农业大棚环境监控系统的监测内容及应用解决方案

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智慧大棚解决方案

智慧大棚解决方案

智慧大棚解决方案智慧大棚解决方案是一种利用现代科技手段来提高农业生产效率的创新方案。

通过应用物联网技术、大数据分析、人工智能等先进技术,智慧大棚解决方案可以实时监测和控制大棚内的环境参数,提供精准的农业管理和决策支持,从而提高农作物的产量和质量。

一、智慧大棚解决方案的基本原理和关键技术1. 物联网技术:智慧大棚解决方案通过无线传感器网络将大棚内的各种环境参数(如温度、湿度、光照等)实时采集并传输到云平台,实现对大棚环境的远程监控和控制。

2. 大数据分析:通过对大棚内环境参数、农作物生长情况等数据进行采集、存储和分析,智慧大棚解决方案可以提供农作物生长模型、病虫害预测等决策支持,帮助农民科学管理大棚。

3. 人工智能:智慧大棚解决方案利用人工智能技术对大量的农业数据进行分析和学习,可以根据农作物的生长特点和环境需求,自动调整大棚内的温度、湿度、光照等参数,实现智能化的农业生产。

二、智慧大棚解决方案的功能和优势1. 实时监测和控制:智慧大棚解决方案可以实时监测大棚内的温度、湿度、光照等环境参数,并根据农作物的需求自动调整大棚内的环境,保持最佳的生长条件。

2. 病虫害预测和预警:通过对大棚内环境参数和农作物生长情况进行分析,智慧大棚解决方案可以提前预测和预警可能出现的病虫害,帮助农民采取相应的防治措施,减少损失。

3. 智能灌溉和施肥:智慧大棚解决方案可以根据农作物的生长需求和土壤湿度情况,自动控制灌溉和施肥系统,实现精准的水肥管理,提高农作物的产量和品质。

4. 数据分析和决策支持:智慧大棚解决方案可以对大量的农业数据进行分析和学习,提供农作物生长模型、病虫害预测等决策支持,帮助农民科学管理大棚,提高农业生产效益。

5. 节能环保:智慧大棚解决方案可以根据农作物的需求和外部环境条件,智能调节大棚内的温度、湿度、光照等参数,减少能源的消耗,实现节能减排,符合可持续发展的要求。

三、智慧大棚解决方案的应用案例1. 温室蔬菜种植:智慧大棚解决方案可以实时监测和控制温室内的环境参数,根据不同蔬菜的生长需求,自动调节温度、湿度、光照等参数,提高蔬菜的产量和品质。

智慧大棚解决方案

智慧大棚解决方案

智慧大棚解决方案引言概述:智慧大棚解决方案是一种基于现代科技的农业生产方式,通过应用物联网、大数据、人工智能等技术,实现对大棚环境、作物生长状态等信息的实时监测和智能控制,从而提高农作物的产量和质量,减少资源浪费,实现可持续农业发展。

本文将从五个大点来阐述智慧大棚解决方案的具体内容。

正文内容:1. 大点一:环境监测与控制1.1 温度和湿度监测:智慧大棚通过传感器实时监测大棚内的温度和湿度,根据作物的生长需求进行智能调控,提供最适宜的生长环境。

1.2 光照控制:智慧大棚利用光照传感器监测光照强度,并通过智能控制系统调整灯光的亮度和时间,确保作物在不同生长阶段获得合适的光照条件。

1.3 CO2浓度监测:智慧大棚通过CO2传感器监测大棚内CO2浓度的变化,并根据作物对CO2需求的不同进行智能调控,提供充足的CO2供作物进行光合作用。

2. 大点二:水肥一体化管理2.1 智能灌溉系统:智慧大棚通过土壤湿度传感器实时监测土壤湿度,并根据作物需水量进行智能灌溉,减少水资源浪费。

2.2 智能施肥系统:智慧大棚通过土壤养分传感器监测土壤养分含量,根据作物需肥量进行智能施肥,提高肥料利用率,减少农药残留。

3. 大点三:病虫害监测与预警3.1 病害监测:智慧大棚通过病害传感器实时监测作物的病害情况,及时发现并报警,减少病害的发生和传播。

3.2 虫害监测:智慧大棚通过虫害传感器实时监测作物的虫害情况,根据虫害密度进行智能控制,减少农药使用,保护生态环境。

4. 大点四:作物生长状态监测与预测4.1 生长状态监测:智慧大棚通过植物生长传感器监测作物的生长状态,包括生长速度、叶绿素含量等指标,为农民提供作物生长的实时数据。

