智能農(nóng)業(yè)溫室大棚管理系統(tǒng)項目計劃書

1、智能 農(nóng)業(yè)溫室大棚管理系統(tǒng) 項冃計劃書一 、項 目背 景近年來，農(nóng)業(yè)溫室基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展迅速，但是在自動監(jiān)控方面仍存在著諸多問題。溫室監(jiān)控 區(qū)域較大，需要大量的傳感器節(jié)點構(gòu)成大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過各種傳感器采集諸如溫度、空 氣濕度、光照度、土壤濕度、ec值、ph值等信息，實現(xiàn)自動化監(jiān)控。傳統(tǒng)溫室監(jiān)測與控 制系統(tǒng)多采用有線連接，布線復(fù)雜，往往造成溫室內(nèi)線纜縱橫交錯、使用不便、安裝維護(hù) 困 難、 可 靠 性差 等 問 題。無線傳感器技術(shù)被認(rèn)為是滿足溫室應(yīng)用需求且代替有線連接的最好方式?；萜笪锫?lián)科技結(jié) 合最新的zl gbee無線技術(shù)，將傳感器整合到無線傳送網(wǎng)絡(luò)中：通過在農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)布置 溫度、濕度、光照、等傳

2、感器，對棚內(nèi)壞境進(jìn)行檢測，從而對棚內(nèi)的溫濕度，光照等進(jìn)行 口動化控制。通過更加精細(xì)和動態(tài)監(jiān)控的方式，來對農(nóng)作物進(jìn)行管理，更好的感知到農(nóng)作 物的壞境，達(dá)到“解慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平。二、現(xiàn)存問題首先是成本較高。一般來講，一套智能化的控制系統(tǒng)成本主要包插硬件成本、運行成本 和維護(hù)成本。硬件成本包括各儀器儀表、通信線纜等。整個系統(tǒng)也不能口由組合或者裁剪 應(yīng)用于不同的對象，使得難以得到推廣和普及。同時，由于系統(tǒng)復(fù)雜、布線繁多、故障率 高而且使得故障后的維修成本極大。另外，系統(tǒng)龐大造成的運行成本也不是一筆小費用。其次是布線復(fù)雜。溫室中有大量分散的傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，這些設(shè)備可能隨著作物的改

3、變而進(jìn)行調(diào)整，同時錯綜復(fù)雜的線纜也需要重新鋪設(shè)，工作量較大。為了科學(xué)、合理地實 現(xiàn)大面積溫室環(huán)境參數(shù)的口動檢測與控制，電子檢測裝置和執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)置不僅數(shù)量大而 且分布廣，連接著各個裝置與機構(gòu)的線纜，也因此縱橫交錯。當(dāng)溫室內(nèi)生產(chǎn)的果蔬作物更 替時，相應(yīng)的電子檢測裝置和執(zhí)行機構(gòu)的位置常常需要調(diào)整，連接著各個裝置與機構(gòu)的線 纜有時也需要重新布置。這不僅增大了溫室的額外投資成本和安裝與維護(hù)的難度，有時也 影響 了 作 物 的 良 好生長。第三，故障解決難。當(dāng)數(shù)據(jù)無法正常接收時，檢查人員不知道是線路問題還是節(jié)點故障。 另外，目前的控制系統(tǒng)多采用基于現(xiàn)場總線的分布式模式，當(dāng)總線出現(xiàn)故障時，雖然各控 制節(jié)點

4、尚能正常工作，但是上位機卻無法正常管理整個網(wǎng)絡(luò)，專家控制策略無法實施。三、項目意義 (1)實現(xiàn)廣范圍的測量， 需求傳感器節(jié)點多 當(dāng)前溫室生產(chǎn)的首要特點就是監(jiān)控區(qū)域很大，普通單個連棟溫室都有幾千平方米，而一個 園區(qū)溫室群的面積對能會在幾百畝以上，因此需要大量的傳感器節(jié)點構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)，在 每個溫室中采集諸如空氣溫度、空氣濕度、光照強度、土壤濕度、營養(yǎng)液ec值、ph值以 及室外天氣參數(shù)等信息，除此以外，冃前對作物生理參數(shù)的檢測也逐漸受到人們的重視， 因此將會有更多的傳感器節(jié)點被用于溫室生產(chǎn)。另外，用于驅(qū)動溫室中執(zhí)行機構(gòu)的控制節(jié) 點的數(shù)量也不能忽略。由此對見，溫室對其監(jiān)測與控制系統(tǒng)的首耍需求就是網(wǎng)絡(luò)

