设计者在开始阶段，要引导人的思想观念的转变，更重要的是引导人的参与，将人逐步变成重建中的主体，将其所居住社区转变为客体，帮助社区居民有能力并主动去改造社区，在社区居民自身的努力下使社区其变成自己想要的“新故乡”。在这之中，政府和民间组织是起着重大作用的引导者、资源发现者、资源发现者、帮扶者等等。桃米社区在一系列的行动中取得了重大的成就，改变了贫穷落后的面貌，走上了发展的制高点。它的成功，值得我们去学习和反思，对其它的地方的乡村重建是一个范本和榜样。

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第二篇：智能农业温室大棚管理系统项目计划书

智能农业温室大棚管理系统项目计划书

一、项目背景

近年来，农业温室基础设施发展迅速，但是在自动监控方面仍存在着诸多问题。温室监控区域较大，需要大量的传感器节点构成大型监控网络，通过各种传感器采集诸如温度、空气湿度、光照度、土壤湿度、EC值、pH值等信息，实现自动化监控。传统温室监测与控制系统多采用有线连接，布线复杂，往往造成温室内线缆纵横交错、使用不便、安装维护困难、可靠性差等问题。

无线传感器技术被认为是满足温室应用需求且代替有线连接的最好方式。惠企物联科技结合最新的ZIGBEE无线技术，将传感器整合到无线传送网络中：通过在农业大棚内布置温度、湿度、光照、等传感器，对棚内环境进行检测，从而对棚内的温湿度，光照等进行自动化控制。通过更加精细和动态监控的方式，来对农作物进行管理，更好的感知到农作物的环境，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平。

二、现存问题

? 首先是成本较高。一般来讲，一套智能化的控制系统成本主要包括硬件成本、运行成本和维护成本。硬件成本包括各仪器仪表、通信线缆等。整个系统也不能自由组合或者裁剪应用于不同的对象，使得难以得到推广和普及。同时，由于系统复杂、布线繁多、故障率高而且使得故障后的维修成本极大。另外，系统庞大造成的运行成本也不是一笔小费用。 ? 其次是布线复杂。温室中有大量分散的传感器和执行机构，这些设备可能随着作物的改变而进行调整，同时错综复杂的线缆也需要重新铺设，工作量较大。为了科学、合理地实现大面积温室环境参数的自动检测与控制，电子检测装置和执行机构的设置不仅数量大而且分布广，连接着各个装置与机构的线缆，也因此纵横交错。当温室内生产的果蔬作物更替时，相应的电子检测装置和执行机构的位置常常需要调整，连接着各个装置与机构的线缆有时也需要重新布置。这不仅增大了温室的额外投资成本和安装与维护的难度，有时也影响了作物的良好生长。

? 第三，故障解决难。当数据无法正常接收时，检查人员不知道是线路问题还是节点故障。另外，目前的控制系统多采用基于现场总线的分布式模式，当总线出现故障时，虽然各控制节点尚能正常工作，但是上位机却无法正常管理整个网络，专家控制策略无法实施。

三、项目意义

(1)实现广范围的测量，需求传感器节点多

当前温室生产的首要特点就是监控区域很大，普通单个连栋温室都有几千平方米，而一个园区温室群的面积可能会在几百亩以上，因此需要大量的传感器节点构建传感器网络，在每个温室中采集诸如空气温度、空气湿度、光照强度、土壤湿度、营养液EC值、pH值以及室外天气参数等信息，除此以外，目前对作物生理参数的检测也逐渐受到人们的重视，因此将会有更多的传感器节点被用于温室生产。另外，用于驱动温室中执行机构的控制节点的数量也不能忽略。由此可见，温室对其监测与控制系统的首要需求就是网络容量大。

(2)检测点位置灵活变动

温室中大量分散的传感器，但随着作物的生长而需要不断调整位置；或者当温室内生产的作物更替时，相应的电子检测装置和执行机构的位置也常常需要调整；另外，温室的利用结构也会经常根据用户需要而不断改变，这就要求系统中各个节点能根据需要随意变换位置而不影响系统工作。

