智能温室大棚整体控制设计方案
《智能温室大棚监控系统的研究与设计》范文
《智能温室大棚监控系统的研究与设计》篇一一、引言随着现代科技的不断进步，农业科技作为支撑现代农业发展的重要支柱，也正在逐步升级与优化。
智能温室大棚监控系统是这一进步的体现之一，它不仅为农业种植提供了精准的环境控制，还能显著提高农作物的产量与品质。
本文旨在探讨智能温室大棚监控系统的设计与实现，通过对其系统架构、技术运用以及实施效果的研究，为现代农业的智能化发展提供一定的理论支持与实践指导。
二、系统架构设计1. 硬件架构智能温室大棚监控系统的硬件架构主要包括传感器网络、数据传输设备、中央处理单元和控制执行设备等部分。
传感器网络负责实时监测温室内的环境参数，如温度、湿度、光照强度等；数据传输设备将收集到的数据传输至中央处理单元；中央处理单元对数据进行处理与分析，并发出控制指令；控制执行设备则根据指令调整温室内的环境条件。
2. 软件架构软件架构则包括数据采集模块、数据处理与分析模块、控制指令输出模块以及用户交互界面等部分。
数据采集模块负责从传感器网络中获取数据；数据处理与分析模块对数据进行处理与存储，并运用算法进行环境预测与优化；控制指令输出模块根据分析结果发出控制指令；用户交互界面则提供友好的操作界面，方便用户进行系统操作与监控。
三、关键技术运用1. 传感器技术传感器技术是智能温室大棚监控系统的核心之一。
通过使用高精度的传感器，系统能够实时监测温室内的环境参数，如温度、湿度、光照强度等，为后续的数据处理与分析提供准确的数据支持。
2. 数据处理与分析技术数据处理与分析技术是智能温室大棚监控系统的关键环节。
通过对传感器收集到的数据进行处理与分析，系统能够实时掌握温室内的环境状况，并运用算法进行环境预测与优化，为控制指令的发出提供依据。
3. 控制执行技术控制执行技术是实现智能温室大棚监控系统精确控制的关键。
通过控制执行设备，系统能够根据中央处理单元发出的指令，调整温室内的环境条件，如开启或关闭通风口、调整遮阳设备等。
基于STM32的温室大棚智能控制系统设计
基于STM32的温室大棚智能控制系统设计为了有效增强我国温室大棚的智能化管理效果，文章介绍了温室智能化调控系统的国内外研究和发展现状，并提出一款基于STM32F103系列芯片的温室环境智能调控系统，主要收集室内的温湿度与光照强度信息进行分析，通过LCD 显示器进行数据图标呈现，并增加无线信息传输组件，有效地创建温室的智能化环境调控系统。
温室环境的智能化控制研究是现代化温室大棚的一个研究重点。
提升智能化温室大棚中植物的栽培效率与质量是较为重要的研究内容，通过对植物生长周期进行分析，科学检测温室条件并进行高效的规划。
现阶段，国内科学领域已经研发出了多种可以改善作物生长效率，提高生产质量的智能设备，并被广泛的应用在温室大棚里，然而这些设备基本不具备智能调节能力，无法获取大棚内的具体情况，同样也无法实现远程调节的效果，仅可以实现一些初步的功能目的。
一、温室大棚智能化控制的国内外研究和发展现状在国外很多发达国家特别是在欧美，十分重视温室栽培方面的研究，例如，美国等发达国家已经通过一些监管设备对大棚内的环境信息进行监控，并结合预期设定数值进行调节，达到农业生产的智能化效果。
而这种智能化植物栽培技术仅是对室内的单一因素进行调控，也就是仅实现对大棚内的温度、湿度、光照、气体条件进行管理。
随着科学技术的不断发展，温室大棚栽培技术也得到了全新的改变，在美国，科学家们研制了一款能够结合气候管理、农作物灌溉与施肥能力为一体的智能化温室大棚管控系统，这系统能够有效地结合各类农作物的管理内容，利用传感器所接收的信号对系统的各项功能进行管理，实现最优质这一高效的方式对温室内农作物的生长进行管理。
以色列通过计算机设备对温度环境进行管理，并建立科学的温室构造，配备优质的环境调节、天窗以及幕帘等，对温湿度、光照效果、气体环境进行有效控制。
并且将中的控制器与管理室内的中央电脑进行远程连接，提高温室管理的便捷性，更精准的对灌溉施肥系统进行控制，提升对于肥料与水资源的利用效果。
智慧农业大棚解决方案 蔬菜大棚整体解决方案
一、智慧农业的概念 二、需求分析及应用场景 三、解决方案及涉及产品 四、应用案例
新疆自治区智能农业监控系统
客户挑战
园区大而分散，技术人员疲于奔波。 现场设备需人工操作，突发情况难控 制。
解决方案
安装传感器，控制器，智能相机等监 控设备。 监测土壤温湿度、空气温湿度、风速、 风向等，通过网络传至云端。
虫情测报灯