4.2 生长预测:智慧大棚通过大数据分析和机器学习算法,结合历史数据和环境因素,预测作物的生长情况,匡助农民做出科学决策。

5. 大点五:远程监控与管理5.1 远程监控:智慧大棚通过网络连接,实现对大棚内环境、作物生长状态等信息的远程监控,农民可以通过手机或者电脑随时随地了解大棚情况。

农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统解决方案

农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统解决方案

农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统解决方案一、引言农业大棚是现代农业生产中常用的一种种植方式,通过大棚的建设可以提供良好的生长环境,保护作物免受恶劣天气的影响。

然而,传统的农业大棚管理方式存在一些问题,如人工操作繁琐、难以实时监控和控制等。

为了解决这些问题,我们提出了一种农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统解决方案。

二、系统架构1. 远程智能监控系统远程智能监控系统由传感器、数据采集模块、数据传输模块和监控中心组成。

传感器可以实时监测大棚内的环境参数,如温度、湿度、光照强度等。

数据采集模块将传感器采集到的数据进行处理和存储,并通过数据传输模块将数据传输到监控中心。

监控中心可以实时监测大棚的环境参数,并对数据进行分析和处理,提供智能决策支持。

2. PLC自动化控制系统PLC自动化控制系统由PLC控制器、执行器和人机界面组成。

PLC控制器是系统的核心,负责接收监控中心发送的指令,并控制执行器完成相应的动作。

执行器可以控制大棚内的灯光、通风、水肥等设备的开关和调节。

人机界面提供操作员与系统交互的界面,操作员可以通过人机界面监控大棚的状态和进行操作。

三、系统功能1. 远程监控功能系统可以实时监测大棚内的温度、湿度、光照强度等环境参数,并将数据传输到监控中心。

监控中心可以通过图表、曲线等形式展示数据,帮助农户了解大棚内的环境状态。

2. 远程控制功能通过PLC自动化控制系统,农户可以远程控制大棚内的灯光、通风、水肥等设备。

农户可以根据大棚内的环境需求,调节设备的开关和参数,实现智能化的管理。

3. 报警功能系统可以根据预设的阈值进行数据分析,当环境参数超出阈值范围时,系统会自动发出报警。

农户可以通过监控中心接收报警信息,及时采取措施进行处理。

4. 数据分析功能系统可以对大棚内的环境数据进行分析,并生成报表和曲线图等形式的统计分析结果。

农户可以通过这些数据分析结果,了解大棚的生长情况,优化种植策略。

智慧大棚解决方案

智慧大棚解决方案

智慧大棚解决方案智慧大棚解决方案是一种基于先进技术的农业生产模式,旨在提高农作物的生产效率和质量。

该方案结合了物联网、大数据分析和人工智能等技术,通过实时监测和自动控制,实现对大棚环境的精确调控,从而最大程度地满足作物的生长需求。

一、方案概述智慧大棚解决方案由以下几个主要组成部分构成:1. 传感器网络:通过布置在大棚内的各个位置的传感器,实时监测大棚内的温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等环境参数。

