智能温室大棚监测系统解决方案设计
基于ZigBee技术的农业温室大棚监控及智能控制方案(优.选)

基于ZigBee技术的农业温室大棚监控及智能控制方案一概述“物联网”被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。
业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。
目前,美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。
我国也正在高度重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。
智能控制是为了达到节能、舒适、便利的目的,要求对市政、家庭、农业等的智能控制和监视制定细致的策略和方案。
但是,传统的智能控制系统由于很多因素的制约,很难达到要求。
为了解决这些问题,业界尝试了很多办法,但基本上都属于封闭式的,多采用私有协议,彼此间难以互通,导致结构不透明,灵活性、扩充性不佳。
从长远看,智能控制系统的发展趋势是走向开放,尤其是智能控制与互联网的融合是其中一个重要发展趋势。
智能农业控制通过实时采集农业大棚内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤水分等环境参数,自动开启或者关闭指定设备。
可以根据用户需求,随时进行处理,为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据。
大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温度、湿度等无线传感器,对农作物温室内的温度,湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO浓度等环境参数进行实时采集,自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌、开关卷帘等)。
二项目需求在每个智能农业大棚内部署空气温湿度传感器2只,用来监测大棚内空气温度、空气湿度参数;每个农业大棚内部署土壤温度传感器2只、土壤湿度传感器2只、光照度传感器2只,用来监测大棚内土壤温度、土壤水分、光照度等参数。
所有传感器一律采用直流24V电源供电,大棚内仅需提供交流220V市电即可。
每个农业大棚园区部署1套采集传输设备(包含中心节点、无线3G路由器、无线3G网卡等),用来传输园区内各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到internet上与平台服务器交互。
智慧花卉大棚监控系统设计和运用

智慧花卉大棚监控系统设计和运用目录一、项目概述 (2)二、系统设计原则与目标 (3)三、系统架构设计 (3)3.1 硬件设备选型与配置 (5)3.2 软件系统开发平台选择 (6)3.3 网络架构设计与选型 (8)四、系统功能模块划分 (9)4.1 环境监测模块 (10)4.2 自动化控制模块 (12)4.3 数据分析与管理模块 (14)4.4 预警与报警模块 (15)五、系统安装与调试 (17)5.1 硬件设备安装规范 (18)5.2 软件系统安装与调试流程 (19)5.3 系统集成与联调 (20)六、系统运用策略 (22)6.1 花卉大棚环境监控应用场景分析 (23)6.2 系统操作使用指南 (24)6.3 系统维护与升级策略 (26)七、系统效果评估与优化建议 (27)7.1 系统运行效果评估方法 (29)7.2 数据采集准确性验证 (30)7.3 系统性能优化建议 (31)八、项目总结与展望 (32)8.1 项目实施成果总结 (33)8.2 未来发展趋势预测与应对策略 (35)一、项目概述随着现代农业技术的飞速发展,智能化管理在农业领域的应用越来越广泛。
其中,智慧花卉大棚监控系统作为现代农业科技的重要组成部分,通过集成传感器技术、自动化控制技术和信息通信技术,实现对花卉大棚环境的实时监测、自动控制和智能管理,从而提高花卉的生长质量和产量。
本项目旨在设计和运用一套高效、智能、可靠的智慧花卉大棚监控系统,以满足现代花卉种植对环境控制的需求。
