天然氣泄露報警控制器設(shè)計

1、伊犁師范學院電子與信息工程學院2013屆本科畢論文(設(shè)計)論文題目：天然氣泄漏報警控制器設(shè)計作者姓名：李龍江班級：09-2 班專業(yè)：電子信息科學與技術(shù)學號：指導教師：肖輝 高級講師完成時間：2013年4月26日電子與信息工程學院二一三年四月天然氣泄漏報警控制器設(shè)計內(nèi)容摘要 隨著天然氣的大量使用,每一座居民大樓都被天然氣所“籠罩”。天然氣的普及給公共生活帶來了方便,減少了城市的污染,提高了生活質(zhì)量和效率,但是同時,天然氣也是潛在的“危險品”,一旦發(fā)生大面積泄漏,處置不及時就可能引發(fā)大爆炸,給居民的生命財產(chǎn)安全帶來巨大的威脅。面對燃氣泄漏而造成的種種事故威脅，我們需要一個解決辦法。使用天燃氣報警器

2、是對付燃氣無形殺手的重要手段之一。 本論文以半導體氣敏傳感器和單片機技術(shù)為核心設(shè)計的氣體報警器可實現(xiàn)聲光報警功能，是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的氣體報警器，具有一定的實用價值。其中選用MQ-5傳感器實現(xiàn)對氣體的檢測，具有靈敏度高、響應快、抗干擾能力強等優(yōu)點，而且價格低廉，使用壽命長。其與轉(zhuǎn)換器連接，將氣體信號轉(zhuǎn)換成單片機可識別的數(shù)字信號，經(jīng)單片機處理，并對處理后的數(shù)據(jù)進行分析，是否大于或等于某個預設(shè)值(也就是報警限)，如果大于則會自動啟動報警電路發(fā)出報警聲音，反之則為正常狀態(tài)。關(guān)鍵詞： 傳感器 報警器 單片機 Gas leakage alarm controller d

3、esignAbstractWith the wide use of natural gas, each a residential towers were gas enveloped. The popularity of natural gas to public life brought convenient, reduce the citys pollution and improve the life quality and efficiency, but at the same time, natural gas is also potential dangerous, once pr

4、oduce large leak, disposal not timely could trigger, the big bang to peoples life and property safety brought great threat. Facing the gas leak all kinds of accidents caused by threats, we need a solution. Use of natural gas alarm is deal with gas invisible killer one of the important means. This pa

5、pers to the semiconductor gas sensors and single chip microcomputer as the core design can realize the gas alarm sound-light alarm functions, is a kind of simple structure, stable performance, easy to use, inexpensive and intelligent gas alarm, has certain practical value. Among them choose MQ - 5 o

6、f gas detection sensor realize, has a high sensitivity, fast response, strong anti-jamming capability etc, and the price is low, service life long. converters connected with the gas signal, convert microcontroller can identify the digital signal processing, by for processing the data and analysis, w

7、hether is equal to or greater than the a default value (that is, the alarm limit), if will automatically start alarm circuit warning voice, conversely for normal state key word: sensor alarm MCS目 錄第一章 緒論 11.1選題背景和意義 11.2 溫室控制和信息服務(wù)技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 11.2.1 國外溫室控制和信息服務(wù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀 11.2.2 國內(nèi)溫室控制和信息服務(wù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀 21.

8、2.3 溫室控制技術(shù)的發(fā)展趨勢 3第二章 系統(tǒng)分析 42.1論文的主要研究內(nèi)容和目標 42.2系統(tǒng)詳細調(diào)查概述 42.3可行性分析 42.3.1經(jīng)濟可行性 42.3.2技術(shù)可行性 52.3.3管理可行性 52.4數(shù)據(jù)字典建立 52.5描述處理邏輯的工具 62.6構(gòu)建設(shè)計方案 6第三章 伊犁河谷蔬菜大棚智能自動化控制系統(tǒng)與蔬菜信息化服務(wù)系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)總體設(shè)計 73.1總體設(shè)計思想 73.2總體功能結(jié)構(gòu)圖 83.3蔬菜大棚智能自動化控制系統(tǒng) 83.3.1智能自動化控制系結(jié)構(gòu)圖設(shè)計 83.3.2智能自動化控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖設(shè)計 93.3.3智能自動化控制系統(tǒng)各子系統(tǒng)的功能模塊圖及流程圖 103.4

9、信息服務(wù)平臺系統(tǒng) 213.4.1信息服務(wù)平臺系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)圖和框架圖 223.4.2信息服務(wù)平臺系統(tǒng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)功能模塊圖 243.5代碼設(shè)計 273.6系統(tǒng)物理配置方案的設(shè)計 273.6.1硬件選擇 273.6.2計算機網(wǎng)絡(luò)選擇 273.6.3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)選擇 273.6.4應用軟件選擇 273.7制定設(shè)計規(guī)范 283.8數(shù)據(jù)存儲設(shè)計 283.8.1結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲 283.8.2非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲 293.8輸入設(shè)計 303.9輸出設(shè)計 303.10無線傳感器節(jié)點處理流程圖設(shè)計 30第四章 結(jié)束語 32參考文獻 33致謝 34第一章 緒論1.1選題背景和意義隨著國民經(jīng)濟的迅速增長，農(nóng)業(yè)的研

10、究和應用技術(shù)越來越受到重視，特別是溫室蔬菜大棚已經(jīng)成為高效農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分。現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán)就是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的一些重要參數(shù)進行檢測和控制。例如：空氣的溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。以蔬菜大棚為代表的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。大棚內(nèi)的溫度、濕度與二氧化碳含量等參數(shù)，直接關(guān)系到蔬菜和水果的生長。國外的溫室設(shè)施己經(jīng)發(fā)展到比較完備的程度，并形成了一定的標準，但是價格非常昂貴，缺乏與我國氣候特點相適應的測控軟件。而現(xiàn)今我國大多數(shù)對大棚溫度、濕度、二氧化碳含量的檢測與控制都采用人工管理，這樣不可避免的有測控精度低、勞動強度大及由于測控不及時等弊端，容易造

11、成不可彌補的損失，結(jié)果不但大大增加了成本，浪費了人力資源，而且很難達到預期的效果。因此，為了實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學化并提高農(nóng)業(yè)研究的準確性，推動我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須大力發(fā)展農(nóng)業(yè)設(shè)施與相應的農(nóng)業(yè)工程，科學合理地調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫度、濕度以及二氧化碳的含量，使大棚內(nèi)形成有利于蔬菜、水果生長的環(huán)境，是大棚蔬菜和水果早熟、優(yōu)質(zhì)、高效益的重要環(huán)節(jié)。伊犁河谷地處祖國的西北邊陲,東西長350公里,南北寬280公里,土地面積56148.83平方公里。光熱資源豐富,年日照時數(shù)達3150小時,積溫豐富,晝夜溫差大,降水量是全疆平均水平的2倍,氣候濕潤，豐富的水土資源和良好的自然環(huán)境十分適宜農(nóng)作物生。截止2011年底，州