2. 数据采集与传输:传感器采集到的数据通过无线网络传输到云端服务器,确保数据的实时性和可靠性。

3. 数据存储与管理:云端服务器将接收到的数据进行存储和管理,建立起大棚环境的历史数据库,为后续分析和决策提供基础。

4. 数据分析与决策支持:通过对大棚环境数据的分析,结合作物的生长特性和需求,提供决策支持,帮助农户制定合理的生产计划和管理策略。

5. 自动控制系统:根据数据分析的结果和决策支持的指导,自动控制系统可以对大棚内的温度、湿度、光照等参数进行调节,保持最佳的生长环境。

二、方案的优势智慧大棚解决方案具有以下几个优势:1. 提高生产效率:通过精确的环境调控和自动化的生产管理,可以最大程度地提高农作物的生产效率,减少生产成本。

2. 提高农产品质量:合理的环境调控可以使农作物生长得更加健康,提高农产品的品质和口感。

3. 节约资源:智慧大棚可以根据实际需求调节光照、温度和湿度等参数,避免能源和水资源的浪费。

4. 减少人力投入:自动控制系统可以实现对大棚环境的自动调节,减少对人工的依赖,节省人力成本。

5. 实时监测与远程管理:通过云端服务器,农户可以实时监测大棚内的环境参数和作物生长情况,进行远程管理和及时决策。

三、方案应用案例以下是一个智慧大棚解决方案的应用案例:某农户拥有一座智慧大棚,种植蔬菜和水果。

通过安装在大棚内的传感器,实时监测大棚内的温度、湿度和光照强度等环境参数,并将数据传输到云端服务器。

云端服务器通过数据分析和决策支持系统,提供给农户合理的生产计划和管理建议。

《2024年智慧农业大棚监控系统的设计与实现》范文

《2024年智慧农业大棚监控系统的设计与实现》范文

《智慧农业大棚监控系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的发展,智慧农业成为了农业领域发展的重要方向。

智慧农业大棚监控系统是智慧农业的重要组成部分,通过集成物联网、传感器、大数据等先进技术,实现对农业大棚环境的实时监测和智能调控,提高农业生产效率和产品质量。

本文将介绍智慧农业大棚监控系统的设计与实现过程。

二、系统设计1. 系统架构设计智慧农业大棚监控系统采用分层设计的思想,主要包括感知层、传输层、应用层。

感知层负责采集大棚环境数据,传输层负责将数据传输到服务器端,应用层负责数据的处理和展示。

2. 硬件设计(1)传感器:传感器是智慧农业大棚监控系统的核心组成部分,主要包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器等,用于实时监测大棚环境参数。

