生態(tài)農(nóng)業(yè)智能溫室大棚監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、生態(tài)農(nóng)業(yè)智能溫室大棚監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案背景溫室智能控制系統(tǒng)是利用環(huán)境數(shù)據(jù)與作物信息，指導(dǎo)用戶進(jìn)行正確的栽培管 理。物聯(lián)網(wǎng)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、園藝、畜牧業(yè)等領(lǐng)域，在需要 特殊環(huán)境要求的場(chǎng)所實(shí)施監(jiān)控和管理，為實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)作物的健康成長(zhǎng)和及時(shí)調(diào)整 栽培、管理等措施提供及時(shí)的科學(xué)的依據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)監(jiān)管自動(dòng)化。近年來(lái)，隨著溫室大棚化種植、工廠化育秧和設(shè)施栽培等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的廣 泛應(yīng)用，快速準(zhǔn)確地環(huán)境參數(shù)的收集和分析就成為現(xiàn)實(shí)的需求，利用計(jì)算機(jī)技術(shù) 對(duì)相應(yīng)的農(nóng)業(yè)氣象參數(shù)進(jìn)行采集，則一方面可及時(shí)了解作物生長(zhǎng)的環(huán)境參數(shù)， 另 一方面也可根據(jù)采集的參數(shù)控制大棚環(huán)境的調(diào)節(jié)從而為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供適宜 的

2、生長(zhǎng)環(huán)境。由于溫室內(nèi)的濕度、溫度等環(huán)境條件不適合于普通pc機(jī)工作，故這里選用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而采集的數(shù)據(jù)可通過(guò)串口發(fā)射接收設(shè)備傳送給上 位pc機(jī)進(jìn)行分析處理。第一部分：客戶需求(1)智能溫室大棚控制系統(tǒng)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，全國(guó)各地根據(jù)需要 普遍建設(shè)了日光溫室、塑料大棚等為農(nóng)作物創(chuàng)造出良好的生長(zhǎng)環(huán)境。 溫室工程成 為高效農(nóng)業(yè)的重要組成部分。溫室大棚就是建立一個(gè)模擬適合生物生長(zhǎng)的氣候條件，創(chuàng)造一個(gè)人工氣象環(huán) 境，來(lái)消除溫度、濕度等對(duì)生物生長(zhǎng)的限制。能使不同的農(nóng)作物在不適合生長(zhǎng)的 季節(jié)產(chǎn)出，部分或完全的擺脫農(nóng)作物對(duì)自然條件的依賴。浙江托普儀器有限公司托普物聯(lián)網(wǎng)部自主

3、研發(fā)的智能溫室大棚控制系統(tǒng)是 針對(duì)溫室大棚正常有效運(yùn)轉(zhuǎn)的控制要求配置的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)。采用傳感器技術(shù)、依托傳統(tǒng)溫室大棚生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)的具有高可靠性、安全性、可擴(kuò)展性的 軟硬件系統(tǒng)。智能溫室大棚監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和組態(tài)軟件實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程獲取 溫室大棚內(nèi)部的空氣溫度、濕度、光照強(qiáng)度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、葉 面濕度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)及視頻圖像， 通過(guò)模型分析，遠(yuǎn)程或自動(dòng)控制濕簾 風(fēng)機(jī)、噴淋滴灌、內(nèi)外遮陽(yáng)、頂窗側(cè)窗、加溫補(bǔ)光等設(shè)備，保證溫室大棚內(nèi)的環(huán) 境最適宜作物生長(zhǎng)；同時(shí)，該系統(tǒng)還可以通過(guò)手機(jī)、pda計(jì)算機(jī)等信息終端向農(nóng)戶推送實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息、預(yù)警信息、農(nóng)技知識(shí)等，實(shí)現(xiàn)溫室大棚集約化