12、直蔬菜生產(chǎn)面積65萬畝，生產(chǎn)蔬菜120萬畝，其中設(shè)施農(nóng)業(yè)面積達到16.59萬畝，其中溫室8萬畝，拱棚6.94萬畝。設(shè)施農(nóng)業(yè)在豐富淡季蔬菜供應、發(fā)展高效農(nóng)業(yè)、增加農(nóng)民收入和出口創(chuàng)匯中發(fā)揮著越來越重要的作用，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢，對蔬菜大棚自動化的需求也越來越強烈。1.2溫室控制和信息服務(wù)技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1.2.1國外溫室控制和信息服務(wù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀歐美等國家在30年代就相繼建立了人工氣候室。溫室調(diào)控技術(shù)至今經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展過程。初期是使用儀表對溫室設(shè)施中的光照、溫度等參數(shù)進行測量，再使用手動或電動執(zhí)行機構(gòu)（如幕簾、通風設(shè)備等）施行簡單控制，隨著傳感元件、儀表及執(zhí)行器技術(shù)的進步，逐步

13、發(fā)展成為對溫度、濕度、光照等幾乎所有室內(nèi)環(huán)境參數(shù)分別進行自動控制。計算機技術(shù)的發(fā)展使環(huán)境參數(shù)的綜合控制成為可能。70 年代中期，荷蘭、日本、美國、意大利等國家已使用微型計算機控制植物生長環(huán)境。從 80 年代開始，根據(jù)不同作物、不同生長階段及外界環(huán)境變化對溫室環(huán)境進行綜合調(diào)節(jié)控制的技術(shù)得到了快速的發(fā)展。目前國外先進現(xiàn)代大型溫室控制系統(tǒng)主流是多因子綜合控制系統(tǒng)。這些控制系統(tǒng)系統(tǒng)提供鍵盤等人機交互界面進行參數(shù)設(shè)置和必要的信息顯示，利用計算機對各種環(huán)境因子監(jiān)測、傳感、調(diào)控均實現(xiàn)了一體化控制，實現(xiàn)了對溫室內(nèi)環(huán)境實施自動控制調(diào)節(jié)和計算機自動監(jiān)控管理，并且涉及的環(huán)境因子范圍比較廣，從溫室內(nèi)的環(huán)境狀況如溫濕度

14、、二氧化碳濃度到室外的氣候特征，從生物體生長的活體信息到果實的性狀、成色等。隨著微型計算機技術(shù)進步和價格逐步下降、遙測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制局域網(wǎng)等技術(shù)應用于溫室的管理與控制以及對溫室控制要求的提高，以微機為核心的溫室綜合環(huán)境控制系統(tǒng)在歐美得到了長足的發(fā)展，正向高度自動化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。而信息服務(wù)方面，歐美發(fā)達國家采用以EAN.UCC 碼作為主要技術(shù)手段的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)，準確的獲取到農(nóng)產(chǎn)品種值、生產(chǎn)、加工、運輸、存儲及銷售過程中的負責人等信息，將整個蔬菜從生產(chǎn)到銷售等信息準確的提供給企業(yè)和消費者。1.2.2國內(nèi)溫室控制和信息服務(wù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀我國溫室產(chǎn)業(yè)起步比較晚。自70年代

15、末起，我國先后從日本、美國、荷蘭和保加利亞等國引進了40套左右的現(xiàn)代化溫室成套設(shè)備。雖然這些溫室技術(shù)領(lǐng)先、設(shè)備先進，但在我國的使用過程中還存在較嚴重問題，主要有以下幾點:引進價格高，運行經(jīng)濟效益差;技術(shù)要求過高，要求經(jīng)營者既要懂農(nóng)業(yè)技術(shù)，熟悉英文，還要掌握電腦操作和機械運營和維護；運營模式?jīng)]有與中國的實際結(jié)合起來，不適合于我國的氣候特征。所以，研究開發(fā)符合我國國情、產(chǎn)生明顯經(jīng)濟效益并適用于大范圍推廣應用的自動控制溫室系統(tǒng)己經(jīng)迫在眉睫?；谝陨系姆N種原因，我國的農(nóng)業(yè)工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達國家高科技溫室生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行了溫室中溫度、濕度、光照等單因子控制技術(shù)的研究，并逐步推出既適宜我國經(jīng)濟發(fā)

16、展水平又能滿足不同生態(tài)氣候條件要求的溫室控制系統(tǒng)。20世紀90年代初期，中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)氣象研究所和作物花卉研究所，研制開發(fā)了溫室控制與管理系統(tǒng)，并開發(fā)了基于Windows操作系統(tǒng)的控制軟件；90年代中后期，江蘇理工大學毛罕平等人研制開發(fā)了溫室軟硬件控制系統(tǒng)，能對營養(yǎng)液系統(tǒng)、溫度、光照、二氧化碳 、施肥等進行綜合控制，是目前國產(chǎn)化溫室計算機控制系統(tǒng)較為典型的研究成果。在此期間，中國科學院石家莊現(xiàn)代化研究所、中國農(nóng)業(yè)大學、中國科學院上海植物生理研究所等單位也都側(cè)重不同領(lǐng)域，研究溫室設(shè)施的計算機控制與管理技術(shù)。總的來說，國內(nèi)的眾多研究人員和公司在溫室自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、智能控制算法、溫室環(huán)境建模等

17、方面進行了大量的研究和實際系統(tǒng)的開發(fā)。總體上看，國內(nèi)溫室自動控制系統(tǒng)在功能、可靠性、可擴展性等方面還有待進一步提高。信息服務(wù)方面，我國進行了食品可追溯系統(tǒng)初步的研究，制定了一些相關(guān)的標準和指南；一些地方和企業(yè)初步建立了部分食品可追溯制度，發(fā)布了一些法規(guī)，如北京、上海、天津；進行了農(nóng)產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)的初步試點，如山東省壽光田苑蔬菜基地。1.2.3溫室控制技術(shù)的發(fā)展趨勢溫室控制系統(tǒng)是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分，具有廣闊的應用前景，其發(fā)展趨勢可概括為以下幾點：溫室分布式控制系統(tǒng)基于Interner的遠程控制系統(tǒng)智能化控制系統(tǒng)第二章 系統(tǒng)分析2.1論文的主要研究內(nèi)容和目標本文溫室的建造將按照荷蘭的Venlo

