PRODUCT
时间：2026-06-29 11:26:26
1. 系统简介
SG-NYWL01 农业物联网沙盘系统是一套面向智慧农业教学演示、方案验证和技术展示的综合性物联网实训平台。系统以真实农业生产场景为蓝本，将土壤墒情监测、空气温湿度监测、CO2浓度检测、智能灌溉控制等核心农业物联网技术融合于一体，通过微缩沙盘的形式，直观展示现代农业物联网系统的完整架构和运行流程。2. 系统特点
2.1 工业级选型
系统全部采用农业现场实际使用的工业级传感器和控制设备，传感器防护等级达IP65以上，控制柜防护等级IP55，确保设备参数指标与真实农业应用完全一致，实现从沙盘到现场的无缝迁移。2.2 标准工业总线
传感器与数据采集器之间采用RS485工业总线通信，遵循Modbus RTU标准协议，支持多设备级联，单总线最多可挂载32个节点，传输距离可达1200米，具备良好的抗干扰性能和工业可靠性。2.3 智能灌溉联动
智能灌溉控制柜支持定时控制、条件联动和远程手动三种控制模式。系统可根据土壤墒情传感器实时采集的土壤含水率数据，结合预设的灌溉阈值，自动控制电磁阀和水泵的启停，实现精准灌溉、节水增效。2.4 边缘计算网关
物联网网关内置边缘计算引擎，支持本地规则引擎和数据缓存功能。即使在网络中断的情况下，网关仍可依据本地策略进行联动控制和数据暂存，网络恢复后自动断点续传，保障系统运行的连续性和数据完整性。2.5 多终端交互
系统支持物联网网关本地触摸屏操作、Web浏览器远程监控和移动端APP三种交互方式，满足不同场景下的使用需求。各终端功能覆盖实时数据查看、设备控制、联动策略配置、历史数据查询和报警管理等。3. 系统架构
3.1 整体架构
系统采用感知层-传输层-平台层-应用层四层架构设计：3.2 沙盘布局设计
沙盘整体尺寸为1500mm x 1000mm x 300mm（长x宽x高），采用分区布局：4. 核心功能
4.1 土壤墒情监测
系统部署4个土壤墒情传感器，分布于沙盘种植区的不同位置，实时采集土壤含水率和土壤温度数据。传感器采用FDR频域反射原理，探针采用316L不锈钢材质，具备优异的防腐蚀性能。采集数据通过RS485总线传输至数据采集器，采集周期可配置（最短1秒），满足高精度墒情监测需求。4.2 环境参数监测
空气温湿度传感器采用高精度感湿元件，温度精度+/-0.3度，湿度精度+/-2%RH，实时监测大棚内空气温湿度变化。CO2传感器采用非色散红外（NDIR）检测技术，测量范围0~5000ppm，使用寿命超过10年，稳定可靠。光照度传感器测量范围覆盖0~200000Lux，满足全天候光照监测需求。4.3 智能灌溉控制
智能灌溉控制柜是本系统的核心执行单元，集成8路继电器输出、本地触摸屏和多种通信接口。支持三种控制模式：4.4 数据采集与传输
数据采集器作为传感器与网关之间的桥梁，负责汇聚RS485总线上各传感器的数据，进行本地预处理和缓存后，通过RS485接口上传至物联网网关。支持10万条数据本地缓存，在网关或网络异常时保障数据不丢失。采集器功耗低于1W，支持-40~85度宽温工作范围。4.5 云平台监控
农业物联网云平台采用B/S架构，提供Web端集中监控功能，包括：5. 设备技术参数
5.1 传感器设备
土壤墒情传感器（SM-100）| 参数项 | 参数值 |
| 供电电压 | DC 10-30V |
| 土壤含水率范围 | 0~100% |
| 含水率精度 | +/-3%（0~53%），+/-5%（53~100%） |
| 土壤温度范围 | -40~80度 |
| 土壤温度精度 | +/-0.5度 |
| 响应时间 | <=1s |
| 探针材质 | 不锈钢316L防腐蚀 |
| 探针长度 | 70mm |
| 输出信号 | RS485（Modbus RTU） |
| 设备地址 | 1~255可设 |
| 防护等级 | IP68 |
| 工作温度 | -40~80度 |
| 参数项 | 参数值 |
| 供电电压 | DC 10-30V |
| 温度范围 | -40~80度 |
| 温度精度 | +/-0.3度（25度时） |
| 温度分辨率 | 0.1度 |
| 湿度范围 | 0~100%RH |
| 湿度精度 | +/-2%RH（25度时） |
| 湿度分辨率 | 0.1%RH |
| 响应时间 | <=8s |
| 输出信号 | RS485（Modbus RTU） |
| 设备地址 | 1~255可设 |
| 防护等级 | IP65 |
| 工作温度 | -40~80度，0~100%RH |
| 参数项 | 参数值 |
| 供电电压 | DC 10-30V |
| 测量范围 | 0~5000ppm |
| 测量精度 | +/-(40ppm+3%F.S) |