功能： 通过诱集成虫至箱体内，用内置的农药将 害虫杀死，减少环境污染，降低农药 残留。 可配备风速风向、环境温度湿度、光照等 多种传感器接口，在需要时监测环境 参数。 可通过GPRS上传数据，以监测环境与病 虫害之间的关系。 预留多种接口，为虫情的可视化、在线实 时监测提供支持。
支持光纤模块接入，支持内置温度感应器显示机内温度。
无线农业气象综合监测站
技术规栺：
项目 土壤墒情 土壤温度 空气温度 空气湿度 辐射 风向 风速 降水量
功能： 采用高精度传感度可实时监测土壤墒情、 土壤温度、 空气温度、空气湿度、辐射、 风向、风速、降水量； 可带摄像头，实时拍照； 监测点所采集的数据通过GPRS或GSM上传 综合信息 服务平台； 用户可随时随地通过电脑网页、智能手机 查看历史 数据和实时数据。
3G/GPRS/ WIFI
智慧农业云平台
控制中心
气象站采集土壤墒情、土 壤温度、空气温度、空气
畜禽养殖控制器
湿度、辐射、风向、风速、
降水量
信息采集节点负责采集圈 内的空气温湿度、光照、
光照
风机
湿度
饲料添加
CO2、硫化氢、氨气、
PM2.5等
摄像头负责温室内实时监
控
对养殖环境、水质、畜禽类生长状况等进行监测管理、达到省电、增产增收的目标。
智能化温室大棚技术方案-2015.
智能化温室大棚设计方案目录1.国内外温室控制系统的现状 (3)1.1智能化大棚的现状 (3)1.2智能化大棚的监控特点 (3)2.系统概述 (4)2.1设计原则 (4)系统性能稳定，运行可靠。
(4)操作简单，维护方便。
(4)整个系统易于扩展。
(4)运行经济节能，维护费用低。
(4)性能价格比高。
(4)3.温室智能监控系统的建设 (4)3.1系统整体架构 (4)3.2设计范围 (5)3.3用户需求分析 (5)3.3.1全面监控设备运行的需求 (5)3.3.2节省人力的需求 (5)3.3.3延长设备使用寿命的需求 (6)3.4温室大棚智能监测系统部分 (6)3.4.1 执行机构部分 (6)3.5温室大棚智能控制系统的网络结构 (7)4．HYSINE系统特点 (10)4.1澳大利亚H YSINE自控系统特色 (10)4.2PLC控制器介绍 (11)4.3系统软件说明 (13)1. 国内外温室控制系统的现状1.1 智能化大棚的现状智能化温室是集农业科技上的高、精、尖技术和计算机自动控制技术于一体的先进的农业生产设施，是现代农业科技向产业转化的物质基础。
它能营造相对独立的作物生长环境，彻底摆脱传统农业对自然环境的依赖性。
目前，计算机控制在温室种植中得到了越来越广泛的应用，并正在成为温室控制的核心。
智能化温室研究是当今兴起的一门横跨生物学、计算机科学、电子科学、机械设计和环境控制等几大学科的综合了多种高新技术的边缘学科。
1.2 智能化大棚的监控特点温室智能监控系统集传感器、自动化控制、通讯、计算等技术与专家系统于一体，通过预装多种作物生长所需的适宜环境参数，搭建温室智能化软硬件平台，实现对温室中温度、湿度、光照、二氧化碳等因子的自动监测和控制本系统可以模拟基本的生态环境因子，如温度、湿度、光照、CO2浓度等，以适应不同生物生长繁育的需要，它由智能监控单元组成，按照预设参数，精确的测量温室的气候、土壤参数等，并利用手动、自动两种方式启动或关闭不同的执行结构（遮阳幕、加热器、湿帘水泵及风机、通风系统等），程序所需的数据都是通过各类传感器实时采集的。
智能温室大棚建设实施方案
智能温室大棚建设实施方案一、背景介绍。
随着人口的增长和气候变化的影响，农业生产面临着越来越大的挑战。
为了提高农业生产的效率和质量，智能温室大棚成为了现代农业发展的重要方向。
智能温室大棚利用先进的技术和设备，能够实现对温度、湿度、光照等环境因素的精准控制，从而为植物的生长提供最佳的条件。
二、建设目标。
1. 提高农业生产效率，通过智能温室大棚的建设，可以提高农作物的产量和质量，满足人们对食品的需求。
2. 节约资源，智能温室大棚能够有效利用水、土壤和光能资源，减少资源的浪费，实现可持续发展。
3. 保护环境，智能温室大棚可以减少化肥、农药的使用，减少对环境的污染，保护生态平衡。
三、建设内容。
1. 地点选择，选择阳光充足、通风良好、水资源充足的地方建设智能温室大棚。
2. 设备选购，选择高效节能的温室设备，包括智能温控系统、自动灌溉系统、光照调节系统等。
3. 种植规划，根据当地的气候条件和市场需求，制定种植计划，选择适合的作物进行种植。
4. 施肥管理，采用有机肥料和微生物肥料，减少化肥的使用，保证作物的健康生长。
5. 病虫害防治，采用生物防治和物理防治的方法，减少农药的使用，保证作物的质量和安全。