该系统将采用先进的传感技术,实时采集大棚内的温度、湿度、光照、土壤水分等多种环境参数,并通过无线通信网络将数据传输至数据中心。
数据中心对接收到的数据进行实时分析,根据花卉的生长需求生成相应的控制指令,通过自动化控制系统对大棚内的环境进行自动调节,如温度调节、湿度调节、光照调节等。
此外,智慧花卉大棚监控系统还具备远程监控功能,用户可以通过手机、电脑等终端设备随时随地查看大棚内的环境状况,并根据实际需求进行远程控制。
基于STM32的智慧农业大棚系统设计

STM32单片机
STM32单片机是一种先进的32位微控制器,被广泛应用于各种嵌入式系统中。 它具有高性能、低功耗、易于开发和维护等特点,适用于各种环境下的高效数 据处理和控制任务。在温室大棚控制系统中,STM32单片机可以作为主控制器, 负责采集和处理各种传感器数据,根据预设算法实现对环境因素的调控。
(2)传感器和执行器的选型和接口设计:根据大棚环境因素的监测和控制需 求,选择适当的传感器和执行器型号,并设计相应的接口电路。
(3)数据传输模块的设计:根据实际需要,可以采用有线或无线方式进行数 据传输。如有线传输可选用RS485或CAN总线等方式;如无线传输可选用 Zigbee、NB-IoT或LoRa等技术。
总结本次演示所述,基于STM32的智能农业大棚系统设计具有以下优点:
1、使用STM32作为核心控制器,数据处理能力强,适用于各种复杂的控制场 景;
2、系统结构完整,包括数据采集、处理、控制和反馈等环节,能够实现对大 棚环境的实时监测与控制;
3、电源模块稳定可靠,可适应 各种环境下的电源供给需求。
引言:
随着科技的不断发展,智能化技术逐渐应用于各个领域,其中智慧农业也是其 中的一个重要方向。智慧农业是指通过物联网、传感器、云计算、大数据等先 进技术,实现农业生产的智能化、精细化、高效化和可视化。智慧农业大棚系 统作为智慧农业的一个重要组成部分,可以对大棚内的环境因素进行实时监测 和控制,提高农作物的产量和质量,
系统设计
1、硬件设计
基于STM32温室大棚控制系统的主要硬件包括STM32单片机、各类传感器(如 温度、湿度、光照强度等)、执行器(如通风机、遮阳帘、加湿器等)和人机 界面等。传感器和执行器与STM32单片机之间通过串口或I2C通信进行数据传 输和控制操作。同时,为了方便用户的使用,系统还设计了友好型的人机界面, 用于实时显示传感器数据和执行器状态,以及远程控制温室大棚的环境因素。
智能温室大棚设计方案

智能温室大棚设计方案智能温室大棚设计方案为了提高农作物的生产效率和品质,设计了一种智能温室大棚方案。
该方案采用了现代化的技术手段,以提供良好的生长环境和自动化管理,以实现农作物的高产高效。
首先,该温室大棚采用玻璃或聚碳酸酯材料作为覆盖物,以确保充足的光照和保温效果。
温室大棚的结构设计合理,能够承受风雨和大雪等恶劣天气条件的影响,并提供良好的空气循环和温湿度控制。
其次,该方案引入了自动化的温室控制系统。
该系统能够实时监测温室内外的温度、湿度、光照等参数,并根据设定的阈值进行自动调节。
例如,当温度过高时,系统会自动打开通风设备或喷水降温;当温度过低时,系统会自动启动加热设备。
此外,系统还可以调节光照强度、CO2浓度等因素,以优化农作物的生长环境。
除了温度、湿度和光照的控制,该方案还包括水肥一体化的管理系统。
该系统可以根据农作物的需求,定时定量地给农作物供应水分和营养。
通过传感器和控制阀门,系统可以实现自动灌溉、施肥和调节pH值等功能。
此外,该系统还可以监测土壤的水分含量、肥料浓度等参数,并提供实时的数据分析和报告,以帮助农民更好地管理温室大棚。
此外,该智能温室大棚还配备了远程监控和管理功能。
农民可以通过智能手机或电脑远程监测温室内外的环境,实时了解农作物的生长状况。
当发生紧急情况或需要进行调节时,农民可以远程操作温室控制系统,以实现远程管理。
综上所述,智能温室大棚设计方案采用了现代化的技术手段,提供了良好的生长环境和自动化管理,从而提高农作物的生产效率和品质。
这种智能温室大棚不仅可以减少人力成本和劳动强度,还可以提供可持续的农业生产方式,为农民带来更多的利益和便利。
基于物联网技术的智慧温室环境监测与控制系统设计

基于物联网技术的智慧温室环境监测与控制系统设计随着物联网技术的迅速发展,智慧温室环境监测与控制系统在农业领域得到广泛应用。