(3)节点数目可随意增减

作物生长阶段不同，环境因子对作物的影响可能也不同，生长初期可能对温度比较敏感，而后期可能对光照比较敏感，这就要求系统可以随意改变节点的类型和数量。除此以外，随着作物的生长，用户可能还需要对植物的生理参数进行监测而需要不断增加传感器节点。在某些科研温室中，也经常需要改变传感器节点的类型和数量，以达到精确监测与控制。上述这些情况都需要所用的监控系统的节点能随意增减。

(4)系统可靠性

系统故障而造成的经济损失不可估量。如果系统出现问题而未能被及时发觉和修复，那么可能对作物造成致命的伤害，尤其在一些恶劣的天气例如高温和寒冷气候条件下，这将直接影响产量和收益。另外，温室内湿度高、光照强、具有一定的酸性，都会导致线缆的腐蚀、老化，从而降低系统的可靠性和抗干扰性，这对于检查系统故障造成困难。例如，当数据无法正常接收时，检查人员不知道是线路问题还是节点故障，这对及时发现和解决故障带来不便。因此，温室测控系统必须要可靠。

四、项目介绍

4.1 ZIGBEE技术介绍

ZIGBEE技术是IEEE(美国电子和电气工程师协会)研发的新一代无线通讯技术。可应用在固定、便携或移动设备上的，低成本、低功耗的低速率无线连接技术；20xx年8月，美国HONEYWELL等公司发起成立了ZigBee联盟，他们提出的ZigBee技术被确认为IEEE 802．15．4标准；现联盟内有众多的成员企业。

ZIGBEE技术现已被非常的应用，诸多的芯片厂家，如TI,三星，飞利浦等等，都生产出了与该协议技术兼容的芯片，并被大量的应用。

ZIGBEE属于微波段2.4GHZ频率，可实现远距离（0~1000米）传送给路由器；一般有3部分组成：ZIGBEE传感器标签、 ZIGBEE路由器、 ZIGBEE协调器组成，需外接2.4~3.7V的电源，当标签检测到现场的数据后，通过电磁波的传导，远距离的无线传输给路由器，路由器在已同样的原理传输给协调器，协调器一方面可以将数据通过串口传送给电脑，以供系统分析控制，一方面可以通过内置的单片系统处理、分析、控制所接受的数据。整个传输过程均通过无线传输，传送速率在250K/s,且在传送过程中对数据的加密保护，实现了快速、安全的现场数据采集。

ZIGBEE在无线传输的过程中，可以自动的实现自组网、多跳、就进识别的功能，当现场的单个路由出现问题时，其他路由会自动的寻找其他的线路，不会耽误系统的运行；

4.2系统简介

温室大棚对环境的要求非常高，温度、湿度、光照、CO2、等一系列的参数均对其影响重大。优秀的温室大棚管理，即对于以上环境变量的严格管理。

在本系统中，我们采用不同的传感器来实现对环境的监控，像无线温度传感器、无线湿度传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等。以无线温度传感器为例，该传感器采用3大模块组成：1、温度传感器模块；2、单片机系统模块；3、无线发送模块。温度传感器模块检测到现场的温度数据后，将数据交由单片机处理，单片机通过模拟转数字-数字转模拟的处理，最终驱动无线发送模块将数据无线发出。此无线温度传感器的传输距离可达120米。

无线温度传感器将数据向外发送，安装在室内的或室外的路由器接受该数据，并将数据整理后，发送给ZIGBEE协调器，协调器会将数据整理并通过串口上传电脑，电脑即根据现场的数据，与温度标准值进行比较，如若超出标准值，电脑则控制温室内外的：天窗、侧窗、内遮阳保温幕、外遮阳幕、风机、等开启。同时，温室内的传感器时时检测现场数据，当现场温度达到标准值后，电脑即关闭控制。