(2)控制器:控制器负责接收传感器数据,并根据预设的阈值进行相应的调控操作,如调节温室遮阳帘、通风口等。

(3)网络设备:网络设备包括无线通信模块和有线网络设备,用于将传感器数据传输到服务器端。

3. 软件设计(1)数据采集与处理:软件系统通过与硬件设备的通信,实时采集大棚环境数据,并进行预处理和存储。

(2)数据分析与展示:软件系统对采集的数据进行分析和挖掘,通过图表、报表等形式展示给用户,帮助用户了解大棚环境状况和作物生长情况。

(3)智能调控:软件系统根据预设的阈值和调控策略,自动或手动调节温室设备,如调节温室遮阳帘、通风口等,以保持大棚环境在最佳状态。

三、系统实现1. 硬件实现硬件设备选型与采购:根据系统需求,选择合适的传感器、控制器和网络设备,并进行采购。

设备安装与调试:将硬件设备安装在大棚内,并进行调试,确保设备能够正常工作并采集准确的数据。

2. 软件实现(1)数据采集与处理模块:通过与硬件设备的通信,实时采集大棚环境数据,并进行预处理和存储。

采用数据库技术对数据进行管理和维护。

(2)数据分析与展示模块:通过数据分析算法对采集的数据进行分析和挖掘,以图表、报表等形式展示给用户。

智慧大棚解决方案

智慧大棚解决方案

智慧大棚解决方案智慧大棚解决方案是一种基于物联网技术的智能农业系统,旨在提高农业生产效率、降低资源消耗、改善农作物品质。

该解决方案结合了传感器技术、数据分析和远程控制等技术,实现了对大棚环境的实时监测和智能化管理。

一、传感器监测系统智慧大棚解决方案中的传感器监测系统主要用于监测大棚内的环境参数,如温度、湿度、光照强度、土壤湿度等。

通过安装在大棚内的传感器,可以实时采集这些参数,并将数据传输到云平台进行分析和处理。

1. 温度监测:通过温度传感器,可以实时监测大棚内的温度变化。

根据不同作物的需求,可以自动调节大棚内的温度,保持最适宜的生长环境。

2. 湿度监测:湿度传感器可以监测大棚内的湿度变化。

合理控制湿度可以防止病虫害的发生,提高作物产量和品质。

3. 光照强度监测:光照传感器可以实时监测大棚内的光照强度。

根据不同作物的光照需求,可以自动调节大棚内的灯光,保持光照均衡。

4. 土壤湿度监测:通过土壤湿度传感器,可以监测大棚内土壤的湿度变化。

根据不同作物的需求,可以自动灌溉,保持土壤湿度适宜。

二、数据分析与决策支持智慧大棚解决方案中的数据分析与决策支持模块,通过对传感器数据的分析和处理,提供农业生产的决策支持。

1. 数据采集与存储:传感器采集到的数据会被上传到云平台进行存储和管理。

云平台具备强大的数据处理和存储能力,可以实现大规模数据的采集和管理。

2. 数据分析与预测:通过对大棚环境数据的分析,可以得出作物生长的趋势和规律。

基于历史数据和机器学习算法,可以进行作物生长的预测,提前做出相应的决策。

3. 决策支持:基于数据分析的结果,智慧大棚解决方案可以为农业生产提供决策支持。

例如,根据预测结果,可以调整灌溉和施肥的时间和量,优化农业生产过程。

三、远程控制与管理智慧大棚解决方案支持远程控制和管理,农民可以通过手机或电脑等终端设备,实时监控大棚的运行状态,并进行远程控制。

1. 远程监控:农民可以通过手机或电脑等终端设备,随时随地监控大棚的环境参数和作物生长情况。

设施农业(温室大棚)环境智能监控系统解决方案

设施农业(温室大棚)环境智能监控系统解决方案1、系统简介该系统利用物联网技术,可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像,通过模型分析,远程或自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备,保证温室大棚内环境最适宜作物生长,为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。

同时,该系统还可以通过手机、PDA、计算机等信息终端向农户推送实时监测信息、预警信息、农技知识等,实现温室大棚集约化、网络化远程管理,充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。

本系统适用于各种类型的日光温室、连栋温室、智能温室。

2、系统组成该系统包括:传感终端、通信终端、无线传感网、控制终端、监控中心和应用软件平台。

620)this.style.width=620;" border=0>(1)传感终端温室大棚环境信息感知单元由无线采集终端和各种环境信息传感器组成。

环境信息传感器监测空气温湿度、土壤水分温度、光照强度、二氧化碳浓度等多点环境参数,通过无线采集终端以GPRS方式将采集数据传输至监控中心,以指导生产。

(2)通信终端及传感网络建设温室大棚无线传感通信网络主要由如下两部分组成:温室大棚内部感知节点间的自组织网络建设;温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络建设。

前者主要实现传感器数据的采集及传感器与执行控制器间的数据交互。

温室大棚环境信息通过内部自组织网络在中继节点汇聚后,将通过温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络实现监控中心对各温室大棚环境信息的监控。

620)this.style.width=620;" border=0>(3)控制终端温室大棚环境智能控制单元由测控模块、电磁阀、配电控制柜及安装附件组成,通过GPRS模块与管理监控中心连接。

根据温室大棚内空气温湿度、土壤温度水分、光照强度及二氧化碳浓度等参数,对环境调节设备进行控制,包括内遮阳、外遮阳、风机、湿帘水泵、顶部通风、电磁阀等设备。

现代农业温室大棚智能监测和控制解决方案精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版现代农业温室大棚智能监测和控制解决方案一、背景介绍近年来,农业温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利,得到了迅速的推广和应用。

种植环境中的温度、湿度、光照度、土壤湿度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。

传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求,目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见,而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵,不适合国情。

针对目前温室大棚发展的趋势,提出了一种大棚远程监控系统的设计。

根据大棚监控的特殊性,需要传输大棚现场参数给管理者,并把管理者的命令下发到现场执行设备,同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。

基于490MHz、GPRS 的农业温室大棚智能监控管理系统使这些成为可能。

二、系统方案1、系统概述深圳信立科技有限公司现代温室大棚智能监测和控制系统集传感器、自动化控制、通讯、计算等技术于一体,通过用户自定仪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。

农业大棚温室智能监控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(喷灌、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。