该系统通过实时监测和控制温室内的环境参数,可以提高温室种植的效率和质量。
本文将介绍基于物联网技术的智慧温室环境监测与控制系统的设计原理和关键技术。
一、系统设计原理智慧温室环境监测与控制系统的设计原理是基于物联网技术,通过传感器实时监测温室内的环境参数,如温度、湿度、光照等,并将采集到的数据传输到云端服务器进行处理和分析。
同时,系统根据预设的阈值对环境参数进行控制,如调节温度、湿度、光照等,以维持温室内的良好生长环境。
二、关键技术1. 传感器技术:智慧温室系统需要使用多种传感器来实时监测环境参数。
例如,温度传感器可以用来监测温室内的温度变化,湿度传感器可以用来监测湿度的变化,光照传感器可以用来监测光照的强度等。
这些传感器需要能够准确地采集温室内各个位置的环境参数,并能够实时传输数据到云端服务器。
2. 云计算技术:通过将采集到的数据传输到云端服务器,可以实现对大量数据的存储和处理。
云端服务器可以使用大数据分析算法对温室内环境参数进行分析,提供决策支持和预测功能。
同时,云端服务器还可以将处理后的数据反馈给控制设备,实现对温室的实时控制。
3. 通信技术:智慧温室系统需要使用无线通信技术将传感器采集到的数据传输到云端服务器。
常用的通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、LoRa 等。
这些通信技术需要满足传输距离远、功耗低、稳定可靠等要求,以确保数据能够准确传输。
4. 控制算法技术:智慧温室系统需要使用控制算法对环境参数进行控制。
控制算法可以根据温室内环境参数的变化和预设的阈值来调节温室内的灯光、通风设备等,以实现温室内环境的良好调节。
三、系统优势智慧温室环境监测与控制系统的设计具有以下优势:1.自动化控制:系统通过实时监测和控制温室内环境参数,可以实现对温室的自动化控制。
不需要人工干预,减少了人力成本,并提高了温室种植的效率和质量。
智慧农业大棚电气系统设计方案

智慧农业大棚电气系统设计方案智慧农业大棚是一种利用先进技术进行智能管理和监控的高科技农业种植模式。
智慧农业大棚电气系统设计方案是为了确保大棚内的照明、通风、水肥等生产要素能够根据作物的需要进行精准调控和控制,从而提高产量和质量,降低能耗和劳动力成本。
下面是一个智慧农业大棚电气系统设计的方案。
1. 总体框架设计a. 采用中央控制系统,通过集中管理控制所有电气设备,包括灯光、通风、喷灌等。
b. 主要分为光照控制、温湿度控制、水肥控制、安全监控等几大模块,各模块之间相互独立但又可互相联动。
2. 光照控制模块a. 采用智能光照控制系统,根据作物的要求设定光照强度和光照时间,自动调整照明灯光的亮度和工作时间。
b. 采用LED灯具,能够提供适宜的光照强度和光谱,节能且寿命长。
c. 配置光照传感器和光照控制器,能够自动根据光照强度调整灯光的亮度。
3. 温湿度控制模块a. 采用自动温湿度控制系统,能够实时监测大棚内的温度和湿度,并根据设定参数控制通风、加湿、降温等设备。
b. 配置温湿度传感器和温湿度控制器,能够自动调整通风机、湿帘、冷却水泵等设备。
4. 水肥控制模块a. 采用自动喷灌系统,能够根据作物的需水需肥量自动进行浇灌和施肥。
b. 配置水肥传感器和水肥控制器,能够自动调节水泵和肥料机的工作状态。
5. 安全监控模块a. 配置摄像头和传感器,实时监控大棚内的安全情况,如入侵、火灾等。
b. 配置报警器和报警系统,当发生异常情况时能够及时报警并自动采取相应的措施。
6. 数据监测和管理a. 配置数据采集器和监测系统,能够实时监测大棚内的各项数据,如温度、湿度、光照强度、水肥浓度等。
b. 配置数据分析软件,能够对采集到的数据进行分析和处理,提供决策依据和优化控制策略。
7. 电气安全设计a. 采用优质的电气设备,确保系统的稳定性和安全性。
b. 采用绝缘材料和设备,防止触电事故的发生。
c. 安装漏电保护器和短路保护器等安全装置,保障人员的安全。
智慧大棚整体解决方案
数据分析与预测
远程监控与管理
通过手机APP或电脑客户端实现对智 慧大棚的远程监控和管理,方便用户 随时了解大棚内的环境参数和作物生 长情况。
对采集到的环境参数数据进行实时分 析,预测作物生长趋势,为农业生产 提供决策支持。
03 智慧大棚的硬件设备