4.3系统硬件组成

系统硬件按照控制的流程分3大部分：数据采集部分、数据传输部分、控制部分。

4.3.1数据采集部分

? 温度传感器：该传感器采用3大模块组成：1、温度传感器模块，采用美国进口的DS18B20模拟头，精度等级在± 0.5℃；2、单片机系统模块；3、无线发送模块。4、长待机电池。温度传感器模块检测到现场的温度数据后，将数据交由单片机处理，单片机通过模拟转数字-数字转模拟的处理，最终驱动无线发送模块将数据无线发出。每只传感器都带有一个ID号，而此ID号是有24位的字母、数字组成，可以实现无限的序号组合，即可实现全球唯一ID号；每只标签的ID号与其所在的位置是相对应的，这个可以在系统建数据库时，位置绑定在该ID号的信息中。即当系统读取到序号为“1234567”的ID号时，系统即会知道该标签是处于：第几号温室？那个位置段？，如该标签测量的数据较高时，系统就会知道具体的位置。 此无线温度传感器的传输距离可达120米。

? 湿度传感器：该传感器采用3大模块组成：1、湿度传感器模块，采用美国进口的SHT11模拟头，精度等级在± 3%RH；2、单片机系统模块；3、无线发送模块。4、长待机电池。湿度传感器模块检测到现场的湿度数据后，将数据交由单片机处理，单片机通过模拟转数字-数字转模拟的处理，最终驱动无线发送模块将数据无线发出。每只传感器都带有一个ID号，而此ID号是有24位的字母、数字组成，可以实现无限的序号组合，即可实现全球唯一ID号；每只标签的ID号与其所在的位置是相对应的，这个可以在系统建数据库时，位置绑定在该ID号的信息中。即当系统读取到序号为“1234567”的ID号时，系统即会知道该标签是处于：第几号温室？那个位置段？，如该标签测量的数据较高时，系统就会知道具体的位置。 此无线湿度传感器的传输距离可达120米。

? 光照度传感器：该传感器采用3大模块组成：1、温度传感器，采用美国德州仪器的传感器，可测量0~20万lus；2、单片机系统模块；3、无线发送模块。4、长待机电池。光照度传感器模块检测到现场的温度数据后，将数据交由单片机处理，单片机直接将接受到的传感器数字信号处理，并驱动无线发送模块将数据无线发出。每只传感器都带有一个ID号，而此ID号是有24位的字母、数字组成，可以实现无限的序号组合，即可实现全球唯一ID号；每只标签的ID号与其所在的位置是相对应的，这个可以在系统建数据库时，位置绑定在该ID号的信息中。即当系统读取到序号为“1234567”的ID号时，系统即会知道该标签是处于：第几号温室？那个位置段？，如该标签测量的数据较高时，系统就会知道具体的位置。 此无线光照度传感器的传输距离可达120米。

? CO2传感器：该传感器采用美国（Telaire）公司产品，该传感器采用红外光谱形式，0-2000PPM 的量程能满足植物研究的所有需求。传感器对科研型温室高温、高湿不敏感。此传感器采用有线传输。该只传感器与其所在的位置是相对应的，这个可以在系统建数据库时，位置绑定在该ID号的信息中。即当系统读取到序号为“1234567”的ID号时，系统即会知道该标签是处于：第几号温室？那个位置段？，如该标签测量的数据较高时，系统就会知道具体的位置。

? 雨量传感器：本仪器反斗部件翻转灵敏，性能稳定，工作可靠。承雨口采用不锈钢皮整体冲拉而成，光洁度高，滞水产生的误差小。仪器外壳用不锈钢制成，防锈能力强，外观质量佳。此传感器采用有线传输。该只传感器与其所在的位置是相对应的，这个可以在系统建数据库时，位置绑定在该ID号的信息中。即当系统读取到序号为“1234567”的ID号时，系统即会知道该标签是处于：第几号温室？那个位置段？，如该标签测量的数据较高时，系统就会知道具体的位置。