18、型聯(lián)棟溫室，本系統(tǒng)將采用無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對溫度及濕度控制、信息服務(wù)的基本原理實例化，可以24小時實時監(jiān)控大棚內(nèi)的光照、溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度和土壤濕度等信息，設(shè)計一個實時控制溫室大棚環(huán)境的控制系統(tǒng)和信息化服務(wù)系統(tǒng)，實現(xiàn)溫室蔬菜大棚智能自動化控制和信息化服務(wù)。本論文的總體目標是研究開發(fā)一種功能較全、集數(shù)據(jù)采集、環(huán)境監(jiān)測和控制于一體、低成本、低價格的溫室環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，也是一種數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的溫室智能自動化控制和信息化服務(wù)管理信息系統(tǒng)。研究的重點內(nèi)容是系統(tǒng)的總體功能結(jié)構(gòu)圖、各模塊的功能結(jié)構(gòu)圖、流程圖。關(guān)鍵技術(shù)是無線射頻技術(shù)。2.2系統(tǒng)詳細調(diào)查概述通過我們查閱伊犁政府發(fā)布的年報、網(wǎng)上信

19、息和實際調(diào)查，可以知道蔬菜智能化控制在伊犁地區(qū)還存在著大量的空白，蔬菜的供求也存在著大的缺口。在傳統(tǒng)模式下，蔬菜大棚是農(nóng)民自己建設(shè)，沒有經(jīng)過科學的研究和計劃，對市場的信息把握不夠準確。所以，總是會產(chǎn)生許多問題無法解決，影響了農(nóng)民的收入，其最終后果是導致工程建設(shè)成本增加,生產(chǎn)質(zhì)量下降,甚至會由此造成整個工程項目建設(shè)的失敗。所以需要科學的建設(shè)蔬菜大棚智能自動化控制系統(tǒng)與蔬菜信息化服務(wù)系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)蔬菜大棚的智能自動化控制和蔬菜信息化服務(wù)的系統(tǒng)建設(shè)。2.3可行性分析2.3.1經(jīng)濟可行性蔬菜大棚自動化控制系統(tǒng)和信息化服務(wù)系統(tǒng)具有較大的本地和區(qū)內(nèi)市場空間，能夠為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。根據(jù)調(diào)查可

20、知，伊犁州直擁有263萬人口，占全疆人口的12.8%。每年淡季凈菜消費量在30萬噸左右，目前的實際生產(chǎn)能力只有14萬噸，尚缺口16萬噸以上，近年來每年淡季從內(nèi)地調(diào)進6萬噸左右的鮮菜和果品。隨著人口的增長和人們消費能力、生活水平的不斷提高，對反季節(jié)蔬菜、瓜果的需求量還會增加，當?shù)赜兄F(xiàn)實和潛在的大市場。就疆內(nèi)市場而言，預計全疆淡季凈菜消費量在250萬噸左右，目前的實際生產(chǎn)能力只有119萬噸，尚缺口130萬噸以上，這為州直設(shè)施鮮活農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)發(fā)展提供了較大的市場空間。2.3.2技術(shù)可行性到目前為止無線射頻技術(shù)在研究上比較成熟，并且無線射頻技術(shù)在當今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具有一定的范圍，隨著科技的進步， 無線射

21、頻技術(shù)必將成為溫室蔬菜大棚智能自動化控制的趨勢。無線射頻技術(shù)為本系統(tǒng)提供了一定的理論基礎(chǔ)。2.3.3管理可行性本系統(tǒng)的研究對象是企業(yè)和消費者，故此本系統(tǒng)的開發(fā)會得到政府、企業(yè)的支持，更會給本地經(jīng)濟帶來效益。2.4數(shù)據(jù)字典建立表2.1 指標單位表(INDEX_UNIT)編號名稱單位備注01單價元/公斤02成交額元03重量公斤表2.2 節(jié)點類型表(NODE_TYPE)節(jié)點編號節(jié)點名稱備注0001大棚基地0002批發(fā)市場0003零售市場0004超市0005其他包括大中型企業(yè)、學校、酒店、加工廠等表2.3 超市蔬菜進場基本信息表。(MARKET_IN_INFO_BASE)屬性名稱屬性命名類型定義字段長

22、度是否可為空備注超市編碼SUPERMARKET_ID字符串20否超市名稱SUPERMARKET_NAME字符串50是進場日期IN_DATE日期型50是供貨商編碼SUPPLIER_ID字符串50否供貨商名稱SUPPLIER_NAME字符串20是交易憑證號TRAN_ID字符串20是產(chǎn)品檢疫合格證號QUARANTINE_ANIMAL_PRODUCTS_ID字符串20是蔬菜品質(zhì)檢驗合格證號INSPECTION_MEAT_ID字符串20否產(chǎn)地證明號PROV_ID字符串20是檢測合格證號QUARANTINE_VEGE_ID字符串20是進貨批次號BATCH_ID字符串20是表2.4 批發(fā)市場蔬菜進場信息。（

23、WS_MAR_VEG_IN_INFO）屬性名稱屬性命名類型定義字段長度是否可為空備注批發(fā)市場編碼MARKET_ID字符串20否批發(fā)市場名稱MARKET_NAME字符串50是進場日期DATE日期型50是批發(fā)商編碼WHOLESALER_ID字符串20是批發(fā)商名稱WHOLESALER_NAME字符串20是產(chǎn)地證明或檢測合格證號或交易憑證號WS_TRAN_ID字符串20否進貨批次號BATCH_ID字符串20是商品編碼VEG_CODE字符串20是商品名稱VEG_NAME字符串20是重量WEIGHT數(shù)值型50是單價PRICE數(shù)值型50是產(chǎn)地編碼AREA_0RIGIN_ID字符串20是產(chǎn)地名稱AREA_OR

24、IGIN_NAME字符串20是2.5描述處理邏輯的工具本系統(tǒng)中描述處理邏輯的工具將采用決策表。決策表是采用表格方式來描述處理邏輯的一種工具，如用文字表達這種多元的邏輯關(guān)系，不僅十分繁瑣，而且難以看清，采用了決策表可以清晰地表達條件、決策規(guī)則和應采取的行動之間的邏輯關(guān)系，容易為管理人員和系統(tǒng)分析人員所接受。2.6構(gòu)建設(shè)計方案本系統(tǒng)將采用無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對溫度及濕度控制、信息服務(wù)的基本原理實例化，利用現(xiàn)有資源設(shè)計一個實時控制溫室大棚溫度、濕度等的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)溫室蔬菜大棚自動化控制和信息化服務(wù)。本系統(tǒng)可自動監(jiān)測調(diào)節(jié)農(nóng)作物環(huán)境的溫濕度、光照、二氧化碳濃度、通風、卷簾升降、滴灌控制等參數(shù)。根據(jù)需要，通過