4、、網(wǎng)絡(luò)化 遠(yuǎn)程管理。第二部分：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制模式(1)系統(tǒng)兩大組成部分智能溫室大棚監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)主要包括： 上位機(jī)中心服務(wù)器控制平臺(tái)和下位機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)：中心服務(wù)器控制平臺(tái)可選用物聯(lián)網(wǎng)感知應(yīng)用平臺(tái)或者是為客戶專門(mén)定制的操作監(jiān)測(cè)平臺(tái)。能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)、查詢、運(yùn)算、建模、統(tǒng)計(jì)、控制、存儲(chǔ)、分析、報(bào)警等多項(xiàng)功能?，F(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)由測(cè)控模塊、電磁閥、配電控制柜及安裝附件組成，與中心 服務(wù)器控制平臺(tái)可通過(guò)有線、無(wú)線、3g/2g方式連接到一起。根據(jù)溫室大棚內(nèi)空 氣溫濕度、 土壤溫度水分、 光照強(qiáng)度及二氧化碳濃度等參數(shù)， 對(duì)環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備進(jìn) 行控制，包括內(nèi)遮陽(yáng)、外遮陽(yáng)、風(fēng)機(jī)、濕簾水泵、頂部通風(fēng)、電磁閥等設(shè)備。（ 2）選

5、擇合適的控制方式有線監(jiān)控-通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)布線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。無(wú)線zigbee監(jiān)控-利用zigbee模塊，對(duì)0-20km范圍為的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)傳 輸。 3g/2g網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控-利用通信網(wǎng)絡(luò)形式，可監(jiān)測(cè)傳輸距離無(wú)限遠(yuǎn)。有線和無(wú)線結(jié)合-根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，靈活結(jié)合。第三部分：現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與控制功能智能溫室大棚內(nèi)的各參數(shù)傳感器， 對(duì)溫室環(huán)境進(jìn)行多點(diǎn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集， 經(jīng)過(guò) a/d 轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)處理，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置從而實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境的自動(dòng)智能調(diào)節(jié)。顯示裝置實(shí)時(shí)顯示溫室內(nèi)的溫濕度、 光照度等數(shù)值， 能夠更加一目了然地展示溫室 大棚數(shù)據(jù)全貌。（ 1）溫濕度監(jiān)測(cè)通過(guò)溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)大棚室外空氣環(huán)境溫濕度、 室內(nèi)空氣環(huán)境溫濕度、 地

6、 表溫濕度、土壤溫濕度等，并能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析運(yùn)算、控制、存儲(chǔ)、發(fā)送等。（ 2）光照度監(jiān)測(cè)通過(guò)光感和光敏傳感器監(jiān)測(cè)記錄溫室大棚內(nèi)光線的強(qiáng)度， 可以直接與相關(guān)的補(bǔ)光系統(tǒng)、 遮陽(yáng)系統(tǒng)等設(shè)備相連， 必要時(shí)自動(dòng)打開(kāi)相關(guān)設(shè)備。 通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù) 將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到用戶監(jiān)控終端。（ 3） co2 o2濃度監(jiān)測(cè)在溫室大棚內(nèi)部署二氧化碳濃度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫室中二氧化碳的含量，當(dāng)濃度超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定闕值范圍時(shí)， 通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到用戶監(jiān)控終端，由相關(guān)工作人員做出相應(yīng)調(diào)整。（ 4）分區(qū)域檢測(cè)同一個(gè)棚內(nèi)劃區(qū)域控制管理， 可實(shí)現(xiàn)每個(gè)種植區(qū)不同溫濕度、 不同氣體配置等環(huán)境技術(shù)指標(biāo)。 用戶可以通過(guò)上位機(jī)來(lái)監(jiān)