6. 人员培训，对农户进行智能温室大棚的管理和操作培训，提高他们的技术水平和管理能力。
四、建设步骤。
1. 确定建设规模和投资预算。
2. 选址和规划设计。
3. 设备选购和安装调试。
4. 种植计划制定和实施。
5. 管理和维护。
六、建设效果。
1. 农产品供应，智能温室大棚可以提供全年稳定的农产品供应，满足市场需求。
2. 经济效益，智能温室大棚可以提高农产品的产量和质量，增加农民的收入。
3. 社会效益，智能温室大棚可以提供就业机会，促进农村经济的发展。
七、总结。
智能温室大棚的建设是现代农业发展的重要举措，它能够提高农业生产的效率和质量，节约资源，保护环境，带动农村经济的发展。
因此，有必要加大对智能温室大棚建设的支持力度，为农业的可持续发展提供更多的保障。
温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计
温室自动控制系统是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开辟生产的环境自动控制系统。
可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素，根据温室植物生长要求，自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备，自动调控温室内环境,达到适宜植物生长的范围，为植物生长提供最佳环境。
智能温室自动化控制系统是根据温室大棚内的温湿度、土壤水分、土壤温度等传感器采集到的信息，接到上位计算机上进行显示，报警，查询.监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储，然后将其与设定的报警值相比较，若实测值超出设定范围，则通过屏幕显示报警或者语音报警，并打印记录。
(1)系统组网络组成根据工艺运行的需求，我们做如下的网络系统设计:网络采用以太网络设计。
每一个站作为一个网络节点.这个网络采用性能可靠的工业以太网.可以将办公网络、自动控制网络和视频监控网络无缝结合到该网络环境，实现“多网合一”。
整个系统可承载的数据分成如下的几个部份：1：工业控制数据2：采集数据3：工业标准的 MODBUS 总线通讯4：视频语音数据采集和监控(2)组网特点自动化控制系统是开放的控制系统，除了具有良好的网络通讯能力外,还具有与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口，以后可以任意扩展控制系统。
整个系统采用多级网络结构，即生产管理网和生产控制网，将过程实时数据、运行操作监视数据信息同非实时信息及共享资源信息分开，分别使用不同的网络. 有效地提高了通讯的效率，降低了通讯负荷.(3)采用的通讯协议Modbus 协议是应用于自动控制器上的一种通用协议.通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。
它已经成为一种通用工业标准.(1)控制系统概述随着社会经济的发展，设施农业作为农业可持续发展的一个重要途径，已经越来越受到世界各国的重视，而设施农业中问世工程的建设与发展是都市型发展的重要组成部份，是设施农业发展的高级阶段.希翼通过改变植物生长的自然环境、．创造适合植物最佳的生长条件，避免外界恶劣的气候，达到调节产期，促进生长发育、防治病虫害等目的。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现1. 引言1.1 研究背景智能温室大棚系统是利用先进的单片机技术和传感器技术来实现对温室环境的监测和控制的系统。
随着全球气候变暖和粮食供应压力的增加，智能温室大棚系统的研究和应用变得越来越重要。
当前，传统的农业生产方式已无法满足不断增长的粮食需求，而智能温室大棚系统的出现为农业生产带来了革命性的改变。
传统的温室大棚产品受限于人工操作和环境条件的限制，往往无法实时监测温室内外环境的变化，导致温室作物生长过程中出现问题。
设计并实现基于单片机的智能温室大棚系统具有重要的意义。
通过引入单片机技术和传感器技术，智能温室大棚系统可以实现对温室内外环境参数的实时监测和控制，如温度、湿度、光照等。
智能温室大棚系统还可以实现远程监控和控制，为农业生产提供更便捷、高效、智能化的解决方案。
研究基于单片机的智能温室大棚系统具有重要的理论和实际意义。
1.2 研究目的研究目的是基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现。