5、容量大。(2) 檢 測 點 位置 靈 活 變 動溫室中大量分散的傳感器，但隨著作物的生長而需要不斷調(diào)整位置；或者當(dāng)溫室內(nèi)生產(chǎn)的 作物更替時，相應(yīng)的電子檢測裝置和執(zhí)行機構(gòu)的位置也常常需要調(diào)整；另外，溫室的利用 結(jié)構(gòu)也會經(jīng)常根據(jù)用戶需要而不斷改變，這就要求系統(tǒng)中各個節(jié)點能根據(jù)需要隨意變換位 置 而 不 影 響 系 統(tǒng) 工作。(3) 節(jié) 點 數(shù) 目 可隨 意 增 減作物生長階段不同，環(huán)境因子對作物的影響可能也不同，生長初期可能對溫度比較敏感， 而后期可能對光照比較敏感，這就耍求系統(tǒng)可以隨意改變節(jié)點的類型和數(shù)量。除此以外， 隨著作物的生長，用戶可能還需要對植物的生理參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測而需要不斷增加傳感器節(jié)點

6、。 在某些科研溫室中，也經(jīng)常需要改變傳感器節(jié)點的類型和數(shù)量，以達(dá)到精確監(jiān)測與控制。 上述這些情況都需要所用的監(jiān)控系統(tǒng)的節(jié)點能隨意增減。(4) 系統(tǒng)可靠性系統(tǒng)故障而造成的經(jīng)濟(jì)損失不對估量。如果系統(tǒng)出現(xiàn)問題而未能被及時發(fā)覺和修復(fù)，那么 可能對作物造成致命的傷害，尤其在一些惡劣的天氣例如高溫和寒冷氣候條件下，這將直 接影響產(chǎn)量和收益。另外，溫室內(nèi)濕度高、光照強、具有一定的酸性，都會導(dǎo)致線纜的腐 蝕、老化，從而降低系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性，這對于檢查系統(tǒng)故障造成因難。例如，當(dāng) 數(shù)據(jù)無法正常接收時，檢查人員不知道是線路問題還是節(jié)點故障，這對及時發(fā)現(xiàn)和解決故 障帶來不便。因此，溫室測控系統(tǒng)必須要可靠。四、項

7、目介紹4.1 z igbee技術(shù)介紹zigbee技術(shù)是ieee(美國電子和電氣工程師協(xié)會)研發(fā)的新一代無線通訊技術(shù)。可應(yīng)用在固定、便攜或移動設(shè)備上的，低成本、低 功耗的低速率無線連接技術(shù)；2001年8月，美國honeywell等公司發(fā)起成立了 zi gbee聯(lián)盟，他們提出的zigbee技術(shù)被確認(rèn)為ieee 8 02. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)；現(xiàn)聯(lián)盟內(nèi)有眾 多的成員企業(yè)。zigbee技術(shù)現(xiàn)己被非常的應(yīng)用，諸多的芯片廠家，如ti,三星，飛利浦等等，都生產(chǎn)出了與該協(xié)議技術(shù)兼容的芯片，并被大量的應(yīng)用。zig bee屬于微波段2.4ghz頻率，可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離(01000米)傳送給路由器；一般有3部分組成： zi