7、測(cè)、 查詢各區(qū)域的數(shù)據(jù)。 也可以對(duì)個(gè) 分塊進(jìn)行單獨(dú)控制和整體協(xié)調(diào)控制。（ 5）灌溉及噴藥施肥控制水灌溉與農(nóng)藥噴灑采用一套管線系統(tǒng)， 根據(jù)植物生長(zhǎng)模式， 可通過(guò)自動(dòng)、 手 動(dòng)方式進(jìn)行操作。（ 6）報(bào)警控制用戶可設(shè)定某些參數(shù)指標(biāo)的上限和下限。 比如大棚溫度應(yīng)在30-15 攝氏度之間， 高于或低于這個(gè)溫度范圍都會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信息， 并在上位機(jī)中控平臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)顯示出來(lái)。（ 7）節(jié)點(diǎn)故障通知現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)以中心服務(wù)器平臺(tái)、 手機(jī)短信、 報(bào)警信息等方式通知管理者。（ 8）備用冗余功能為了避免設(shè)備故障及異常帶來(lái)不便， 影響作物的生長(zhǎng)。 設(shè)備可進(jìn)行擴(kuò)展冗余，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)， 輔助設(shè)備進(jìn)行0

8、切換。 從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)故障運(yùn)行， 增加系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。（ 9）自定義控制模式可以根據(jù)溫室大棚具體控制和監(jiān)測(cè)需要， 定制一些相應(yīng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及控制內(nèi)容，該項(xiàng)目可以使模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、開(kāi)關(guān)信號(hào)、頻率信號(hào)等監(jiān)測(cè)和控制。第四部分：監(jiān)測(cè)軟件數(shù)據(jù)平臺(tái)生態(tài)農(nóng)業(yè)智能溫室大棚自動(dòng)監(jiān)控軟件， 采集溫室大棚內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)， 經(jīng)傳感器數(shù)據(jù)模塊傳送至zigbee節(jié)點(diǎn)或rs485節(jié)點(diǎn)上，然后通過(guò)有線、無(wú)線、3g/2g網(wǎng) 絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺(tái)，按照相關(guān)設(shè)定進(jìn)行分析展示并進(jìn)一步完成相應(yīng)控制。1）友好的用戶登陸管理界面規(guī)定用戶使用權(quán)限，不同用戶提供不同的操作權(quán)限，非用戶不能登陸系統(tǒng)，保證系統(tǒng)安全，操作簡(jiǎn)單而富有人性化。（ 2）實(shí)時(shí)

9、歷史、曲線 報(bào)表數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)信息以實(shí)時(shí)曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)需要按照日、月、季、年參數(shù)變化曲線生成歷史報(bào)表。便于對(duì)溫室大棚運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行分析做出改進(jìn)，提高溫室大棚的生產(chǎn)效率。（ 3）多種形式的報(bào)警功能，適合不同場(chǎng)合需要工作人員根據(jù)溫室大棚內(nèi)的具體情況設(shè)置溫度、 濕度等參數(shù)限值。 在監(jiān)測(cè)時(shí)，如發(fā)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)結(jié)果超出設(shè)定的閾值時(shí)， 系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警提醒工作人員， 報(bào)警形式包括：聲光報(bào)警、電話報(bào)警、短信報(bào)警、e-mail報(bào)警等。（ 4）遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)有線、無(wú)線、3g/2g無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街锌財(cái)?shù)據(jù)平臺(tái)， 用戶從終端可以查看溫室大棚現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)， 并使用遠(yuǎn)程控制功

10、能通過(guò)繼電器控制設(shè)備或模擬輸出模塊對(duì)溫室大棚自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行控制操作， 如自動(dòng)噴灑系統(tǒng)、自動(dòng)換氣系統(tǒng)、自動(dòng)澆灌系統(tǒng)。（ 5）監(jiān)控終端監(jiān)控終端通過(guò)可視化、 多媒體的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)以下主要功能： 溫室大棚內(nèi)植物生長(zhǎng)環(huán)境狀況全面顯示、查詢，包括各種參數(shù)、光照強(qiáng)度以及歷史數(shù)據(jù)等；向溫室大棚內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)調(diào)度命令、 調(diào)整設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況， 確保溫室內(nèi)為植物生長(zhǎng)最適宜環(huán)境。第五部分：功能應(yīng)用1、房屋保溫、保濕性能評(píng)價(jià)；2、溫室、大棚的溫度、濕度監(jiān)測(cè)管理；3、倉(cāng)庫(kù)的溫度、濕度監(jiān)測(cè)管理；4、蘑菇栽培的溫度、濕度監(jiān)測(cè)管理；5、孵化室溫度、濕度監(jiān)測(cè)管理；6、機(jī)房、圖書(shū)館、檔案室、博物館的環(huán)境監(jiān)測(cè)管理；7、煙草、糧庫(kù)、醫(yī)院等