CHAPTER
传感器设备
温度传感器
监测大棚内的温度,为作物提供适宜的生 长环境。
应用拓展
拓展智慧大棚的应用领域,不仅限于农业生产,还可应用于生态 旅游、科普教育等领域。
商业模式创新
创新商业模式,探索智慧大棚与电商、社交等领域的结合,拓展 市场渠道。
谢谢
THANKS
喷淋设备
根据湿度传感器的监 测结果,自动为大棚 内的植物提供适量的 水分。
CO2发生器
根据CO2浓度传感器 的监测结果,自动为 大棚内的植物提供充 足的二氧化碳。
遮阳设备
根据光照传感器的监 测结果,自动调节大 棚内的光照强度。
通风设备
根据温度和湿度的监 测结果,自动调节大 棚内的通风条件。
数据采集与传输设备
数据传输网络
通过无线网络或有线网络 将传感器节点采集到的数 据传输到网关或云平台。
网关设备
用于接收传感器节点发送 的数据,并将其传输到云 平台或本地服务器进行处 理。
云平台
接收网关设备发送的数据 ,进行存储、分析和处理 ,为应用层提供数据支持 。
应用层
智能控制
根据环境参数数据和作物生长需求, 自动调节大棚内的环境参数,如温度 、湿度、光照等。
02 智慧大棚系统架构
CHAPTER
感知层
01
02
03
传感器节点
部署在智慧大棚内的传感 器节点,用于监测环境参 数,如温度、湿度、光照 、土壤养分等。
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。
智能大棚控制策划书3篇
智能大棚控制策划书3篇篇一智能大棚控制策划书一、项目背景随着农业现代化的发展,智能大棚在农业生产中的应用越来越广泛。
为了提高大棚种植的效率和质量,实现精准化、智能化管理,特制定本智能大棚控制策划书。
二、项目目标1. 实现对大棚内环境参数(温度、湿度、光照等)的实时监测和精准控制。
2. 提高大棚种植的自动化水平,减少人工干预,降低劳动强度。
3. 优化作物生长环境,提高作物产量和品质。
三、系统设计1. 传感器模块:安装温度传感器、湿度传感器、光照传感器等,实时采集大棚内环境数据。
2. 控制模块:根据传感器数据,自动控制通风设备、遮阳设备、灌溉设备等。
3. 数据传输模块:将采集到的数据传输到监控中心,以便远程监控和管理。
4. 监控中心:对大棚内情况进行实时监控和数据分析,制定相应的控制策略。
四、功能实现1. 温度控制:当温度过高或过低时,自动开启或关闭通风设备、加热设备等,保持适宜温度。
2. 湿度控制:通过灌溉设备的控制,调节大棚内湿度。
3. 光照控制:利用遮阳设备调整光照强度,满足作物不同生长阶段的需求。
4. 预警功能:当环境参数超出设定范围时,及时发出警报。
五、实施步骤1. 进行现场勘查,确定大棚布局和设备安装位置。
2. 采购所需的传感器、控制设备等硬件。
3. 安装和调试系统,确保各项功能正常运行。
4. 对相关人员进行培训,使其熟悉系统操作和维护。
六、成本预算主要包括硬件设备采购、安装调试费用、系统维护费用等,具体根据实际情况进行核算。
七、效益评估1. 通过智能化控制,预计可提高作物产量[X]%。
2. 减少人工成本和资源浪费。
3. 提升农产品质量,增加市场竞争力。
八、风险分析与应对1. 设备故障风险:定期维护和检测设备,储备备用件。
2. 数据传输问题:采用稳定的传输方式,确保数据的准确性和及时性。
希望这份策划书能为智能大棚控制项目的顺利开展提供有力的指导!篇二智能大棚控制策划书一、项目背景随着农业现代化的不断发展,智能大棚的应用越来越广泛。
温室大棚物联网解决方案
采用模块化设计,方便后续的升级和维护 ,同时可以根据实际需求进行扩展和定制 。
03
温室大棚物联网解决方案功能 模块
数据采集模块
传感器类型
温湿度传感器、光照传感 器、CO2浓度传感器等。
传感器布局
根据温室大棚的实际情况 ,合理布局传感器,确保 数据采集的准确性和全面 性。
数据采集频率
根据实际需求,设定数据 采集的频率,如每分钟、 每小时等。
THANKS
谢谢您的观看
温室大棚物联网解决方案
汇报人: 日期:
目录
• 引言 • 温室大棚物联网解决方案技术
架构 • 温室大棚物联网解决方案功能
模块 • 温室大棚物联网解决方案应用
场景
目录
• 温室大棚物联网解决方案优势 与效益
• 温室大棚物联网解决方案实施 方案与步骤