8、gbee傳感器標(biāo)簽、zigbee路rtl器、zigbee協(xié)調(diào)器組成，需外接2.43.7v的 電源，當(dāng)標(biāo)簽檢測到現(xiàn)場的數(shù)據(jù)后，通過電磁波的傳導(dǎo)，遠(yuǎn)距離的無線傳輸給路由器，路 市器在己同樣的原理傳輸給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器一方面可以將數(shù)據(jù)通過串口傳送給電腦，以供 系統(tǒng)分析控制，一方面可以通過內(nèi)置的單片系統(tǒng)處理、分析、控制所接受的數(shù)據(jù)。整個傳輸過程均通過無線傳輸，傳送速率在2 50k/s,且在傳送過程中對數(shù)據(jù)的加密保護(hù)，實現(xiàn)了 快 速、 安 全的 現(xiàn) 場 數(shù) 據(jù) 采 集。zigbe e在無線傳輸?shù)倪^程中，可以自動的實現(xiàn)自組網(wǎng)、多跳、就進(jìn)識別的功能， 當(dāng)現(xiàn)場的單個路rti出現(xiàn)問題時，其他路由會口動的尋找其他的

9、線路，不會耽誤系統(tǒng)的運行;4.2系統(tǒng)簡介溫室大棚對壞境的耍求非常高，溫度、濕度、光照、c02、等一系列的參數(shù)均對其影響重 大。優(yōu)秀的溫室大棚管理，即對于以上壞境變量的嚴(yán)格管理。在本系統(tǒng)中，我們采用不同的傳感器來實現(xiàn)對環(huán)境的監(jiān)控，像無線溫度傳感器、無線濕度 傳感器、無線光照度傳感器、無線c02傳感器等。以無線溫度傳感器為例，該傳感器采 用3大模塊組成：1、溫度傳感器模塊；2、單片機系統(tǒng)模塊；3、無線發(fā)送模塊。溫度傳 感器模塊檢測到現(xiàn)場的溫度數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)交由單片機處理，單片機通過模擬轉(zhuǎn)數(shù)字?jǐn)?shù)字 轉(zhuǎn)模擬的處理，最終驅(qū)動無線發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)無線發(fā)出。此無線溫度傳感器的傳輸距離可 達(dá)120米。無線溫度傳

10、感器將數(shù)據(jù)向外發(fā)送，安裝在室內(nèi)的或室外的路由器接受該數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)整 理后，發(fā)送給zigbe e協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器會將數(shù)據(jù)整理并通過串口上傳電腦，電腦即根據(jù) 現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，與溫度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如若超出標(biāo)準(zhǔn)值，電腦則控制溫室內(nèi)外的：天窗、 側(cè)窗、內(nèi)遮陽保溫幕、外遮陽幕、風(fēng)機、等開啟。同時，溫室內(nèi)的傳感器時時檢測現(xiàn)場數(shù) 據(jù)，當(dāng)現(xiàn)場溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值后，電腦即關(guān)閉控制。4.3系 統(tǒng)硬 件 組 成系統(tǒng)硬件按照控制的流程分3大部分：數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、控制部分。4.3.1數(shù)據(jù)采集部分溫度傳感器：該傳感器采用3大模塊組成：1、溫度傳感器模塊，采用美國進(jìn)口的ds 18b20模擬頭，精度等級在土 0.5

11、76;c； 2、單片機系統(tǒng)模塊；3、無線發(fā)送模塊。4、長待 機電池。溫度傳感器模塊檢測到現(xiàn)場的溫度數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)交由單片機處理，單片機通過 模擬轉(zhuǎn)數(shù)字?jǐn)?shù)字轉(zhuǎn)模擬的處理，最終驅(qū)動無線發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)無線發(fā)出。每只傳感器都帶 有一個id號，而此id號是有24位的字母、數(shù)字組成，可以實現(xiàn)無限的序號組合，即可 實現(xiàn)全球唯一 i d號；每只標(biāo)簽的id號與其所在的位置是相對應(yīng)的，這個可以在系統(tǒng)建 數(shù)據(jù)庫時，位置綁定在該id號的信息中。即當(dāng)系統(tǒng)讀取到序號為“1234567”的id號時, 系統(tǒng)即會知道該標(biāo)簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標(biāo)簽測量的數(shù)據(jù)較高時， 系統(tǒng)就會知道具體的位置。 此無線溫度傳感器的