25、按鍵將溫度信息輸入MCU（微控制單元），根據(jù)情況可隨時調(diào)節(jié)環(huán)境。并且整個系統(tǒng)實現(xiàn)自動信息檢測與控制，通過配備無線傳感節(jié)點，太陽能供電系統(tǒng)、信息采集和信息路由設(shè)備、配備無線傳感傳輸系統(tǒng)，每個基點配置無線傳感節(jié)點，每個無線傳感節(jié)點可監(jiān)測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度。計算機通過各種傳感器接收各類環(huán)境因素信息，通過邏輯運算和判斷控制相應溫室設(shè)備運作以調(diào)節(jié)溫室環(huán)境。第三章 伊犁河谷蔬菜大棚智能自動化控制系統(tǒng)與蔬菜信息化服務(wù)系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)總體設(shè)計針對當前國內(nèi)外溫室生產(chǎn)和管理模式上的差別，本文設(shè)計了一種溫室蔬菜大棚智能自動化控制系統(tǒng)與蔬菜信息化服務(wù)系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由 PC 機為上位機、以各種傳感

26、器為主的下位機組成的溫室集群控制系統(tǒng)。3.1總體設(shè)計思想伊犁河谷蔬菜大棚智能自動化控制系統(tǒng)與蔬菜信息化服務(wù)系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)整體設(shè)計思路采用的是軟件工程中的瀑布模型和快速原型模型相結(jié)合的設(shè)計方法。本系統(tǒng)可自動監(jiān)測調(diào)節(jié)農(nóng)作物環(huán)境的溫濕度、光照、二氧化碳濃度、通風、卷簾升降、滴灌控制、門禁、巡更等參數(shù)。根據(jù)需要，通過按鍵將溫度信息輸入MCU（微控制單元），根據(jù)情況可隨時調(diào)節(jié)環(huán)境。并且整個系統(tǒng)實現(xiàn)自動信息檢測與控制，通過配備無線傳感節(jié)點，太陽能供電系統(tǒng)、信息采集和信息路由設(shè)備、配備無線傳感傳輸系統(tǒng)，每個基點配置無線傳感節(jié)點，每個無線傳感節(jié)點可監(jiān)測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度。計算機通過各種傳感器接收各

27、類環(huán)境因素信息，通過邏輯運算和判斷控制相應溫室設(shè)備運作以調(diào)節(jié)溫室環(huán)境。其中，溫室大棚的現(xiàn)場參數(shù)：溫度、濕度和光照，通過傳感器采集后，借助于GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h程終端，接收到信息后進行遠程自定義控制或自動控制。而傳感器的數(shù)目也可以視情況增加。本系統(tǒng)不僅為身處異地的用戶提供了決策管理的信息支持，也使用戶能夠在任意時刻任意地方查看溫室現(xiàn)場環(huán)境信息，具有人性化、實用化的特點。蔬菜信息服務(wù)系統(tǒng)方面將采用以質(zhì)量安全追溯為主的信息服務(wù)系統(tǒng)，將蔬菜從生產(chǎn)到銷售一條線服務(wù)的信息進行設(shè)計，整個過程繼續(xù)采用無線射頻技術(shù)進行跟蹤追溯。本文系統(tǒng)立足經(jīng)濟全球化和知識經(jīng)濟的現(xiàn)狀，結(jié)合我國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，著眼于

28、整個蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈的業(yè)務(wù)流程，設(shè)計開發(fā)一套面向蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈的信息管理系統(tǒng)，從而把蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后服務(wù)的各個環(huán)節(jié)結(jié)成統(tǒng)一的利益共同體，實現(xiàn)基礎(chǔ)工作流引擎和農(nóng)業(yè)知識相結(jié)合的工作流管理，為蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)、管理和銷售等方面提供高效信息服務(wù)，增強勞動者的信息化水平和工作效率，增強蔬菜生產(chǎn)、流通和銷售企業(yè)的行業(yè)競爭力，力爭達到生產(chǎn)的專業(yè)化、布局的區(qū)域化、服務(wù)的社會化和管理的企業(yè)化，促進蔬菜產(chǎn)業(yè)的健康科學發(fā)展。3.2總體功能結(jié)構(gòu)圖伊犁河谷蔬菜大棚智能自動化控制系統(tǒng)與蔬菜信息化服務(wù)系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)信息服務(wù)平臺系統(tǒng)智能自動化控制系通風系統(tǒng)CO2補氣系統(tǒng)智能監(jiān)控系統(tǒng)病蟲害防除系統(tǒng)防雷系統(tǒng)卷簾控制系統(tǒng)風機濕

29、簾降溫系統(tǒng)供暖系統(tǒng)灌溉施肥系統(tǒng)空氣循環(huán)系統(tǒng)照明系統(tǒng)蔬菜產(chǎn)后管理系統(tǒng)蔬菜產(chǎn)中管理系統(tǒng)蔬菜產(chǎn)前管理系統(tǒng)圖3.1 總體功能結(jié)構(gòu)圖3.3蔬菜大棚智能自動化控制系統(tǒng)3.3.1智能自動化控制系結(jié)構(gòu)圖設(shè)計本智能化溫室控制系統(tǒng)主要完成以下兩個任務(wù)：一是實現(xiàn)對溫室內(nèi)環(huán)境因子的采集，并通過以無線射頻為基礎(chǔ)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸給上位機和下位機；二是依據(jù)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)對溫室環(huán)境進行實時自動控制，并可通過GSM網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程控制。本系統(tǒng)由一臺PC機與多個微處理控制器裝置組成主從式分布結(jié)構(gòu)由上位機模塊、下位機模塊和室外環(huán)境監(jiān)測模塊組成。其中，上位機模塊放在溫室外不遠處，主要通過短距離無線通信方式接收由下位機模塊傳來的溫室環(huán)境參

30、數(shù)，并進行監(jiān)視；下位機模塊放置在溫室內(nèi)部，與其他傳感器節(jié)點組成短距離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，在采集到各傳感器節(jié)點傳來的環(huán)境參數(shù)后，結(jié)合農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)實現(xiàn)對溫室環(huán)境的監(jiān)測與自動控制，并可以通過成熟的GSM網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對溫室環(huán)境的遠程控制；室外環(huán)境監(jiān)測模塊可模擬為戶外氣象站，通過短距離無線通信將溫室外的環(huán)境參數(shù)傳送給下位機。其總體結(jié)構(gòu)圖下圖所示：圖3.2 總體結(jié)構(gòu)圖3.3.2智能自動化控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖設(shè)計上位機監(jiān)控歷史數(shù)據(jù)查詢顯示打印濕度傳感器繼電器控制供暖系統(tǒng)溫度傳感器空氣循環(huán)系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器下位機驅(qū)動器CO2傳感器卷簾控制系統(tǒng)光照傳感器自然通風系統(tǒng)土壤水傳感器風機濕簾系統(tǒng)土壤PH傳感器灌溉施肥系統(tǒng)風向風速

