Shelly 生态的智慧农场

1、前言

传统农场管理依赖人工巡检与手动开关，存在响应滞后、能耗浪费、安防盲区等问题。shelly旨在通过传感器、继电器和智能插座等，构建具备定时调度、阈值联动、实时告警及本地/远程控制的自动化系统，实现对灌溉、通风、遮阳及安防的集中管控。

2、思路

系统采用三层轻量化架构：

感知与执行：包含蓝牙温湿度传感器、门磁/人体传感器和气象站传感器、智能继电器和智能插座。

本地控制中枢：现场触控面板可本地控制，同时支持 Wi-Fi 连接云端。

远程管理：Shelly Smart Control App 及云平台，提供设备状态同步、推送通知及远程操控能力。

通信协议可使用Wi-Fi（2.4GHz）、BLE（蓝牙）和Zigbee，所有数据优先走本地局域网处理，保证响应实时性。

3、设备选型

设备型号

功能定位

关键技术参数

Shelly Pro 1PM

智能继电器（控制水泵/风机/电磁阀）

最大负载 16A；内置功率计量；支持 Modbus TCP 与 MQTT。

Shelly Plug CN Gen3

智能插座

最大 16A/3680W；Wi-Fi + BLE；带电量统计和过载保护。

Shelly BLU H&T ZB

温湿度传感器

BLE 广播，测量范围 -20~60°C，湿度 0~100% RH；电池供电

Shelly Shutter

遮阳网卷帘控制

支持单相AC电机；开/关/停三态控制，可设置百分比开度。

Shelly BLU Door/Window ZB

门窗状态检测

支持Zigbee和 BLE；开/关状态实时上报，电池供电

Shelly BLU Motion ZB

移动侦测

支持Zigbee和 BLE；开/关状态实时上报，电池供电；检测距离室内可达10米，室外可达30米

Shelly Wall Display X1i

现场控制与数据面板

4 英寸触摸屏，内置 Web UI，可显示所有传感器数据及设备状态；支持触发场景（Scene）和定时任务（Schedule）

Ecowitt WS90七合一气象站

室外气象监测

支持Zigbee和 BLE；测量风速（0~40m/s）、风向（0°~359°）、温度（-40~60°C）、湿度（1~99% RH）、光照（0~200 klx）、紫外线指数（1~15）、降雨量（0~9999 mm）、气压（300~1100 hPa）；太阳能板供电 + AA锂电池备份；IPX5 防护等级

4、场景控制

定时调度：

通过Shelly Wall Display X1i 或 App 的 Schedule 功能，为每个执行器设定周循环时间表（可精确到分钟）。

例如：水泵每日 6:00~6:30 开启，风机每 2 小时运行 10 分钟。

调度任务存储在设备本地，断网仍可按时触发。

气象联动：

如Shelly BLU H&T ZB以 BLE 广播形式发送温湿度数据，被Wall Display 或 Pro 系列设备内置的 BLE 网关接收。在 App 或 Wall Display 中设定条件规则：

湿度 > 70% RH→ 触发风机继电器闭合（开），湿度降至 65% 后自动断开设备。

温度 > 30°C→ 同时触发Pro 1PM风机开启 + Shelly Shutter 对遮阳帘执行“展开”动作（电机正转），以实现强制通风与遮阳协同降温。

规则引擎支持AND/OR 逻辑，可叠加时间段条件（如仅白天生效）。

安防告警：

门磁（BLU Door/Window ZB）：状态变化（close→open）上报，报警推送至手机 App。

人体感应（Shelly BLU Motion ZB）：设置为“非工作时段（如 22:00~06:00）” + “触发移动”双重条件，一旦满足，手机 App即发送报警通知。

5、本地与远程控制

本地优先：Wall Display 通过局域网直接控制 Pro 系列继电器。

远程备份：Shelly Smart Control App 经云平台下发指令，适用于异地管理。

状态同步：任一控制端操作，其他端实时更新设备状态。

6、安装要点

Pro 系列设备为 DIN 导轨式，需安装在配电箱内，接线前务必切断总电源。

注意负载功率：水泵/风机启动电流可能为额定电流的 5~7 倍，需选择足够余量的型号。

7、系统扩展

能耗统计：利用 Pro 系列电量计量功能，可生成日/月用电报表，辅助分析灌溉能耗。

第三方集成：支持 MQTT 协议，可将数据接入 Home Assistant 等其他第三方平台，实现更复杂的联动，如结合天气预报提前调整浇水计划。

8、小结

基于 Shelly 智能硬件生态，为农场构建集环境调控、安防监控、气象自适应灌溉于一体的自动化管理系统，系统支持强大的本地边缘计算能力，预设的自动化规则本地执行。即使网络中断，农场核心自动化功能不受影响。设备支持Wi-Fi、LAN、蓝牙等多种连接方式，可根据农场网络环境灵活部署。整个系统无需专用网关，降低了成本和复杂性。单账号可轻松管理多个设备，系统扩展性极强。采用开放的通信协议，能无缝集成到Home Assistant、Node-RED等智能家居平台，并可对接苹果HomeKit、Google Home等生态。