12、傳輸距離可達(dá)120米。濕度傳感器：該傳感器采用3大模塊組成：1、濕度傳感器模塊，采用美國進(jìn)口的sht 11模擬頭，精度等級在土 3%rh； 2、單片機系統(tǒng)模塊；3、無線發(fā)送模塊。4、長待機 電池。濕度傳感器模塊檢測到現(xiàn)場的濕度數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)交rh單片機處理，單片機通過模 擬轉(zhuǎn)數(shù)字?jǐn)?shù)字轉(zhuǎn)模擬的處理，最終驅(qū)動無線發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)無線發(fā)出。每只傳感器都帶有 一個id號，而此id號是有24位的字母、數(shù)字組成，可以實現(xiàn)無限的序號組合，即可實 現(xiàn)全球唯一 id號；每只標(biāo)簽的id號與其所在的位置是相對應(yīng)的，這個可以在系統(tǒng)建數(shù)據(jù) 庫時，位置綁定在該id號的信息中。即當(dāng)系統(tǒng)讀取到序號為“1 234567”的id號

13、時，系 統(tǒng)即會知道該標(biāo)簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標(biāo)簽測量的數(shù)據(jù)較高時，系 統(tǒng)就會知道具體的位置。 此無線濕度傳感器的傳輸距離可達(dá)120米。光照度傳感器：該傳感器采用3大模塊組成：1、溫度傳感器，采用美國德州儀器的傳 感器，可測量020萬lu s； 2、單片機系統(tǒng)模塊；3、無線發(fā)送模塊。4、長待機電池。 光照度傳感器模塊檢測到現(xiàn)場的溫度數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)交由單片機處理，單片機直接將接受 到的傳感器數(shù)字信號處理，并驅(qū)動無線發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)無線發(fā)出。每只傳感器都帶有一個 id號，而此id號是有24位的字母、數(shù)字組成，可以實現(xiàn)無限的序號組合，即可實現(xiàn)全 球唯一 id號；每只標(biāo)簽的id號與其所在

14、的位置是相對應(yīng)的，這個可以在系統(tǒng)建數(shù)據(jù)庫時, 位置綁定在該id號的信息中。即當(dāng)系統(tǒng)讀取到序號為“1234567 ”的id號時，系統(tǒng)即會 知道該標(biāo)簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標(biāo)簽測量的數(shù)據(jù)較高時，系統(tǒng)就會 知道具體的位置。此無線光照度傳感器的傳輸距離可達(dá)120米。-co2傳感器：該傳感器采用美國（t elaire）公司產(chǎn)品，該傳感器采用紅外光譜形式， 0-200 0ppm的量程能滿足植物研究的所有需求。傳感器對科研型溫室高溫、高濕不敏感。 此傳感器采用有線傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應(yīng)的，這個可以在系統(tǒng)建數(shù)據(jù) 庫時，位置綁定在該id號的信息中。即當(dāng)系統(tǒng)讀取到序號為"

15、1234 567”的id號時，系 統(tǒng)即會知道該標(biāo)簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標(biāo)簽測量的數(shù)據(jù)較高時，系 統(tǒng) 就 會 知 道 具 體 的 位 置。雨量傳感器：本儀器反斗部件翻轉(zhuǎn)靈敏，性能穩(wěn)定，工作可靠。承雨口采用不銹鋼皮整 體沖拉而成，光潔度高，滯水產(chǎn)生的誤差小。儀器外殼用不銹鋼制成，防銹能力強，外觀 質(zhì)量佳。此傳感器采用有線傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應(yīng)的，這個可以在系 統(tǒng)建數(shù)據(jù)庫時，位置綁定在該id號的信息中。即當(dāng)系統(tǒng)讀取到序號為"1234567 ”的id 號時，系統(tǒng)即會知道該標(biāo)簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標(biāo)簽測量的數(shù)據(jù)較 高時，系統(tǒng)就會知道具體的位置