| 分辨率 | 1ppm |
| 响应时间 | <=30s（T90） |
| 预热时间 | <=3min |
| 传感器类型 | 非色散红外（NDIR） |
| 输出信号 | RS485（Modbus RTU） |
| 设备地址 | 1~255可设 |
| 使用寿命 | >=10年 |
| 防护等级 | IP65 |
| 工作温度 | -20~60度，0~95%RH |
| 参数项 | 参数值 |
| 供电电压 | DC 10-30V |
| 测量范围 | 0~200000Lux |
| 测量精度 | +/-7%（25度时） |
| 分辨率 | 1Lux |
| 响应时间 | <=0.1s |
| 输出信号 | RS485（Modbus RTU） |
| 设备地址 | 1~255可设 |
| 防护等级 | IP65 |
| 工作温度 | -20~60度，0~80%RH |
5.2 网关与采集设备
数据采集器（DAQ-600）| 参数项 | 参数值 |
| 处理器 | ARM Cortex-M4 168MHz |
| 模拟输入 | 4路4-20mA / 0-5V（16位ADC） |
| 数字输入 | 4路干接点/湿接点 |
| RS485接口 | 2路（隔离型） |
| 采集周期 | 1s~24h可配置 |
| 本地存储 | 支持10万条数据缓存 |
| 通信方式 | RS485上传至网关 |
| 协议 | Modbus RTU |
| 供电 | DC 10-30V |
| 功耗 | <=1W |
| 防护等级 | IP65 |
| 工作温度 | -40~85度 |
5.3 控制与执行设备
智能灌溉控制柜（IC-800）| 参数项 | 参数值 |
| 主控芯片 | ARM Cortex |
| 控制通道 | 8路继电器输出（可扩展至16路） |
| 单路最大负载 | AC 220V/10A |
| 支持设备 | 电磁阀、水泵、施肥机、喷灌/滴灌切换阀 |
| 通信接口 | RS485x2、以太网RJ45x1、4G（可选） |
| 协议支持 | Modbus RTU/TCP、MQTT |
| 控制模式 | 定时控制 / 条件联动 / 远程手动 |
| 联动策略 | 根据土壤墒情、气象数据自动启停灌溉 |
| 安全保护 | 过流保护、漏电保护、短路保护、防雷 |
| 柜体材质 | 不锈钢304 户外防雨型 |
| 供电 | AC 220V/50Hz |
| 防护等级 | IP55 |
| 工作温度 | -20~55度 |
| 参数项 | 参数值 |
| 口径 | DN25/DN50可选 |
| 工作压力 | 0~1.0MPa |
| 工作电压 | DC 24V |
| 功耗 | <=15W |
| 响应时间 | <=0.5s |
| 连接方式 | 螺纹/法兰 |
| 阀体材质 | 铸铜/不锈钢 |
| 防护等级 | IP68 |
| 使用寿命 | >=10万次 |
| 参数项 | 参数值 |
| 额定功率 | 10-100W |
| 额定流量 | 0.1立方米/H |
| 最大扬程 | 30cm |
| 供电 | DC 24V |
| 调速方式 | 支持调速 |
| 接口 | 出水口 |
| 防护等级 | IPX4 |
6. 设备清单
农业物联网沙盘系统设备清单如下：| 类别 | 序号 | 设备名称 | 数量 | 单位 | 备注 |
| 传感器 | 1 | 土壤墒情传感器（SM-100） | 4 | 个 | |
| 2 | 空气温湿度传感器（TH-200） | 2 | 个 | ||
| 3 | CO2浓度传感器（CO2-300） | 1 | 个 | ||
| 4 | 光照度传感器（LX-400） | 1 | 个 | ||
| 网关与采集 | 5 | 数据采集器（DAQ-600） | 2 | 台 | |
| 6 | 智能灌溉控制柜（IC-800） | 1 | 台 | ||
| 控制与执行 | 7 | 电磁阀（EV-201）DN25 | 4 | 个 | |
| 8 | 水泵电机（WP-301） | 1 | 台 | ||
| 9 | 滴灌管路及喷头套件 | 1 | 套 | ||
| 10 | 农业物联网展示沙盘（含地形模型） | 1 | 套 | ||
| 沙盘与附件 | 11 | 沙盘底座及铝合金框架 | 1 | 套 | |
| 12 | 仿真农作物模型 | 1 | 批 | ||
| 13 | 线缆、插排、电源适配器 | 1 | 批 | ||
| 14 | WiFi路由器 | 1 | 台 | ||
| 软件平台 | 15 | 农业物联网云平台软件（Web端） | 1 | 套 | |
| 16 | 网关本地管理软件 | 1 | 套 |