31、傳感器防雷系統(tǒng)系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)信息處理傳感照明系統(tǒng)圖3.3 智能自動化控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖設(shè)計3.3.3智能自動化控制系統(tǒng)各子系統(tǒng)的功能模塊圖及流程圖 通風系統(tǒng)通風控制系統(tǒng)的主要作用是通風、降溫和排濕，一般是利用氣窗自然換氣，同時安裝排風扇進行縱向通風換氣。自然通風系統(tǒng)：自然通風系統(tǒng)由天窗和側(cè)窗組成，自然通風系統(tǒng)的作用原理包括熱壓作用和風壓作用，前者是利用溫度差而產(chǎn)生的室內(nèi)外空氣的壓力差形成熱壓作用而通風換氣。后者是利用風吹向建筑物時，迎風面形成正壓，背風面形成負壓，形成風壓作用而自然通風。自然通風系統(tǒng)主要用于春季、秋季等氣溫不很高的季節(jié)的通風換氣和降溫。通風溫度的設(shè)定是通過設(shè)置全天24h的通風溫度

32、曲線來初步完成的，這樣每一時刻都對應有每一時刻的通風溫度。本次設(shè)計中橫向通風采用塑鋼窗，在室內(nèi)兩側(cè)及室頂縱向開啟，開啟窗均采用機械式控制方法，既保證開啟角度達到所需風量，又要保證關(guān)閉后的密封效果以保證室內(nèi)溫度。自然通風系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：圖3.4 自然通風系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖自然通風系統(tǒng)程序流程圖如下：圖3.5 自然通風系統(tǒng)程序流程圖強制通風系統(tǒng)當自然通風不足以起到降低室溫的時候，往往需要啟動強制通風裝置。強制通風強制通風是在溫室一端設(shè)置側(cè)窗，在另一端設(shè)置風機，利用風機由室內(nèi)向室外排風，使室內(nèi)形成負壓，強迫空氣通過側(cè)窗進入溫室，穿越溫室由風機排出室外。強制通風的理論降溫極限是室內(nèi)溫度等于室外溫度，但在實際應

33、用中是不可能達到的。由于機械設(shè)備和植物生理上的原因，一般溫室的通風強度設(shè)置在每分鐘換氣0.751.5次,這樣能控制室內(nèi)外溫差在5以內(nèi)。強制通風的優(yōu)點在于溫室的通風換氣量受外界氣候影響很小。目前常用通風設(shè)備配件卷膜通風卷膜通風用于塑料溫室。主要配件為卷膜器，可分為手動式和電動式。卷簾控制系統(tǒng)卷簾控制系統(tǒng)分為外遮陽系統(tǒng)和內(nèi)遮陽保溫系統(tǒng)。外遮陽系統(tǒng)外遮陽系統(tǒng)采用遮光率為70%或者50%的透氣黑色網(wǎng)幕，外遮陽降溫系統(tǒng)包括骨架、遮陽網(wǎng)、驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)分為齒輪齒條驅(qū)動系統(tǒng)與鋼索驅(qū)動系統(tǒng)兩種。外遮陽系統(tǒng)夏季能夠?qū)⒍嘤嗟年柟鈸踉谑彝?，形成陰涼，保護作物免受強光灼傷，為作物創(chuàng)造適宜的生長條件。遮陽幕布可滿足

34、室內(nèi)控制溫度及保持適當?shù)臒崴剑龟柟饴溥M入溫室種植區(qū)域，保持最佳的作物生長環(huán)境。內(nèi)遮陽系統(tǒng)內(nèi)遮陽保溫系統(tǒng)一般采用的是綴鋁膜，白天遮陽降溫，白天覆蓋鋁箔可以反射掉光能的95%以上；夜間保溫，夜間因其具有隔斷紅外波，可阻止熱量散失可節(jié)能耗2040%。根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)置遮陽系統(tǒng)，系統(tǒng)采用卷簾裝置，對該系統(tǒng)也采用自動控制方式。當光照強度大于系統(tǒng)設(shè)定的上限時，則系統(tǒng)啟動卷簾機構(gòu)，遮蔽日光的暴曬，防止室內(nèi)的光照強度過大；當外部的光照強度小于系統(tǒng)設(shè)定的下限時，則啟動室內(nèi)光照設(shè)備，進行室內(nèi)光照的補充。卷簾控制系統(tǒng)程序流程圖如下：圖3.6 卷簾控制系統(tǒng)程序流程圖風機濕簾降溫系統(tǒng)風機濕簾降溫系統(tǒng)由由濕簾箱、循

35、環(huán)水系統(tǒng)、軸流風機、控制系統(tǒng)四部分組成。濕簾箱由箱體、濕簾、布水管和集水器組成。溫室中排風機講吸收太陽輻射熱而提高了溫度的空氣排出溫室，帶走輻射熱，使溫室內(nèi)處于一定的負壓狀態(tài)，室外的空氣便可透過濕簾表面進入室內(nèi)。過簾空氣中的顯熱由于濕簾水分的蒸發(fā)而被吸收，從而使自身的干球溫度得以降低，蒸發(fā)了的水分由供水裝置不斷的進行補充。主要用于夏季，室外處于高溫，自然通風系統(tǒng)不能起到降溫作用時的降溫。相對于噴霧排風法，濕簾降溫系統(tǒng)具有不易產(chǎn)生病蟲害，降溫效果好，成本低等優(yōu)點。當需要降溫時，通過控制系統(tǒng)的指令啟動風機，將室內(nèi)的空氣強行抽出，造成負壓；同時水泵將水打在濕簾墻上，室外空氣被負壓吸入室內(nèi)時，以一定的

36、速度從濕簾的縫隙穿過，導致水份蒸發(fā)、降溫、冷空氣流經(jīng)室溫，吸收室內(nèi)熱量后，經(jīng)風機排出，從而達到循環(huán)降溫的目的。風機濕簾降溫系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示圖如下：圖3.7 風機濕簾降溫系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)風機濕簾降溫系統(tǒng)程序流程圖如下：傳感器啟動程序判斷是否啟動 N Y 啟動設(shè)備關(guān)閉設(shè)備 報警檢測圖3.8 風機濕簾降溫系統(tǒng)程序流程圖供暖系統(tǒng) 供熱系統(tǒng)主要有提高室內(nèi)溫度、促進室內(nèi)空氣流動和降低空氣濕度的作用。當室內(nèi)的溫度低于當時的加熱溫度時，供熱系統(tǒng)開啟。在供暖正常的情況下，溫室內(nèi)溫度一般不低于該設(shè)定溫度。加熱溫度的設(shè)定主要通過設(shè)置全天24h的加熱溫度曲線來完成，這樣每一時刻都對應有每一時刻的加熱溫度。本溫室的加熱系