16、。降雨感知傳感器：探頭為美國德州儀器ti公司產(chǎn)品，主要用于探測是否有降雨，該產(chǎn) 品具有判斷降雨和結(jié)露的不同情況，具有工作可靠，價格便宜等特點。此傳感器采用有線 傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應(yīng)的，這個可以在系統(tǒng)建數(shù)據(jù)庫時，位置綁定在 該id號的信息中。即當(dāng)系統(tǒng)讀取到序號為"123 4567”的id號時，系統(tǒng)即會知道該標(biāo)簽 是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標(biāo)簽測量的數(shù)據(jù)較高時，系統(tǒng)就會知道具體的 位置。風(fēng)速風(fēng)向傳感器：風(fēng)速風(fēng)向傳感器”選用美國davis (戴維斯)公司產(chǎn)品(davis 6410)。 “風(fēng)速風(fēng)向傳感器”內(nèi)部裝有精密旋轉(zhuǎn)運動部件，這些機械部件的穩(wěn)定性非常好，能在

17、惡劣 環(huán)境下保持傳感器的測量精度。，外殼高強度特殊工程塑料具有極好的抗紫外老化作用。此傳感器采用有線傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應(yīng)的，這個可以在系統(tǒng)建數(shù)據(jù) 庫時，位置綁定在該id號的信息中。即當(dāng)系統(tǒng)讀取到序號為“1234567”的id號時，系 統(tǒng)即會知道該標(biāo)簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標(biāo)簽測量的數(shù)據(jù)較高時，系 統(tǒng) 就 會 知道 具 體 的 位 置。土壤濕度傳感器：采用水利部認(rèn)證傳感器，該傳感器采用先進(jìn)的“時域反射原理”，桿式設(shè) 計，感應(yīng)部分48cm,適用于測量任何類型土壤的體積含水量，測量精確，性能穩(wěn)定可靠, 此傳感器采用有線傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應(yīng)的，這個可

18、以在系統(tǒng)建數(shù)據(jù) 庫時，位置綁定在該id號的信息中。即當(dāng)系統(tǒng)讀取到序號為"123456 7”的id號時，系 統(tǒng)即會知道該標(biāo)簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標(biāo)簽測量的數(shù)據(jù)較高時，系 統(tǒng) 就會 知 道 具 體 的 位 置。水暖水溫傳感器與土壤溫度傳感器：采用美國dalais公司溫度傳感器，外套“密封不銹 鋼鎧甲”。特性：一致性好，精度高，密封性好，此傳感器采用有線傳輸。該只傳感器與其 所在的位置是相對應(yīng)的，這個可以在系統(tǒng)建數(shù)據(jù)庫時，位置綁定在該i d號的信息中。即 當(dāng)系統(tǒng)讀取到序號為“12 34567”的id號時，系統(tǒng)即會知道該標(biāo)簽是處于：第幾號溫室？ 那個位置段？，如該標(biāo)簽測量的

19、數(shù)據(jù)較高時，系統(tǒng)就會知道具體的位置。液面濕度傳感器:主要測量植物表面的葉面蒸發(fā)程度及植物表面的濕度情況，適用丁-高檔 花卉。例：一品紅，該系列傳感器適用于農(nóng)業(yè)、園林、氣象、壞保等領(lǐng)域?qū)囟群蜐穸鹊?測量，經(jīng)過絕緣封裝等加工工藝，對在高溫高濕等惡劣壞境中長期穩(wěn)定地工作。此傳感器 采用有線傳輸。該只傳感器與其所在的位置是相對應(yīng)的，這個可以在系統(tǒng)建數(shù)據(jù)庫時，位 置綁定在該id號的信息中。即當(dāng)系統(tǒng)讀取到序號為“1234567”的id號時，系統(tǒng)即會知 道該標(biāo)簽是處于：第幾號溫室？那個位置段？，如該標(biāo)簽測量的數(shù)據(jù)較高時，系統(tǒng)就會知 道具體的位置。以上的諸多品種傳感器，可直接安放在溫室內(nèi)，或溫室外。其中最為