01
引言
温室大棚物联网解决方案背景
温室大棚的重要性
数据共享
实现温室大棚数据与云 平台的共享,方便管理 者随时查看和调整生产
计划。
温室大棚物联网解决方案效益分析
01
02
03
04
提高产量
通过智能化管理和实时监测, 能够为作物提供最佳的生长环
境,从而提高产量。
节约成本
自动化控制能够减少人力投入 ,降低生产成本。
提高品质
通过精确控制环境参数,能够 提高农产品的品质和口感。
温室大棚是农业生产中的重要设施,为作物提供适宜的生长环境 ,提高产量和品质。
传统温室大棚管理的局限性
传统温室大棚管理方式存在诸多不足,如缺乏实时监测、数据记录 不准确、人力成本高等。
物联网技术的发展
随着物联网技术的不断发展,将其应用于温室大棚管理成为可能, 可实现实时监测、数据记录和分析等功能。
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智能温室大棚监测系统解决方案设计
一、温室大棚监测系统概述
随着国民经济的迅速发展,现代农业得到了长足的进步,温室工程已成为高效农业的一个重要组成部分。
计算机自动控制的智能温室自问世以来,已成为现代农业发展的重要手段和措施。
它的功能在于以先进的技术和现代化设施,人为控制作物生长的环境条件,使作物生长不受自然气候的影响,做到常年工厂化,进行高效率,高产值和高效益的生产。
温室大棚环境监控系统是用通用组态软件结合自动化设备在现代农业上的一个典型应用,该系统很好地完成了温室大棚环境监控的各项需求,为此类需求呈现了一个成熟的方案。
二、温室大棚监测系统功能叙述
温室环境包括非常广泛的内容,但通常所说的温室环境主要指空气与土壤的温湿度、光照、CO2浓度等。
计算机通过各种传感器接收各类环境因素信息,通过逻辑运算和判断控制相应温室设备运作以调节温室环境。
输出和打印设备可帮助种植者作全面细致的数据分析,保存历史数据。
本系统主要具备以下几部分功能:
2.1综合环境控制
采用计算机实现环境参数比较分析,四季连续工况调控系统。
,比例调节环境温度、湿度与通风。
CO2 发生装置按需比例调节环境CO2浓度,夏季室外屋顶喷淋,在保证室内光照强度的前提下,组合调节环境温度与通风,达到强制降低环境温度的效果。
通过计算机对温室各电动执行器进行整体调节,自动调控到作物生长所需求的温、湿、光、水、气等条件,另外通过臭氧消毒净化器对温室进行消毒。
2.2肥水灌溉控制
采用计算机肥水灌溉运筹系统。
根据作物区的需要,对水培区的营养液成分,PH和EC值进行综合调控。
对基培和土培区主要是根据作物生产需要,设定基质、土壤的水势值,自动调节滴灌、喷灌系统的灌溉时间和次数。
2.3紧急状态处理
采用计算机实测环境参数、状态极限值反馈报警保护系统。
根据作物的各项参数设定温室环境的极限值和作物生长环境参数极限值报警保护系统,提高了整
个系统安全性。
2.4信息处理
采用计算机集散控制信息管理系统。
信息处理由中心控制计算机完成。
主机通过局部数字通讯网络与现场控制机相连,实现远动双向控制及全系统集中数据处理。
其功能包括运行实时参数执行器模拟状态显示,历史数据存储、检索,数据平均值报表、曲线显示与打印。
2.5温室的环境参数指标(不同的作物参数不同)
三、方案应用设计
针对本系统所涉及的两栋温室,根据栽培的作物和所处的环境,具体参数如下:
1. 葡萄温室
a、在冬季休眠期约90多天需保持温室内温度为5℃。
休眠期以后白天需控制温室内温度为25-30℃,夜间需控制在15-18℃。
b、湿度需保持在50-75%不能超过95%。
c、光照强度应保持在45000-55000勒克斯
d、二氧化碳浓度在上午日出后到10点左右保持在1000PPM左右。
e、PH值保持在7-7.5。
f、EC值离子总浓度保持在1‰-2‰,随时进行调整。
2. 黄瓜、番茄温室:
a、在苗期需保持温室内温度在13-15℃,定植后白天上午应保持在25-28℃,下午应保持在20-25℃,夜间应保持在15-18℃。
b、湿度黄瓜在白天保持在70-75%,夜间保持在85-90%;番茄白天保持在65-75%,夜间保持在75-85%。
c、光照强度番茄应保持在50000勒克斯左右,保证12个小时光照;黄瓜应保持在40000勒克斯左右,保证8-10小时光照。