该系统的使用,可以为植物提供一个理想的生长环境,并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善温室气候、减少病虫害、增加作物产量等作用。

2、系统组成:整个系统主要三大部分组成:数据采集部分、数据传输部分、数据管理中心部分。

A、数据管理层(监控中心):硬件主要包括:工作站电脑、服务器(电信、移动或联通固定IP专线或者动态ip域名方式);软件主要包括:操作系统软件、数据中心软件、数据库软件、温室大棚智能监控系统软件平台(采用B/S结构,可以支持在广域网进行浏览查看)、防火墙软件;B、数据传输层(数据通信网络):采用移动公司的GPRS网络或490MHz传输数据,系统无需布线构建简单、快捷、稳定;移动GPRS无线组网模式具有:数据传输速率高、信号覆盖范围广、实时性强、安全性高、运行成本低、维护成本低等特点;C、数据采集层(温室硬件设备):远程监控设备:远程监控终端;传感器和控制设备:温湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器、土壤湿度传感器、喷灌电磁阀、风机、遮阳幕等;3、系统拓扑图:XL68、XL65支持490MHz上传方式,系统通讯网络示意如下(一片区域现场节点多,可选此种方案)XL68、XL65支持GPRS上传方式,系统通讯网络示意如下(一片区域现场节点少,可选此种方案)。

智能温室大棚环境监测系统

智能温室大棚环境监测系统一、产品介绍智能温室大棚环境监测系统是由超声波气象传感器、土壤温度水分传感器、土壤温度水分电导率三合一变送器、气象监控主机和LED显示屏构成,可以实现对温室大棚内的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤含水量、CO,浓度等与农作物生长紧密相关环境参数的实时采集,并将数据实时上传竞道农业四情测报平台。

二、监测内容针对温室大棚的空气温度、湿度、二氧化碳和光照强度的连续监测实时告警。

三、监测效果通过安装超声波气象传感器对温室大棚环境温度、湿度、二氧化碳和光照强度进行实现监测。

变送器通过RS485智能接口及通讯协议接入气象监控主机,由4G无线传输或RJ45网口将数据上传至服务器,发送到农业四情测报平台进行实时监测。

当温度、湿度、二氧化碳和光照强度超过设置的上下阈值时,系统自动触发短信、语音、邮件告警,通知管理人员紧急处理。

四、监测功能超声波气象传感器采纳ASA工程塑料材质,体积小、重量轻,采纳优质抗紫外线材质,使用寿命长,采纳高灵敏度的探头,信号稳定,精度高。

关键部件采纳进口器件,稳定牢靠,具有测量范围宽、线形度好、防水性能好、使用便利、便于安装、传输距离远等特点。

五、监测参数空气温度:—40—60℃(0.3℃);2、空气湿度:0—100%RH(3%RH);3、PM2.5:0—1000ug/m3(10%)4、PM10:0—1000ug/m3(10%)5、土壤水分:测量范围:0—100%,精度:3%,探针长度:5.5cm,探针直径:3mm,探针材料:不锈钢6、土壤温度:测温范围—40+125℃,测量精度0.5℃,辨别率:0.1℃7、土壤电导率:测量范围可选量程:0—5000us/cm,10000us/cm,20000us/cm,测量精度0—10000us/cm范围内为3%;10000—20000us/cm范围内为5%,辨别率0—10000us/cm内10us/cm,100000—20000us/cm内50us/cm。

智慧大棚解决方案

智慧大棚解决方案一、引言智慧大棚解决方案是基于现代信息技术和农业生产需求相结合的创新技术方案。

通过应用物联网、云计算、大数据分析等技术手段,实现对大棚环境、作物生长状态等数据的实时监测和智能化管理,提高农业生产效率和质量,为农民提供可持续发展的农业解决方案。

二、智慧大棚解决方案的核心技术1. 物联网技术智慧大棚解决方案通过安装传感器和执行器等设备,将大棚内温度、湿度、光照强度、土壤湿度等环境参数实时采集,并通过物联网技术将数据传输到云平台进行处理和分析。