20、常用的傳感器為溫度 傳感器、濕度傳感器、光照傳感器，在本系統(tǒng)中針對此3種傳感器，我們采用無線的傳輸 方式，用無線模塊將數(shù)據(jù)送至無線路市器。其他種類傳感器因考慮用量較少，用無線傳輸 方式成本較高，暫時用有線傳輸數(shù)據(jù)。4.3.2數(shù)據(jù)傳輸部分無線路由器：識讀標(biāo)簽；微波2.42.5ghz微波頻段；吊掛式或固定支架安裝，防塵 防水，與 標(biāo)簽的讀寫距離0300 米 。無線路由器的信號覆蓋到無線傳感器的接收范圍內(nèi)時，路由器即能采集到標(biāo)簽過來的數(shù)據(jù) 信息；因現(xiàn)場需要檢測不同位置的壞境，會安裝較多的傳感器，路由器接收的數(shù)據(jù)具備冗長性， 通過數(shù)據(jù)融合，將多個無線傳感器數(shù)據(jù)整理成更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，無線發(fā)送給協(xié)調(diào)器；路市

21、器除接收并發(fā)送無線傳感器的數(shù)據(jù)外，還可以作為其他路由器的上位路由，其他路市 可以借此路由進(jìn) 行與協(xié)調(diào)器的通訊 。無線協(xié)調(diào)器：識讀中繼器，接收中繼傳送過來的信息，并將數(shù)據(jù)用串口上傳工控機；識別 距離0300米可調(diào)；微波2.42.5 ghz頻段；吊掛式或固定支架安裝，工業(yè)r s485串口，防塵防水。協(xié)調(diào)器是最終連接電腦的設(shè)備，它前端采集路由數(shù)據(jù)，后端向電腦傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)現(xiàn)場數(shù)據(jù) 較大，較多時 ，亦不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)的擁 堵。4.3.3控制部分工控機：采用工業(yè)pc機，較強的功能與性能，具備工業(yè)級別的串口通訊、i/o 口輸入 輸出。內(nèi)置強大的軟件控制功能：穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集、基于實際應(yīng)用的數(shù)據(jù)分析、專家數(shù)據(jù)庫、精

22、 準(zhǔn)的控制邏輯。plc控制：采用西門子公司的s7系列plc；多路穩(wěn)定的i/o控制、工業(yè)級別的串口通電磁閥驅(qū)動控制現(xiàn)場執(zhí)行單元：內(nèi)遮陽，外遮陽，頂開窗，側(cè)開窗，濕簾外開窗，濕簾水泵，濕簾風(fēng)機,2組風(fēng)機，內(nèi)循壞風(fēng)機，補光燈，噴霧，微噴等設(shè)備。（甲方單獨配置）4.4 系統(tǒng)軟件本系統(tǒng)軟件著重分析了溫室中的：空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、光照度，4大參數(shù),這是溫室環(huán)境控制中最重要的4個參數(shù)。4.4 .1 空氣溫度控制4.4.1.1 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集在溫室內(nèi)安放多個無線傳感器，因傳感器無線發(fā)送數(shù)據(jù)，所以不用擔(dān)心布線的繁雜，可以 將傳感器安放在溫室內(nèi)的任何一個地方，并且可以隨意的調(diào)整位置。傳感器還內(nèi)存有id 號

23、，每個傳感器的id是全球唯一，是代表該傳感器的身份。傳感器安放好后，傳感器的 id號、采集的數(shù)據(jù)、所在位置等信息會一并的傳給路由。溫度管理一般把一天分為午前、午后、前半夜和后半夜4個時段來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。午前以 促進(jìn)光合作用、增加同化量為主；午后光合作用呈下降趨勢；日落后以促進(jìn)體內(nèi)同化物的 運轉(zhuǎn)；夜溫以抑制呼吸、減少消耗、增加積累； 傳感器內(nèi)置單片控制系統(tǒng)，因此可以設(shè)置傳感器檢測和外發(fā)數(shù)據(jù)的周期，就可以設(shè)置傳感器外發(fā)數(shù)據(jù)的周期為1次/小時、1次/ 分鐘、或1次/30秒等，一來可以根據(jù)現(xiàn)場的實際需求而定，二來可以為傳感器節(jié)省電能, 使用的時間更 長久。4.4.1.2 數(shù)據(jù)傳 輸傳感器將采集到的數(shù)據(jù)