d、二氧化碳浓度在上午日出后到10点左右保持在1000PPM左右。
e、PH值保持在6.5-7.5。
f、EC值离子总浓度保持在1‰-2‰,随时进行调整。
黄瓜和番茄在冬季早春即11月中旬至下年2月上旬期间比较关键。
以上参数在监控软件中进行编写,环境参数超出设定范围时进行相应调节同时产生报警提醒值班人员注意。
四、功能与使用说明
(1)农业大棚的温室大棚监测系统上装有液晶屏,可在线实时采集和记录监测点位的温度、湿度、烟雾、光照等各项环境参数情况。
当该系统接通电源时,液晶屏上会显示三个大棚内的各项环境参数。
(2)可以通过按键可以切换液晶屏上显示的内容。
(3)上位机能够存储大棚的历史数据信息。
(4)单片机与单片机之间的多机通信:通过主机(单片机)可以看到另外两个大棚的温度,湿度,光照强度,有无人,有无烟雾等信息。
方便用户对所有大棚的信息。
方便用户对所有大棚的信息查看。
(5)控制中心软件采用C#编写的上位机图形界面,实现上位机终端与单片机之间的通信。
通过上位机终端实时显示系统检测的温度、湿度、光照、烟雾等变化,统计温度、湿度、光照等环境数据的历史数据。
(6)当上位机显示的温度、湿度、光照超过所定限值时,上传报警信息并进行本地及远程监测,且单片机系统中蜂鸣器也会开始报警,同时小灯不停的闪亮。
三、系统设计
3.1 系统硬件和软件选择
设计系统的关键是硬件和软件的稳定性,根据实际的应用经验和比较选用以下配置。
硬件配置:研祥工业计算机P4 2.0G/256M/40G/20英寸彩显;
西门子PLC S7-200;
软件配置:系统WINDOWS 2000;组态软件6.1网络版。
3.2 软件设计方案
实现智能化温室控制的关键在于
1)如何根据不同的作物或相同作物的不同生长阶段设计不同的控制方案和参数。
2)实时参数的检测和数据网络化。
3.2.1配方管理模块实现了参数的批量控制
根据不同的作物或相同作物的不同生长阶段,设计出不同的配方。
软件提供了简单方便的组态和操作功能,将需要修改的参数首先定义为变量,这样,操作人员可以通过操作画面,进行方便修改。
详细表达式如下:
3.2.2实时参数的检测
实时参数的检测永远是一线生产最主要的环节,及时反应当前生产情况,本系统选择的检测仪表全部都是输出标准4-20 mA信号。
针对农艺园温室的应用环境特点是湿度较大,所以在变送器的选型上特别注意能够防潮湿,在这样的环境中分析类变送器如PH计和二氧化碳分析仪等,在检测部位容易凝结水珠,所以维护的频率要相对提高,一般需要4天左右就维护一次,这样才能作到实时参数检测及时准确。
3.2.3 数据网络化
由于技术中心远离温室现场,而技术人员需要实时监控生产参数,修改最佳的生产参数,数据的网络化就是必须的。
该软件可以有2种方式实现数据网络化,一是WEB功能;二是远程数据库功能。
WEB功能只能远程浏览而无权限修改参数,所以不适用本系统,定义远程数据库很好的实现了数据网络化。
3.3 软件实施说明
系统主要对温度、湿度、光照等指标进行控制。
以葡萄温室为例,休眠期温室的温度保持在5℃,休眠期后白天控制在25-30℃,夜间控制在15-18℃,当温度超出控制范围时加热炉的风机启动,使加热炉产生的热量在温室内均匀散布,当温室内温度达到作物适合温度时,加热炉风机自动停止。
湿度控制在
50-75%,当温室内湿度超出控制范围时轴流风机启动,抽出温室内湿度较高的空气,使湿度下降。
当湿度降回到正常范围时,轴流风机自动停止工作。
温室的光
照度控制在45000-55000勒克斯,当温室内的光照度达不到设定指标时,温室内的补光灯自动打开进行人工补光。
当温室的光照度水平达到设定指标时补光灯自动熄灭,以节约能源。
臭氧病害防治机的使用则结合作物的具体情况来选择性的进行定期或不定期消毒灭菌。
二氧化碳发生器的操作相对麻烦一些,需到温室内按步骤进行操作,监控系统可监视二氧化碳浓度,当浓度达到有害程度时系统发出报警,提醒监视人员注意。
黄瓜、番茄温室的控制方案与之类似,主要差别在各参数的控制指标不同。
四、结束语
经实践证明,该系统所实现的功能完全达到了原设计的意图,满足了生产的需求。
系统投资少,见效快,运行一年多来稳定可靠,改造后单产量都提高20%以上。
说明利用工业组态软件改造现代农业,是完全可行的,特别是在华北和东北,温室种植较多的地区,具有广阔的前景。