37、統(tǒng)采用中央鍋爐系統(tǒng)，熱水鍋爐是把鍋爐中的水加熱到 80100，形成較高的水壓。這套系統(tǒng)熱容量很高，使用熱水鍋爐給溫室加熱，室內(nèi)的氣溫比較穩(wěn)定，此系統(tǒng)中水容量大，蓄熱量也高，即使在寒冷的冬天，鍋爐偶爾出現(xiàn)了故障，也不會使室內(nèi)的溫度驟然降至危害作物生長的程度。本溫室的加熱方法是在溫室上、下方安裝熱水管道。底部的熱水管道可以使作物根部溫度更高，生長環(huán)境更好，對作物的健康成長十分有益，同時也減少熱資源的浪費；上方的熱水管道防止冬天夜間溫室頂部結(jié)霜致使室內(nèi)溫度驟然下降，減少對溫度控制系統(tǒng)的影響，同時也使整個溫室加熱均勻，有利于作物生長。供暖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖如下： 1.鍋爐2.管道泵3.散熱片4.逆止閥5

38、.三向調(diào)節(jié)閥圖3.9 供暖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖在整個采暖期間，根據(jù)溫室熱負荷的大小分為兩個階段，熱負荷大時2臺水泵全開，較小時只開1臺水泵。同時采用三向調(diào)節(jié)閥，根據(jù)室內(nèi)實際溫度與要求的室內(nèi)溫度的差通過三向閥調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)供水溫度，使供熱負荷與隨時變化的散熱量匹配，避免冬季通過換氣調(diào)節(jié)溫度而浪費能量。灌溉施肥系統(tǒng)灌溉施肥系統(tǒng)的主要作用是增濕、降溫。它是將水進行加壓、過濾后，必要時連同可溶性化肥（農(nóng)藥）一起，通過低壓管道系統(tǒng)輸送至滴頭，然后將水均勻而緩慢地滴入作物根區(qū)土壤中的灌溉方法，同時具有節(jié)水、增產(chǎn)、適應性強等優(yōu)點。灌溉施肥系統(tǒng)融合計算機與傳感器監(jiān)控技術(shù)，對灌溉系統(tǒng)進行全程控制，實時監(jiān)控灌溉水流量和水的

39、PH值、EC值，并通過控制器及時調(diào)節(jié)供水量、供費量和加酸量，保證給作物及時、準確的水份和營養(yǎng)供給，同時根據(jù)溫度、濕度、降雨情況等調(diào)節(jié)灌溉運行時間，達到智能化節(jié)水灌溉，以及高效精確的灌溉目的。灌溉施肥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：圖3.10 灌溉施肥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖灌溉施肥系統(tǒng)程序流程圖如下：圖3.11 灌溉施肥系統(tǒng)程序流程圖空氣循環(huán)系統(tǒng)空氣循環(huán)系統(tǒng)采用環(huán)流風機。流通不暢的空氣將導致溫室內(nèi)溫度、濕度分布的顯著差異。在冬季及早春季節(jié)，溫室通風換氣少，氣密性強，往往會導致溫室內(nèi)溫度分布的不均勻，熱空氣積聚在溫室上層空間導致溫室內(nèi)垂直溫差大，而作物葉面附近的水汽又不能及時地散失，從而產(chǎn)生高濕點，為病害的產(chǎn)生提供了條件。即

40、便在夏季，由于自然通風受外界風速和室內(nèi)溫度變化的影響，仍難以保證室內(nèi)溫度均勻，沿溫室長度和跨度方向的室內(nèi)溫度都存在一定梯度。采用循環(huán)通風，可以促使空氣流通，使溫度、濕度等在溫室內(nèi)均勻分布，保證作物正常的一致性及品質(zhì)。通過均勻的壓力送風系統(tǒng)，可有效形成棚內(nèi)空氣微循環(huán)，減少葉面結(jié)露，降低病害發(fā)生，減少農(nóng)藥用量，為無公害蔬菜生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。空氣循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：圖3.12 空氣循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖照明系統(tǒng)包括溫室內(nèi)部普通照明和作物栽培補光照明兩種類型。普通照明僅在溫 室走道、控制室等處設(shè)照明燈具即可；而對于蔬菜、花卉、育苗等溫室作物栽培床面當自然光照遠不能滿足光合作用需用光照時，可考慮人工光照進行補光。

41、普通照明：普通照明光源主要有白熾燈、熒光燈、緊湊型熒光燈等。由于高溫、高濕的溫室環(huán)境及經(jīng)常進行灌水作業(yè)等情況，溫室照明中的燈具需要防水和防霧，一般應采用密閉燈具。常用的燈具有防水防塵燈、密閉單管熒光燈、密閉雙管熒光燈等。燈具的安裝方式主要有柱上安裝、吊鏈安裝、吊桿安裝等幾種方式。溫室補光照明：選取光源是應充分考慮作物的種類及不同生長期對光照的需要。作物補光的目的一般有兩個：一是以抑制或促進作物花芽分化、調(diào)節(jié)花期，滿足作物光周期的需要為目的，這種光照度要求較低，只要有幾十勒克斯的光照度就可滿足，多用白熾燈；二是以促進作物光合作用，促進作物生長，補充自然光照不足為目的，這種補光對光源的要求是補光照

42、度應高于植物的光補償點，一般在3000lx以上。防雷系統(tǒng)根據(jù)瞬間過電壓產(chǎn)生、危害途徑和智能溫室自動化控制系統(tǒng)大量采用高度集成的CMOS電路和CPU單元，以及智能溫室集控制、通訊、監(jiān)測為一體，而且分散面廣的特點，我們認為要避免雷擊對智能溫室控制系統(tǒng)造成的破壞，就必須采取系統(tǒng)的、綜合的防雷措施。特別應從配電系統(tǒng)防雷、通訊線和網(wǎng)絡(luò)線的防雷、總控制室防雷和合理接地等四方面著手。眾所周知，雷電具有很強的破壞性，主要有直擊雷、雷電感應、雷電波侵入和地電壓反擊四種形式。而智能溫室一般都建于空曠的郊區(qū)，許多監(jiān)控設(shè)備和部分傳感器等都安裝在較高的地方，相對周圍環(huán)境而言，形成十分突出的目標，從而導致雷擊概率增多。避

43、雷器是一種既容易實施，效果又好的防雷措施，因此智能溫室自動化控制系統(tǒng)將主要采用避雷器。在溫室總電源進線處加裝雷電保護器。鋼結(jié)構(gòu)做防雷接地。室外氣象站防雷接地。抗震設(shè)防：7級。病蟲害防除系統(tǒng) 功能結(jié)構(gòu)圖如下：病蟲害防除系統(tǒng)粘蟲板熏蒸器防蟲網(wǎng)圖3.13病蟲害防除系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖防蟲網(wǎng)防蟲網(wǎng)覆蓋栽培是一項增產(chǎn)實用的環(huán)保型農(nóng)業(yè)新技術(shù)，通過覆蓋在棚架上構(gòu)建人工隔離屏障，將害蟲拒之網(wǎng)外，切斷害蟲（成蟲）繁殖途徑，有效控制各類害蟲，且具有透光、適度遮光等作用，創(chuàng)造適宜作物生長的有利條件，確保大幅度減少菜田化學農(nóng)藥的施用，使產(chǎn)出農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)、衛(wèi)生，為發(fā)展生產(chǎn)無污染的綠色農(nóng)產(chǎn)品提供了強有力的技術(shù)保證。防蟲網(wǎng)還具有抵