? 降雨感知传感器：探头为美国德州仪器 TI 公司产品，主要用于探测是否有降雨，该产品具有判断降雨和结露的不同情况，具有工作可靠，价格便宜等特点。此传感器采用有线传输。该只传感器与其所在的位置是相对应的，这个可以在系统建数据库时，位置绑定在该ID号的信息中。即当系统读取到序号为“1234567”的ID号时，系统即会知道该标签是处于：第几号温室？那个位置段？，如该标签测量的数据较高时，系统就会知道具体的位置。

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风速风向传感器：风速风向传感器”选用美国Davis（戴维斯）公司产品（Davis6410）。“风速风向传感器”内部装有精密旋转运动部件，这些机械部件的稳定性非常好，能在恶劣环境下保持传感器的测量精度。，外壳高强度特殊工程塑料具有极好的抗紫外老化作用。此传感器采用有线传输。该只传感器与其所在的位置是相对应的，这个可以在系统建数据库时，位置绑定在该ID号的信息中。即当系统读取到序号为“1234567”的ID号时，系统即会知

道该标签是处于：第几号温室？那个位置段？，如该标签测量的数据较高时，系统就会知道具体的位置。

? 土壤湿度传感器：采用水利部认证传感器，该传感器采用先进的“时域反射原理”，杆式设计，感应部分 48cm，适用于测量任何类型土壤的体积含水量，测量精确，性能稳定可靠，此传感器采用有线传输。该只传感器与其所在的位置是相对应的，这个可以在系统建数据库时，位置绑定在该ID号的信息中。即当系统读取到序号为“1234567”的ID号时，系统即会知道该标签是处于：第几号温室？那个位置段？，如该标签测量的数据较高时，系统就会知道具体的位置。

? 水暖水温传感器与土壤温度传感器：采用美国DALAIS 公司温度传感器，外套“密封不锈钢铠甲”。特性：一致性好，精度高，密封性好，此传感器采用有线传输。该只传感器与其所在的位置是相对应的，这个可以在系统建数据库时，位置绑定在该ID号的信息中。即当系统读取到序号为“1234567”的ID号时，系统即会知道该标签是处于：第几号温室？那个位置段？，如该标签测量的数据较高时，系统就会知道具体的位置。

? 液面湿度传感器: 主要测量植物表面的叶面蒸发程度及植物表面的湿度情况，适用于高档花卉。例：一品红，该系列传感器适用于农业、园林、气象、环保等领域对温度和湿度的测量，经过绝缘封装等加工工艺，可在高温高湿等恶劣环境中长期稳定地工作。此传感器采用有线传输。该只传感器与其所在的位置是相对应的，这个可以在系统建数据库时，位置绑定在该ID号的信息中。即当系统读取到序号为“1234567”的ID号时，系统即会知道该标签是处于：第几号温室？那个位置段？，如该标签测量的数据较高时，系统就会知道具体的位置。

以上的诸多品种传感器，可直接安放在温室内，或温室外。其中最为常用的传感器为温度传感器、湿度传感器、光照传感器，在本系统中针对此3种传感器，我们采用无线的传输方式，用无线模块将数据送至无线路由器。其他种类传感器因考虑用量较少，用无线传输方式成本较高，暂时用有线传输数据。

4.3.2数据传输部分

? 无线路由器：识读标签；微波2.4~2.5GHz微波频段；吊挂式或固定支架安装，防尘防水，与标签的读写距离0~300米。

无线路由器的信号覆盖到无线传感器的接收范围内时，路由器即能采集到标签过来的数据信息；

因现场需要检测不同位置的环境，会安装较多的传感器，路由器接收的数据具备冗长性，通过数据融合，将多个无线传感器数据整理成更精准的数据，无线发送给协调器；

路由器除接收并发送无线传感器的数据外，还可以作为其他路由器的上位路由，其他路由可以借此路由进行与协调器的通讯。

? 无线协调器：识读中继器，接收中继传送过来的信息，并将数据用串口上传工控机；识别距离0~300米可调；微波2.4~2.5GHz频段；吊挂式或固定支架安装，工业RS485串口，防尘防水。