2. 云计算技术通过云计算技术,将大棚内的数据存储在云端,实现数据的集中管理和共享。

农民可以通过手机、电脑等终端设备随时随地访问大棚数据,监测作物生长状态、调整环境参数。

3. 大数据分析技术通过对大棚内数据的分析,结合农业专家的经验知识,提供智能化的决策支持。

例如,根据大棚内温度、湿度、光照等数据,预测作物的生长情况,提前调整环境参数,以提高产量和品质。

三、智慧大棚解决方案的功能和优势1. 环境监测与控制智慧大棚解决方案可以实时监测大棚内的温度、湿度、光照强度等环境参数,并根据作物的生长需求自动调节环境参数,如自动控制温度、湿度等,提供最适宜的生长环境。

2. 智能灌溉与施肥通过监测土壤湿度、作物生长情况等数据,智慧大棚解决方案可以智能地控制灌溉和施肥系统,实现精准供水和施肥,避免浪费和过度施肥,提高水资源利用效率和作物产量。

3. 病虫害预警与防控智慧大棚解决方案可以通过分析大棚内的数据,提前预警病虫害的发生,并及时采取相应的防控措施,避免病虫害对作物的影响,提高作物品质和产量。

4. 远程监控与管理智慧大棚解决方案可以通过手机、电脑等终端设备远程监控大棚内的环境和作物生长情况,实现远程管理。

农民可以随时随地了解大棚的情况,及时调整管理策略,提高生产效率和农业经济效益。

5. 数据分析与决策支持通过对大棚内数据的分析和挖掘,智慧大棚解决方案可以提供决策支持。

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农业大棚环境监控系统的监测内容及应用解决方案1.前言1.1国内外农业温室大棚系统的现状我国是一个农业大国,目前在广大农村,农业温室比比皆是。

近年来,随着我国农业和农村经济的发展,农业生产方式逐步由传统的粗放经营式向现代集约型经营方式转变,农业科技示范园,作为现代集约型农业和高新科技应用的示范窗口,应运而生。

随着科学技术的进步,温室的结构档次在逐步的提高,建设一种可提高温室内作物产量和质量,降低生产成本,减轻工作人员劳动强度的农业温室大棚智能监控系统,是广大温室作物生产人员的迫切需求。

目前,虽然也有不少单位或个人引进了一些国外的计算机智能监控系统,如温室环境监控系统,施肥灌溉监控系统,工厂化育苗智能监控系统等,这些系统真正实现了温室控制的智能化和自动化,但往往存在投资过大.系统维护不方便等各种发展制约瓶颈,再者就是要求温室的管理操作人员本身有较高的文化素质和较丰富的工程技术经验,目前我国广大农民还不具备,这也限制了国外同类产品在国内的推广应用。

开发低价位、实用型的农业温室大棚智能监控系统对于推进我国农业自动化、智能化进程具有重要的意义,同时也具有很大的市场潜力。

据调查,目前市场上迫切需要的是一种低成本、操作使用简便的实用农业温室大棚智能监控系统。

针对这一要求及我国日光温室量大、面广的特点,研究一种既符合我国农业水平实际又适合农民经济承受能力、技术上不低于国外同类产品的农业温室智能集成监控系统是非常必要的。

智能化农业温室大棚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,计算机监控在农业温室大棚种植中得到了越来越广泛的应用,并正在成为农业温室大棚监控的核心。

智能化农业温室大棚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。

从目前我国农业发展政策看,未来10一15年我国农业科技进步的重要内容就是推动规模经营和农业产业化的发展,所以研究开发适合我国的国情的农业温室大棚智能监控系统是非常必要的。

1.2本监控系统简介农业温室大棚智能监控系统集传感器、自动化控制、通讯、计算等技术于一体,通过用户自定仪作物生长所需的适宜环境参数,搭建农业温室大棚智能化软硬件平台,实现对农业温室大棚中温度、湿度、二氧化碳等因子的自动监测。

本系统可以模拟基本的生态环境因子,如温度、湿度、二氧化碳浓度等,以适应不同生物生长繁育的需要,它由数据采集设备单元组成,按照预设参数,精确的测量温室的温度、湿度、二氧化碳参数等,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、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。

该系统的使用,可以为植物提供一个理想的生长环境,并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善农业温室大棚气候、减少病虫害、增加作物产量等作用。