44、御暴風雨沖刷和冰雹侵襲等自然災害。在選擇防蟲網(wǎng)時，應該以20-32目為宜，幅寬1-1.8米。白色或銀灰色的防蟲網(wǎng)。熏蒸器熏蒸器采用的是溫控式電熱硫磺蒸發(fā)，使用最先進的溫控電熱技術(shù)開發(fā)成功的溫室病蟲害防治專利產(chǎn)品。它將硫磺和其它抗菌殺蟲劑快速蒸發(fā)到周圍環(huán)境中，其藥劑成份擴散快、滲透力強、分布均勻，具有很好的病蟲害防治效果。具有使用方便、安全可靠、操作簡單、病蟲防治效果好、無污染等顯著特點。是溫室大棚蔬菜生產(chǎn)，特別是綠色食品生產(chǎn)的必備裝置。粘蟲板粘蟲板采用的是黃色粘蟲板殺蟲，黃色粘蟲板殺蟲技術(shù)是利用昆蟲的趨黃性誘殺農(nóng)業(yè)害蟲的一種物理防治技術(shù)，它綠色環(huán)保、成本低，全年應用可大大減少用藥次數(shù)。采用黃色

45、紙（板）上涂粘蟲膠的方法誘殺昆蟲，可以有效減少蟲口密度，不造成農(nóng)藥殘留和害蟲抗藥性，可兼治多種蟲害。智能監(jiān)控系統(tǒng)本系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實時遠程獲取溫室大棚內(nèi)部的空氣溫濕度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、光照強度及視頻圖像，通過模型分析，遠程或自動控制濕簾風機、噴淋滴灌、內(nèi)外遮陽、頂窗側(cè)窗、加溫補光等設(shè)備，保證溫室大棚內(nèi)環(huán)境最適宜作物生長，為作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全創(chuàng)造條件。同時，該系統(tǒng)還可以通過手機、PDA、計算機等信息終端向農(nóng)戶推送實時監(jiān)測信息、預警信息、農(nóng)技知識等，實現(xiàn)溫室大棚集約化、網(wǎng)絡(luò)化遠程管理，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如下圖所示：傳感終端通信終端

46、無線傳感網(wǎng)控制終端視頻監(jiān)控中心應用軟件平臺智能監(jiān)控系統(tǒng) 圖3.14 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)框架示意圖如下：圖3.15 系統(tǒng)框架示意圖傳感終端溫室大棚環(huán)境信息感知單元由無線采集終端和各種環(huán)境信息傳感器組成。環(huán)境信息傳感器監(jiān)測空氣溫濕度、土壤水分溫度、光照強度、二氧化碳濃度等多點環(huán)境參數(shù)，通過無線采集終端以GPRS 方式將采集數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心，以指導生產(chǎn)。通信終端及傳感網(wǎng)絡(luò)建設(shè)溫室大棚無線傳感通信網(wǎng)絡(luò)主要由如下兩部分組成：溫室大棚內(nèi)部感知節(jié)點間的自組織網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；溫室大棚間及溫室大棚與農(nóng)場監(jiān)控中心的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。前者主要實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的采集及傳感器與執(zhí)行控制器間的數(shù)據(jù)交互。溫室大棚環(huán)境信息通過內(nèi)部自組織

47、網(wǎng)絡(luò)在中繼節(jié)點匯聚后，將通過溫室大棚間及溫室大棚與農(nóng)場監(jiān)控中心的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)監(jiān)控中心對各溫室大棚環(huán)境信息的監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)結(jié)構(gòu)圖如下：圖3.16 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)結(jié)構(gòu)圖控制終端溫室大棚環(huán)境智能控制單元由測控模塊、電磁閥、配電控制柜及安裝附件組成，通過GPRS 模塊與管理監(jiān)控中心連接。根據(jù)溫室大棚內(nèi)空氣溫濕度、土壤溫度水分、光照強度及二氧化碳濃度等參數(shù)，對環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備進行控制，包括內(nèi)遮陽、外遮陽、風機、濕簾水泵、頂部通風、電磁閥等設(shè)備。視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)信息的有效補充，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和視頻信號傳輸技術(shù)，對溫室大棚內(nèi)部作物生長狀況進行全天候視頻監(jiān)控。該系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)型視頻服務(wù)器、高分辨率攝像頭組成，網(wǎng)絡(luò)型視頻服

48、務(wù)器主要用以提供視頻信號的轉(zhuǎn)換和傳輸，并實現(xiàn)遠程的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)。在已有Internet上，只要能夠上網(wǎng)就可以根據(jù)用戶權(quán)限進行遠程的圖像訪問、實現(xiàn)多點、在線、便捷的監(jiān)測方式。監(jiān)控中心監(jiān)控中心由服務(wù)器、多業(yè)務(wù)綜合光端機、大屏幕顯示系統(tǒng)、UPS 及配套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，是整個系統(tǒng)的核心。建設(shè)管理監(jiān)控中心的目的是對整個示范園區(qū)進行信息化管理并進行成果展示。應用軟件平臺通過應用軟件平臺可將土壤信息感知設(shè)備、空氣環(huán)境監(jiān)測感知設(shè)備、外部氣象感知設(shè)備、視頻信息感知設(shè)備等各種感知設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一存儲、處理和挖掘，通過中央控制軟件的智能決策，形成有效指令，通過聲光電報警指導管理人員或者直接控制執(zhí)行機構(gòu)的方式調(diào)節(jié)

49、設(shè)施內(nèi)的小氣候環(huán)境，為作物生長提供優(yōu)良的生長環(huán)境。二氧化碳補氣系統(tǒng)二氧化碳是植物光合作用的必備原料，其含量增多，對植物的生長有好處，它在大棚蔬菜的栽培中可作為化肥來施放，使作物增產(chǎn)。在現(xiàn)代化溫室栽培中，特別是在寒冷的冬季，由于空氣相對封閉，二氧化碳變化很大，白天室內(nèi)可降至150PPM，夜間則高達450PPM550PPM（植物正常光合作用的二氧化碳濃度為300PPM）。國外近幾年的研究表明，將二氧化碳的濃度增加到4001000PPM或更高，能有效提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。本系統(tǒng)中采用兩種方法：自然通風；二氧化碳發(fā)生器：稀硫酸和氧氨液反應、硫酸液和石蠟混合燃燒、鹽酸石炭石粉混合。本系統(tǒng)采用的是福騰燃氣