协调器是最终连接电脑的设备，它前端采集路由数据，后端向电脑传送数据。当现场数据较大，较多时，亦不会产生数据的拥堵。

4.3.3控制部分

? 工控机：采用工业PC机，较强的功能与性能，具备工业级别的串口通讯、I/O口输入输出。

内置强大的软件控制功能：稳定的数据采集、基于实际应用的数据分析、专家数据库、精准的控制逻辑。

? PLC控制：采用西门子公司的S7系列PLC；多路稳定的I/O控制、工业级别的串口通讯、精准的控制时序、

? 驱动控制：电机、气缸、电磁阀

? 现场执行单元：内遮阳，外遮阳，顶开窗，侧开窗，湿帘外开窗，湿帘水泵，湿帘风机，2组风机，内循环风机，补光灯，喷雾，微喷等设备。（甲方单独配置）

4.4系统软件

本系统软件着重分析了温室中的：空气温度、空气湿度、土壤温度、光照度，4大参数，这是温室环境控制中最重要的4个参数。

4.4.1空气温度控制

4.4.1.1现场数据采集

在温室内安放多个无线传感器，因传感器无线发送数据，所以不用担心布线的繁杂，可以将传感器安放在温室内的任何一个地方，并且可以随意的调整位置。传感器还内存有ID号，每个传感器的ID是全球唯一，是代表该传感器的身份。传感器安放好后，传感器的ID号、采集的数据、所在位置等信息会一并的传给路由。

温度管理一般把一天分为午前、午后、前半夜和后半夜4个时段来进行温度调节。午前以促进光合作用、增加同化量为主；午后光合作用呈下降趋势；日落后以促进体内同化物的运转；夜温以抑制呼吸、减少消耗、增加积累； 传感器内置单片控制系统，因此可以设置传感器检测和外发数据的周期，就可以设置传感器外发数据的周期为1次/小时、1次/分钟、或1次/30秒等，一来可以根据现场的实际需求而定，二来可以为传感器节省电能，使用的时间更长久。

4.4.1.2数据传输

传感器将采集到的数据无线发送给室内的路由器，路由器接收并转化传感器的数据，标签是利用电磁波形式传递数据，路由接收后，解调该数据。

在同一时间会有多个标签向路由发送数据，路由会将接收到的数据进行融合，整理成较精准的数据发出。如：

路由器除接收并发送无线传感器的数据外，还可以作为其他路由器的上位路由，其他路由可以借此路由进行与协调器的通讯。如图：

协调器是最终连接电脑的设备，它前端采集路由数据，后端向电脑传送数据。工业RS485串口连接电脑，防尘防水。

4.4.1.3控制时序

A、温度高于标准值：每种植物都有不同的温度生长曲线，植物在不同的时间段都会有不同的适宜生长温度，如在每一天中，植物对于温度的需求就有4种，这是因为其处于不同的时段，会有不同的转化机能。当温室内的空气温度高于标准值时，系统会自动比较在某时段标准值与实际值的差异，进而来控制不同设备进行降温。

? 如：ID号为“123456789”的传感器，检测到现场的温度数据为35.4℃时， 数据经由无线路由，无线协调器，最终将数据上传给工控机。

? 系统为保证该温度值不是瞬间的值，会在第一次接收到该ID号的数据后延时0~90秒，再取值比较，借以准确的判断该值是一个趋势值。

? 系统会调出在该段时间的标准值27℃，并与现场数据比对，判断比现场的温度高8.4℃，即会控制降温设备开启。

? 控制降温设备的开启顺序：系统在一定的时间内（0~99秒可调）判断当前温度值不能降低到目标值时，会顺序开启降温设备；当现场温度与目标温度相差较大时，系统控制跳跃开启其中的某项设备。

? 天窗：分段开启顶开窗系统;通过室外自然温室调整温室内的温度，依此原理，直至顶开窗系统为 100%。

? 侧窗：再分段开启侧窗通风系统；依此原理，直至侧开窗系统为 100%。

? 强制降温过程：自然通风不能降低温室内的温度时，系统自动关闭自然通风相关设备，采用强制通风的方式来控制室内温度。延时后，关闭天窗，其次关闭侧窗。

? 湿帘外翻窗：开启湿帘外翻窗。

? 一组风机：开启第一组风机。?