1.3本控制系统具有的特点1.3.1预测性通过对气候参数的分析,可以预测控制设备的运行情况,提高设备的利用率,降低能耗。

1.3.2强大的扩展功能通过选用不同的外围设备,可以控制温室环境及风机、卷帘、灌溉等。

1.3.3完善的资料处理功能通过中央控制软件,可以不问断地记录温度、湿度、二氧化碳等传感器的信息以及各种控制设备的动作记录等。

1.4远程监控功能即使工作人员不在现场,也可以通过远程监控系统对温室内的环境参数及设备进行监测和控制。

2.农业温室大棚智能监控系统的设计2.1系统设计要求农业温室大棚智能监控系统是一个涉及到温度、湿度、二氧化碳浓度及种植品种等多种因素的监控系统。

因此,该系统的没计应具备以下功能:l、较宽的工作电压范围:110v-380v交流:2、能长时间连续、稳定、可靠的工作;3、能对温室内的温度、湿度、二氧化碳浓度等参数进行准确的测量:4、能根据种植品种的不同,可以设定温度、湿度、二氧化碳浓度的预警。

2.2系统设计原则1、系统性能稳定,运行可靠。

2、操作简单,维护方便。

3、整个系统易于扩展。

4、运行经济节能,维护费用低。

5、性能价格比高。

2.3系统整体架构系统采用上、下位机监控方案,下位机为系统前端采集设备,实施对温室大棚环境参数的检测与环境调整机构的控制;上位机为系统远程监控计算机,采用可视化编程语言设计界面友好的环境监测与管理系统,实现对温室的远程监控与管理操作。

其基本的框架图如下:3.农业温室大棚智能监控系统的建设3.1 系统介绍该系统利用温度、湿度、二氧化碳等传感器采集现场的相关数据,采集到的数据在现场就通过无线方式发送到数据服务器中,通过应用服务器和web服务器对采集到的数据进行应用和显示。

系统网络结构分为三层,第一层为数据管理层:由电脑和以太网组成;第二层为数据传输层:采用GPRS无线数据传输;第三层为数据采集层:由GPRS远程测控终端和传感器组成,该层和第一层之间无需电缆连接;所有的传感器和GPRS远程测控终端只需要用一根电缆连接。

3.2 数据管理层中心采用通过GPRS/GSM 网路把室外各站点传感器数据发送到中心计算机,在这里进行各个站点参数设置,及对各站点运行情况进行统计,并可通过专用软件在计算机上存储,实时显示所有大棚站的温湿度、二氧化碳数据和图表。

同时可以人工进行特殊操作。

建立GPRS中心连接的两种方式:A.监控中心服务器采用固定IP地址,当监控点数量增加,中心不用扩容即可满足需求(适用监控点数较多几百上千个)。

B.监控中心服务器采用动态IP地址(可以申请花生壳软件采用域名的方式),当监控点数量增加,中心不用扩容即可满足需求(适合监控点数在300个左右的)。

3.3 数据传输层本系统数据采集层与数据管理层(中央处理系统)之间的通信、采用目前应用已经比较成熟的GPRS网络实现远程通信。

采用GPRS无线数据传输具备如下特点:1、可靠性高:与SMS短信息方式相比,GPRS采用面向连接的TCP协议通信,避免了数据包丢失的现象,保证数据可靠传输。

中心可以与多个监测点同时进行数据传输,互不干扰。

GPRS网络本身具备完善的频分复用机制,并具备极强的抗干扰性能,完全避免了传统数传电台的多机频段“碰撞”现象。

2、实时性强:GPRS具有实时在线的特性,数据传输时延小,并支持多点同时传输,因此GPRS监测数据中心可以多个监测点之间快速,实时地进行双向通信,很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

目前GPRS实际数据传输速率在30Kbps左右,完全能满足系统数据传输速率(≥10Kbps)的需求。

3、监控范围广:GPRS网络已经实现全国范围内覆盖,并且扩容无限制,接入地点无限制,能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。