通过研究，旨在利用现代科技手段提高温室大棚的自动化程度，提升温室作物的生产效率和质量。
具体目的包括：1. 设计一套智能温室大棚系统，实现温室环境监测、控制和调节功能，实现对作物生长环境的精细化管控；2. 研究温室大棚系统中的传感器和执行器的选择、布局及调试方法，确保系统的稳定性和可靠性；3. 开发相应的软件模块，实现对温室大棚的智能控制，包括自动化灌溉、通风、照明等功能；4. 测试系统的性能，评估系统在实际作物种植环境中的使用效果和稳定性；5. 为农业生产提供更加智能、高效的技术手段，推动农业现代化发展，提升粮食生产能力和质量。
1.3 研究意义智能温室大棚系统的研究意义主要体现在以下几个方面：智能温室大棚系统的设计与实现能够有效提高农作物的产量和质量。
通过智能温室大棚系统，我们可以实现精确的环境控制，包括温度、湿度、光照等参数的实时监测和调节，从而为作物提供更适宜的生长环境。
筠连县春风村智能温室大棚设计方案
筠连县春风村智能温室大棚建设方案一.项目背景（一）温室设计建设原则1.坚持科学性、超前性与实用性相结合的原则，全面考虑到温室的使用功能，合理选择配套设备，实现良好的价格性能比。
2.坚持从实际出发，合理确定设计标准，对生产工艺，主要设备和主体工程做到先进、适用、可靠。
利用高科技自控手段实现温室设备的自动运行，达到自动控制温室环境的目的。
3.坚持温室结构用材以及设备选购先进、可靠、适用的原则；坚持国内领先的原则。
4.坚持节能高效、因地制宜的原则，设计侧重于温室结构的合理性，技术的先进性，并结合当地气候条件进行设计。
（二）建设地点：本项目位于四川境内，主要用途为：筠连县春风村智能温室大棚项目建设。
二.项目慨况（一）温室工程概况温室占地面积 756 平米；工程建设地点：四川宜宾市；温室主要配置：电动天窗系统、自然通风系统、电动外遮阳系统、电动内遮阳系统、无土栽培、硫磺熏蒸系统、屋面清洗系统、升温系统、照明、灌溉系统、智能控制系统、电器控制系统。
（二）规格和面积☐温室主体结构结构形式：采用连栋薄膜温室结构；☐跨宽：6.3 米☐开间：3 米☐肩高：3 米☐顶高：4.4 米☐建筑高度：5 米☐性能指标☐风载：0.35KN/㎡☐雪载：0.40KN/㎡☐最大排雨量：140mm/h☐用电参数：220V/380V,50HZ☐排列方式跨长：60m间宽：12.6m温室面积：756 ㎡（三）土建工程由于甲方未提供地质勘察报告，本工程地基承载力标准值按Fk≥110KPa 设计，实际开挖后，如与设计不符须通知设计人员。
1.点式基础工程温室建设场地在地下 0.6 米深的范围内应无较大石块、地下管线、地下设施等障碍物，建设方按温室建设的要求做好三通一平工作，即通水、通电、通道路、场地高差不得超过30cm。
1、基坑规格为 500*500*500mm（C20 砼），实际需根据土质情况，需挖到硬土层。
2、大棚四周建 120*300mm 墙裙，表面抹灰（墙裙供参考，也可不建）。
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目录
、智能温室大棚简介 二、智能温室大棚结构设计
、温室结构设计
1.
温室结构布局
2.
温室覆盖材料
3.
温室的通风
二、温室运行机构
1.
电力系统
2.
降温增湿系统
3.
遮阳系统
4.
增温系统
5.
浇灌系统 三、智能温室大棚控制系统
控制系统的主要构成
1
、 传感器
2
、 控制器
3
、 执行器件
4
、 上位机
二、具体控制过程
2 / 6
、智能温室大棚简介
智能温室也称作自动化温室， 是指由计算机控制温室内的执行 器件来
改善温室内的环境， 营造适合农作物生长的环境。 温室内的主 要系统有
可移动天窗、遮阳系统、保温系统、升温系统、降温系统、 浇灌系统等自
动化设施系统。
智能温室的控制一般有信号采集系统、 中心计算机和控制系统三大 部分
组成。
、智能温室大棚结构设计
、温室结构设计
首先应进行温室建筑布局、 形式、尺寸等方面设计 ,应考虑结构、 机
械、覆盖与支撑材料、荷载、通风、保温、给排水以及环境调控设 备等多
种因素 ,同时还应该考虑本地的地理气候条件 ,充分利用自然资 源,力图降
低制造成本和运行费用。
其结构框架设计的基本特点
温室结构布局
尽量采用南北栋方式建筑可使太阳直射光
平均日总量透过率最高。
温室覆盖材料
温室材料透光率对温室的光照总量有着重
要影响 ,可采用浮法玻璃其透光率可达 90%以上。亦可采用超
1.