? 湿帘水泵：开启湿帘水泵。

? 二组风机：开启第二组风机。

? 循环风机：在一定的时间内判断当温室内的温室不均匀时，开启循环风机。

? 喷林或喷雾：开启屋顶喷淋系统。

? 报警：判断温度降不到目标值,则计算机会开启温度过高报警，提示用户需增加降温设备。 系统会时时检测现场温度，当现场温度趋于目标温度时，系统即关闭降温设备。

B、温度低于标准值：

? 如：ID号为“123456789”的传感器，检测到现场的温度数据为20℃时， 数据经由无

线路由，无线协调器，最终将数据上传给工控机。

? 系统为保证该温度值不是瞬间的值，会在第一次接收到该ID号的数据后延时0~90秒，再取值比较，借以准确的判断该值是一个趋势值。

? 系统会调出在该段时间的标准值27℃，并与现场数据比对，判断比现场的温度低7℃，即会控制升温设备开启。

? 控制升温设备的开启顺序：系统在一定的时间内（0~99秒可调）判断当前温度值不能升温到目标值时，会顺序开启升温设备；当现场温度与目标温度相差较大时，系统控制跳跃开启其中的某项设备。

? 内遮阳保温幕：拉下内遮阳保温幕，不使室内温度外泄。

? 外遮阳幕：若外界光照较强，可打开外遮阳幕，通过光照升温。

? 热风炉、水暖空调、暖气：打开加热装置，是室内温度升温。

? 报警：判断温度降不到目标值,则计算机会开启温度过高报警，提示用户需增加降温设备。

系统会时时检测现场温度，当现场温度趋于目标温度时，系统即关闭升温设备。

4.4.2空气湿度控制

4.4.2.1现场数据采集

在温室内安放多个无线传感器，因传感器无线发送数据，所以不用担心布线的繁杂，可以将传感器安放在温室内的任何一个地方，并且可以随意的调整位置。传感器还内存有ID号，每个传感器的ID是全球唯一，是代表该传感器的身份。传感器安放好后，传感器的ID号、采集的数据、所在位置等信息会一并的传给路由。

湿度传感器内置单片控制系统，因此可以设置传感器检测和外发数据的周期，就可以设置传感器外发数据的周期为1次/小时、1次/分钟、或1次/30秒等，一来可以根据现场的实际需求而定，二来可以为传感器节省电能，使用的时间更长久。

4.4.2.2数据传输

传感器将采集到的数据无线发送给室内的路由器，路由器接收并转化传感器的数据，标签是利用电磁波形式传递数据，路由接收后，解调该数据。

在同一时间会有多个标签向路由发送数据，路由会将接收到的数据进行融合，整理成较精准的数据发出。如：

路由器除接收并发送无线传感器的数据外，还可以作为其他路由器的上位路由，其他路由可以借此路由进行与协调器的通讯。如图：

协调器是最终连接电脑的设备，它前端采集路由数据，后端向电脑传送数据。工业

RS485串口连接电脑，防尘防水。

4.4.2.3控制时序

A、湿度高于标准值：

? 如：ID号为“123456789”的传感器，检测到现场的湿度数据为80%RH时，数据经由无线路由，无线协调器，最终将数据上传给工控机。

? 系统为保证该湿度值不是瞬间的值，会在第一次接收到该ID号的数据后延时0~90秒，再取值比较，借以准确的判断该值是一个趋势值。

? 系统会调出在该段时间的标准值65%RH，并与现场数据比对，判断比现场的温度高15%RH，即会控制除湿设备开启。

? 控制除湿设备的开启顺序：系统在一定的时间内（0~99秒可调）判断当前湿度值不能降低到目标值时，会顺序开启除湿设备；当现场湿度与目标湿度相差较大时，系统控制跳跃开启其中的某项设备。