11、環(huán)境監(jiān)測(cè)管理；8、其它領(lǐng)域需要的溫度、濕度監(jiān)測(cè)管理。托普物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介托普物聯(lián)網(wǎng)是浙江托普儀器有限公司旗下的重要項(xiàng)目。 浙江托普儀器是國(guó)內(nèi) 領(lǐng)先的農(nóng)業(yè)儀器研發(fā)生產(chǎn)商，依據(jù)自身在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)實(shí)力，和自主研發(fā)的配 套設(shè)備，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域嶄露頭角！托普物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)創(chuàng)智慧農(nóng)業(yè).專業(yè)解決畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)控制系統(tǒng)，大田種植智能 管理系統(tǒng)、花卉種植控制系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品安全溯源、溫室大棚智能控制等©川 網(wǎng)址； ww. tpwlw. com www, agriso, coithj農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案咨詢；132557187230571-81957260 86056609裂托普物聯(lián)網(wǎng)以客戶需求為源頭，結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

12、科技、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、gis信息技術(shù)，以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，竭誠(chéng)為傳統(tǒng)行業(yè)提供信息化、智能化的產(chǎn)品與 端到端的解決方案。主要有：大田種植智能解決方案、畜牧養(yǎng)殖管理解決方案、 食品安全溯源解決方案、食用菌種植智能化管理解決方案、水產(chǎn)養(yǎng)殖管理解決方 案、溫室大棚智能控制解決方案等。托普物聯(lián)網(wǎng)三大系統(tǒng)產(chǎn)品我們知道物聯(lián)網(wǎng)主要包括三大層次，即感知層、傳輸層和應(yīng)用層。因此托普 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品主要以這三個(gè)層次延伸，涵蓋了感知系統(tǒng)（環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感設(shè)備）、傳輸系統(tǒng)（數(shù)據(jù)傳輸處理網(wǎng)絡(luò)）、應(yīng)用系統(tǒng)（終端智能控制平臺(tái)。）托普物聯(lián)網(wǎng)模塊化智能集成系統(tǒng)托普物聯(lián)網(wǎng)依據(jù)自身研發(fā)優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)了多種模塊化智能集成系統(tǒng)。1、傳感模塊：即環(huán)境傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它依據(jù)各類傳感設(shè)備可以完成整個(gè)園區(qū)或 完成對(duì)異地園區(qū)所需數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的功能。2、終端模塊：即終端智能控制系統(tǒng)。它可以完成整個(gè)園區(qū)或遠(yuǎn)程控制異地園區(qū) 進(jìn)行自動(dòng)灌溉、自動(dòng)降溫、自動(dòng)開(kāi)啟風(fēng)機(jī)，自動(dòng)補(bǔ)光及遮陽(yáng)，自動(dòng)卷簾，自動(dòng)開(kāi) 窗關(guān)窗，自動(dòng)液體肥料施肥、自動(dòng)噴藥等各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的自動(dòng)控制。3、視頻監(jiān)控模塊：即實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。主要是通過(guò)監(jiān)控中心實(shí)時(shí)得到植物生 長(zhǎng)信息，在監(jiān)控中心或異地互聯(lián)網(wǎng)上既可隨時(shí)看到作物的實(shí)時(shí)生長(zhǎng)狀況。4、預(yù)警模塊：即遠(yuǎn)程植保預(yù)警系統(tǒng)。可以通過(guò)聲光報(bào)警、短信報(bào)警、語(yǔ)音報(bào)警 等方式進(jìn)行預(yù)警。5、溯源模塊：即農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品從種植準(zhǔn)備階段、種植 和