50、式二氧化碳發(fā)生器。3.4信息服務(wù)平臺系統(tǒng)近幾年，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)過戰(zhàn)略性結(jié)構(gòu)調(diào)整，蔬菜產(chǎn)業(yè)信息化經(jīng)營格局基本形成，產(chǎn)品市場體系和物流體系開始發(fā)育。現(xiàn)代蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向是集約化，目標是產(chǎn)業(yè)信息化。蔬菜產(chǎn)業(yè)信息化經(jīng)營是我國市場改革的產(chǎn)物和必然條件，它在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進程中起著推動作用，是加速我國實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的最佳途徑，但在信息爆炸的新經(jīng)濟時代，要實現(xiàn)蔬菜產(chǎn)業(yè)的更大發(fā)展，蔬菜產(chǎn)業(yè)信息化必將起到“倍增器”的作用。蔬菜產(chǎn)業(yè)信息分服務(wù)鏈建設(shè)是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的重要組成部分和產(chǎn)業(yè)支撐，而信息技術(shù)將加快蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)動優(yōu)化，能夠解決各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的信息不對稱，市場主體地位不對稱，市場資源配置不合理等問題，將對

51、產(chǎn)業(yè)鏈中的人、財、物和技術(shù)等進行高效整合，為產(chǎn)業(yè)鏈條上的信息用戶提供高效的價值鏈、信息鏈、組織鏈和物流鏈環(huán)節(jié)的信息服務(wù)，并協(xié)助基層政府實現(xiàn)決策、計劃、組織、指揮和控制等信息化綜合服務(wù)職能，從而促進整個產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)動和優(yōu)化。本信息管理系統(tǒng)基本功能是對信息的加工、傳輸、存儲和分析。本系統(tǒng)立足經(jīng)濟全球化和知識經(jīng)濟的現(xiàn)狀，結(jié)合我國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，著眼于整個蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈的業(yè)務(wù)流程，設(shè)計開發(fā)一套面向蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈的信息管理系統(tǒng)，從而把蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后服務(wù)的各個環(huán)節(jié)結(jié)成統(tǒng)一的利益共同體，實現(xiàn)基礎(chǔ)工作流引擎和農(nóng)業(yè)知識相結(jié)合的工作流管理，為蔬菜產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)、管理和銷售等方面提供高效信息服務(wù)，增強勞動者的信

52、息化水平和工作效率，增強蔬菜生產(chǎn)、流通和銷售企業(yè)的行業(yè)競爭力，力爭達到生產(chǎn)的專業(yè)化、布局的區(qū)域化、服務(wù)的社會化和管理的企業(yè)化，促進蔬菜產(chǎn)業(yè)的健康科學發(fā)展。本系統(tǒng)以質(zhì)量安全與追溯消費的動態(tài)信息為主，產(chǎn)業(yè)優(yōu)化等靜態(tài)信息為輔。產(chǎn)業(yè)優(yōu)化3.4.1信息服務(wù)平臺系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)圖和框架圖系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如下市場動態(tài)分析蔬菜產(chǎn)前管理系統(tǒng)市場風險評估管理信息服務(wù)平臺系統(tǒng)市場預測綜合服務(wù)資源配置蔬菜產(chǎn)中管理系統(tǒng)生產(chǎn)管理銷售管理決策指揮市場供求物流配送與監(jiān)控蔬菜產(chǎn)后管理系統(tǒng)消費統(tǒng)計與售后服務(wù)質(zhì)量安全與追溯消費圖3.17 信息服務(wù)平臺系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)圖網(wǎng)絡(luò)框架圖如下：圖3.18 網(wǎng)絡(luò)框架圖系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)圖如下：圖3.1

53、9 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖如下：圖3.20 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖3.4.2信息服務(wù)平臺系統(tǒng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)功能模塊圖 蔬菜產(chǎn)前管理系統(tǒng)根據(jù)蔬菜生產(chǎn)產(chǎn)前決策的實際需求，利用數(shù)據(jù)挖掘、綜合預測模型技術(shù)和數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化和市場預測，通過數(shù)據(jù)分析結(jié)果動態(tài)指導蔬菜生產(chǎn)產(chǎn)前規(guī)劃。產(chǎn)業(yè)優(yōu)化。依據(jù)蔬菜產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，涉及了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)布局以及生產(chǎn)計劃，實現(xiàn)自動分析和形象展示，為總體掌握蔬菜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，摸清和管理地方蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的數(shù)據(jù)提供服務(wù)。市場動態(tài)分析。根據(jù)對蔬菜產(chǎn)銷過程中的數(shù)據(jù)進行科學分析，為市場風險評估提供依據(jù)，根據(jù)市場的動態(tài)決定銷售價格，發(fā)掘潛在市場，為企業(yè)正確制定營銷戰(zhàn)略提供支持，同時保

54、證營銷戰(zhàn)略計劃順利實施。市場風險評估管理。通過對蔬菜在市場中所面臨的風險進行評估，有效規(guī)避風險，從而有效提高蔬菜大棚的經(jīng)濟效益。所分析的蔬菜大棚市場風險因素有蔬菜質(zhì)量引起的市場風險、物流引起的蔬菜風險、消費者需求變化所引起的市場風險這三個方面。市場預測?；趦?yōu)化數(shù)學模型的高級定量分析，預測結(jié)果具有科學性和精度指標;以價格信息資源為基礎(chǔ)，實施大范圍、大批量預測分析和連續(xù)預測分析，實現(xiàn)市場分析、市場趨勢和指導生產(chǎn)功能，并持續(xù)提供服務(wù)。 蔬菜產(chǎn)中管理系統(tǒng)根據(jù)蔬菜產(chǎn)中領(lǐng)域的生產(chǎn)管理的實際需求，利用智能化查詢與優(yōu)化、快速數(shù)據(jù)存儲與存取、知識獲取和智能決策等技術(shù)，實現(xiàn)對蔬菜產(chǎn)中管理的查詢搜索和智能決策。綜合服務(wù)。由品種管理、農(nóng)業(yè)裝備管理、農(nóng)資管理、農(nóng)業(yè)專家管理、農(nóng)民專業(yè)合作組織管理、農(nóng)業(yè)企業(yè)管理和農(nóng)貿(mào)市場管理等組成。實現(xiàn)對相關(guān)信息的管理、統(tǒng)計和搜索瀏覽。資源管理。由工程基礎(chǔ)信息管理、土壤資源管理、氣象資源管理、水利資源管理和土地資源管理等構(gòu)成。實現(xiàn)對相關(guān)信息的管理、統(tǒng)計和搜索瀏覽。其中工程基礎(chǔ)信息管理有施工單位情況調(diào)查、施工準備工作情況調(diào)查、工程質(zhì)量