比较很多无线数据网络(集群,双向传呼,CDPD,CDMA)而言,其网络覆盖是最好的。

4、系统建设成本低:由于采用GPRS公网平台,无需建设网络,只需安装设备就即可,建设成本低;也免去了网络维护费用。

5、系统运营成本低:采用GPRS公网通信,全国范围内均按统一费率计费,省去昂贵的漫游费用, GPRS网络可按数据实际通信流量计费,(1分-3分/1K字节),也可以按包月流量收费,从而实现了系统的低成本通信。

6、可对各监测点仪器设备进行远程控制:通过GPRS双向系统还可实现对仪器设备进行反向控制,如:时间校正、状态报告、开关等控制功能,并可进行系统远程在线升级。

7、系统的传输容量,扩容性能好:能满足突发性数据传输的需要,而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要;由于系统采用成熟的TCP/IP通信架构,具备良好的扩展性能,一个监测中心可轻松支持几千个现场采集点的通信接入。

总之,它真正体现了少用少付费的原则。

通过GPRS无线网络将用户设备数据传输到Internet中的一台主机上,实现数据远程传输,可广泛应用于“物联网”涉及的各个行业。

传感器用来对温室内的温度、湿度、二氧化碳浓度进行实时数据采集。

根据温室作物生长特点和环境要求,选择精度较高、运行稳定,性价比较高的传感器是十分有必要的。

在该项目所采用的传感器类别及性能参数如下:防护型红外二氧化碳变送器是在进口红外二氧化碳传感器基础上设计的一款专门用于在农业等多种高湿场合使用的产品系列,该产品系统有电压、4-20mA电流接口可选配。

该产品采用多重防护,确保内部的传感器不受外界高湿等环境影响,确保传感器可靠稳定工作。

产品具有更低的供耗,信号输出更加稳定,并且嵌入了自动校准模式,确保长期工作稳定性和精确度。

4.监控系统软件平台(软件功能可定制)农业温室大棚智能监控系统的软件管理功能主要包括用户管理模块、数据实时显示模块、历史数据管理模块、报警数据管理模块、曲线分析模块、网络信息发布及资源共享模块等功能。

4.1实时数据显示模块数据实时显示模块主要是将各种传感器实时采集到的环境参数、设备运行状态进行显示,以满足人们对温室环境监测的需求。

4.2历史数据管理模块用户可通过访问系统服务器,远程检索回放站端的任意历史数据。

系统提供了智能化快速检索回放历史数据的功能,可按时问、异常情况等进行检索,大大降低了检索时间和复杂程度,使用户可以迅速地查找到需要的历史资料。

4.3报警数据管理模块通过该模块,用户可以实现全方位的报警信息通报。

在线报警栏中的报警信息,在每一个监控页面都是相同的,无论在中心还是办公网络内的客户端,可以让操作人员最短时间内发现报警信息,解决故障。

4.5曲线数据分析模块一个好的农业大棚温室智能监控系统,不仅在于它能实时、远程监控系统,关键还要能够提供曲线数据.通过对曲线数据的分析,从中找出对温室中农作物生长最为有利各种参数,并通过与农业专家系统的接口.提供一个农作物生长最为有效的模型。

4.6网络信息发布及资源共享模块位于监控中心的监控服务器与厂区内的局域网络连接,在局域网内进行信息发布,这样厂区管理层的人员都可以在它自己办公室里的计算里随时通过IE的方式访问主机服务器内的全部数据和画面。

每位浏览者都将拥有唯一的用户名和密码的身份验证,它的用户名决定它的监控范围。

虽然是采用IE的方式访问现场数据,但所看到的全部数据及画面与信息中心服务器的内容完全相同、效果也完全一样。

速度方面也不会任何的延时。

通常厂区办公管理网络允许被连接到互联网,这样即使出差在外地的领导也同样可以连回厂内访问现场的数据。

5.系统优势本系统采用分布式控制结构,依据分散采集数据。

集中操作管理,相对独立的设计思想,综合运用计算机网络通信和模糊控制技术,实现了单个温室的智能控制以及多个温室的联网监控。

控制系统可根据温室内温度、湿度、二氧化碳浓度等参数的变化,按照预先设定的条件对风机、灌溉、二氧化碳发生器等设备进行全自动控制,系统具有功能强大、性能优越、配置灵活、安全可靠等优点。

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