2.
3 / 6
长塑料薄膜 （阳光穿透率 85%）为覆盖材料。但其耐用性不高。
PC 塑料板在造价、使用年限、透光率等方面是一个不错的选 择。
温室的通风
应充分利用自然条件 ,确定温室开窗的朝向十分
重要 ,如地区全年平均主导风向为东南 ,则天窗的位置应设在北
在自然风收集装置上安装空气增温系统， 增加内循环的时候还
可以增肌温室内的温度。
温室运行机构
电力系统
可采用工业电网与自发电结合方式充分节省能 源与成本。
自发电可采取风力发电，风力发电占地少，转化率 高。成本相比太阳
能发电低
降温增湿系统
可采取湿帘降温增湿系统，或者高压喷雾
降温系统。降温还应配合风机降温。
增温系统
可采取水电共同增温， 或单一增温系统。 水电增温
这是在用热水增温与电力增温结合方式，增加增温效率，水力
增温则是采用太阳能方式将水升温，再通过管道进入温室内增
温。电力增温则是采用电热器增温。
浇灌系统
可采用滴灌或雾化浇灌， 可充分节省水资源， 节省
成本，浇灌效率高。具体浇灌方式还应结合农作物特点，具体
3.
侧。同时还可安装自然风收集装置增加温室内循环， 冬天还可
1.
2.
3.
遮阳系统
采用移动遮阳慕，进行遮阳。
4.
5.
4 / 6
选定。浇灌系统同时还连接营养增施，通过浇灌方式给农作物
增加营
养。
、智能温室大棚控制系统
智能温室大棚涉及到的技术参数主要有温度、湿度、 CO2浓度、
营养液的EC值、光照强度等主要技术参数。
控制系统主要采用过程控制系统。
R —► 0 —＞控制器一＞ 执行机构—被控对象一＞ Y
传感器
变送器
智能温室大棚的各技术参数是同外部环境有着密切关系的。 当外
部环境中的某项技术参数符合棚内要求，则无需对棚内该参数进行调
整。所以在选择控制系统的时候，过程控制系统较为合适。
、控制系统的主要构成
主要由传感器、控制器、执行器件、上位机组成。
1
、
传感器
主要用于各个技术参数的信息采集。温度传感器，棚
内温度传感器以及棚外温度传感器 量程：温度0--60 C 室
外量程：-40-60C 精度：温度 士 0.3C采用非接触式温度传
感器，温度传感器可采用自带变送器的温度传感器， 可以直接
5 / 6
2、
3、
4、
将数字信号传入控制器。湿度传感器，量程：0-100%RH精度:
湿度士 3%RH主要用于监测棚内空气湿度和土壤湿度。 Co2
浓度传感器，监测棚内C02浓度。EC传感器主要用于检测营养
液的浓度。光强传感器，监测棚内光照强度。
控制器
智能温室大棚控制器主要采用 PLC其系统构成灵活,
扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的 PID
回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如 DDC和DCS
等，实现生产过程的综合自动化。 使用方便，编程简单，采用
简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知
识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改
程序，改变控制方案而不拆动硬件。 能适应各种恶劣的运行环
境，抗干扰能力强， 可靠性强， 远高于其他各种机型。 综合 PLC
这些特点采用它为这能温室大棚控制器更符合温室大棚的各项
要
求。
执行器件
主要有风机、湿帘、移动天窗的电机、移动遮阳
慕电机、增温系统的各个执行元件、浇灌系统的执行元件。
位机
设置组态，同控制器连接实时监控各项数据，收集整
理传上来的数据，以及在线修改参数。上位机可以通过串口与
PLC连接。当然也可以采用无线方式进行通信，只需有相应的
通信协议。而且可以开发 APP通过手机惊醒远距离的监控，与
修改参
数。
6 / 6
、具体控制过程
定时模式
土壤湿度智能模式
营养补给主要采用人工控制模式
启动增温e低温度_高
排风扇+遮阳慕（在光强充足）
启动除湿 ＜低湿度■高
启动增湿
co2泵
— co2 -高
排风扇
启动补光低光强^高
遮阳慕
浇灌
人工模式