? 侧窗：分段开启侧窗通风系统，进行除湿，依此原理，直至侧开窗系统为 100%。 ? 除湿机控制：开启除湿机进行除湿。

? 报警：判断温度降不到目标值,则计算机会开启湿度过高报警，提示用户需增加除湿设备。

系统会时时检测现场湿度，当现场湿度趋于目标温度时，系统即关闭除湿设备。

B、湿度低于标准值：

? 如：ID号为“123456789”的传感器，检测到现场的湿度数据为40%RH时，数据经由无线路由，无线协调器，最终将数据上传给工控机。

? 系统为保证该湿度值不是瞬间的值，会在第一次接收到该ID号的数据后延时0~90秒，再取值比较，借以准确的判断该值是一个趋势值。

? 系统会调出在该段时间的标准值65%RH，并与现场数据比对，判断比现场的温度低15%RH，即会控制加湿设备开启。

? 控制加湿设备的开启顺序：系统在一定的时间内（0~99秒可调）判断当前湿度值不能升到到目标值时，会顺序开启加湿设备；当现场湿度与目标湿度相差较大时，系统控制跳跃开启其中的某项设备。

? 加湿机控制：开启加湿机进行加湿。需设置相应的目标值，系统就会自动运行。判断时间保证了不是判断瞬间湿度值的超标，而是判断湿度度整体趋势的变化；在一定的时间内湿度值都超标，才启动控制条件。稳定判断时间保证温室设备启动后，不判断瞬间达到目标值，而是稳定一段时间后才判断。避免了控制条件很快反复上升；也避免设备电机频繁启动，从而更好的保护电机.

? 报警：判断温度降不到目标值,则计算机会开启湿度过高报警，提示用户需增加除湿设备。 系统会时时检测现场湿度，当现场湿度趋于目标温度时，系统即关闭加湿设备。

4.4.3土壤温度控制

4.4.3.1现场数据采集

在温室内安放多个有线传感器，传感器时时的通过线缆向电脑发送数据。

4.4.3.2控制时序

土壤温度低于标准值：

? 该传感器是数字传感器，内存有0~99的ID号，现场变送出数字信号传送给电脑。现场的温度数据为15℃时，系统为保证该湿度值不是瞬间的值，会在第一次接收到该ID号的数据后延时0~90秒，再取值比较，借以准确的判断该值是一个趋势值。

? 系统会调出在该段时间的标准值25℃，并与现场数据比对，判断比现场的温度低10℃，即会控制升温设备开启。

? 控制升温设备的开启顺序：系统在一定的时间内（0~99秒可调）判断当前湿度值不能提高到目标值时，会顺序开启升温设备；当现场温度与目标温度相差较大时，系统控制跳跃开启其中的某项设备。

? 内遮阳保温幕：拉下内遮阳保温幕，不使室内温度外泄。

? 外遮阳幕：若外界光照较强，可打开外遮阳幕，通过光照升温。

? 热风炉、水暖空调、暖气：打开加热装置，是室内温度升温。

? 报警：判断温度升不到目标值,则计算机会开启温度过低报警，提示用户需增加升温设备。

系统会时时检测现场温度，当现场温度趋于目标温度时，系统即关闭升温设备。

4.4.4光照度控制

4.4.4.1现场数据采集

在温室内安放多个无线光照传感器，因传感器无线发送数据，所以不用担心布线的繁杂，可以将传感器安放在温室内的任何一个地方，并且可以随意的调整位置。传感器还内存有ID号，每个传感器的ID是全球唯一，是代表该传感器的身份。传感器安放好后，传感器的ID号、采集的数据、所在位置等信息会一并的传给路由。

传感器内置单片控制系统，因此可以设置传感器检测和外发数据的周期，就可以设置传感器外发数据的周期为1次/小时、1次/分钟、或1次/30秒等，一来可以根据现场的实际需求而定，二来可以为传感器节省电能，使用的时间更长久。

4.4.4.2数据传输

传感器将采集到的数据无线发送给室内的路由器，路由器接收并转化传感器的数据，传感器是利用电磁波形式传递数据，路由接收后，解调该数据。

在同一时间会有多个标签向路由发送数据，路由会将接收到的数据进行融合，整理成较精准的数据发出。如：

路由器除接收并发送无线传感器的数据外，还可以作为其他路由器的上位路由，其他路由可以借此路由进行与协调器的通讯。如图：

协调器是最终连接电脑的设备，它前端采集路由数据，后端向电脑传送数据。工业RS485串口连接电脑，防尘防水。

4.4.4.3控制时序

光照度低于标准值：每种植物都有不同的温度生长曲线，植物在不同的时间段都会有不同的适宜生长光照度，如在每一天中，植物对于光照度的需求就有多种，这是因为其处于不同的时段，会有不同的转化机能。当温室内的光照度高于标准值时，系统会自动比较在某时段标准值与实际值的差异，进而来控制不同设备进行调整。

? 如：ID号为“123456789”的传感器，检测到现场的光照度数据为50lux时，数据经由无线路由，无线协调器，最终将数据上传给工控机。

? 系统为保证该光照度值不是瞬间的值，会在第一次接收到该ID号的数据后延时0~90秒，再取值比较，借以准确的判断该值是一个趋势值。

? 系统会调出在该段时间的标准值300lux，并与现场数据比对，判断比现场的温度低250lux，即会控制设备开启调控。

? 控制光照设备的开启顺序：系统在一定的时间内（0~99秒可调）判断当前光照值不能升到目标值时，会顺序开启补光设备；当现场光照度与目标光照度相差较大时，系统控制跳跃开启其中的某项设备。

? 外遮阳幕打开：徐缓的打开外遮阳棚，使室外的阳光能照射进来

? 内遮阳幕打开：打开外遮阳棚，使室外的阳光能照射进来

? 补光灯：打开补光灯，进行补光。

? 报警：判断光照度降不到目标值,则计算机会开启光照度过高报警，提示用户需增加光照度设备。

系统会时时检测现场光照度，当现场光照度趋于目标温度时，系统即关闭光照设备。

4.4.5风速对外拉幕的保护

当室外风速超过保护值时，则系统自动启动外拉幕的风速保护功能。条件级别保证外拉幕在非正常情况下（例：大风），优先自动收拢外拉幕，避免外拉幕遭到毁灭性破坏。判断时间保证了不是判断瞬间风的超标，而是判断风整体趋势的变化；在一定的时间内风都超标，才启动控制条件。稳定判断时间保证温室设备启动后，不判断瞬间达到目标值，而是稳定一段时间后，才判断。避免了控制条件很快反复上升；也避免设备电机频繁启动，从而更好的保护电机。

4.4.6风向及风速对天窗的保护

大风、雨雪保护：系统不是判断瞬间风速的超标，而是判断风整体趋势的变化，以进行大风时的关闭通风窗的保护。风向传感器能判断出是迎风还是背风，以进行不同级别的保护。

4.4.7 CO2施肥

通过定时控制设置，可设多组 co2 施肥时间规律的选择

4.4.8 专家数据库

系统内置最新的农业专家数据库，根据不同作物的生产特性和要求可以自动调用相对应的最佳控制方案和参数。

4.4.9 数据报表、绘制曲线：

记录的数据可以导出“EXECL”报表。同时可以生成全日、全周、全月的变化趋势曲线图。

五、项目扩展

5.1 GSM无线短信报警功能：（选配项）

系统可实现“GSM 无线短信报警”，可以将“温室的报警信息”以短信的方式迅速发到相关人员的“手机或PDA”上，请求人工干预。

不同的温室、不同的管理员手机号，均可以通过灵活的设定将他们组合关联起来。因此，任何一个温室出现报警都能迅速发到和该温室相关的一人或多人的手机号。

5.2远程监控功能（选配项）

通过连接宽带互联网，可以实现互联网远程登陆访问功能，方便异地监控。

六、项目总结

本方案立足物联网的ZIGBEE应用技术，结合温室环境的实际应用，将先进的信息技术应用到传统的农业，解决了农业低成本、布线的繁杂、高故障率等问题。实现了温室内：传感器节点的简易扩展、快速的数据传送、稳定的系统控制。