24、無線發(fā)送給室內(nèi)的路由器，路由器接收并轉(zhuǎn)化傳感器的數(shù)據(jù)， 標(biāo)簽是利用電磁波形式傳遞數(shù)據(jù)，路由接收后，解調(diào)該數(shù)據(jù)。在同一時間會有多個標(biāo)簽向路由發(fā)送數(shù)據(jù)，路市會將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，整理成較精 準(zhǔn)的數(shù)據(jù)發(fā)出。如：路rh器除接收并發(fā)送無線傳感器的數(shù)據(jù)外,還可以作為其他路由器的上位路由，其他路由路由進(jìn)行與協(xié)調(diào)器的通協(xié)調(diào)器是最終連接電腦的設(shè)備，它前端采集路由數(shù)據(jù)，后端向電腦傳送數(shù)據(jù)。工業(yè) rs485 串口連接電腦，防塵防水。4.4.1.3控制時序a、溫度高于標(biāo)準(zhǔn)值：每種植物都有不同的溫度生長曲線，植物在不同的時間段都會 有不同的適宜生長溫度，如在每一天中，植物對于溫度的需求就有4種，這是因為其處于 不同

25、的時段，會有不同的轉(zhuǎn)化機能。當(dāng)溫室內(nèi)的空氣溫度高于標(biāo)準(zhǔn)值時，系統(tǒng)會自動比較 在某時段標(biāo)準(zhǔn)值與實際值的差異，進(jìn)而來控制不同設(shè)備進(jìn)行降溫。如：id號為“123456789”的傳感器，檢測到現(xiàn)場的溫度數(shù)據(jù)為35.4°c時， 數(shù)據(jù)經(jīng)由 無線路由，無線協(xié)調(diào)器，最終將數(shù)據(jù)上傳給工控機。系統(tǒng)為保證該溫度值不是瞬間的值，會在第一次接收到該i d號的數(shù)據(jù)后延時090秒, 再取值比較， 借以準(zhǔn)確的判斷該值是一個趨勢值。系統(tǒng)會調(diào)出在該段時間的標(biāo)準(zhǔn)值27°c,并與現(xiàn)場數(shù)據(jù)比對，判斷比現(xiàn)場的溫度高8.4°c, 即 會控 制 降 溫 設(shè) 備 開 啟。控制降溫設(shè)備的開啟順序：系統(tǒng)在一定的時間內(nèi)

26、（099秒可調(diào)）判斷當(dāng)前溫度值不能 降低到目標(biāo)值時，會順序開啟降溫設(shè)備；當(dāng)現(xiàn)場溫度與目標(biāo)溫度相差較大時，系統(tǒng)控制跳 躍 開啟 其 中 的 某 項 設(shè) 備。入天窗：分段開啟頂開窗系統(tǒng);通過室外口然溫室調(diào)整溫室內(nèi)的溫度，依此原理，直至頂開100%入側(cè)窗：再分段開啟側(cè)窗通風(fēng)系統(tǒng)；依此原理，直至側(cè)開窗系統(tǒng)為100%。入強制降溫過程：口然通風(fēng)不能降低溫室內(nèi)的溫度時，系統(tǒng)自動關(guān)閉自然通風(fēng)相關(guān)設(shè)備, 采用強制通風(fēng)的方式來控制室內(nèi)溫度。延時后，關(guān)閉天窗，其次關(guān)閉側(cè)窗。濕簾外翻窗:開啟 濕簾夕卜翻窗 。九組 風(fēng)機 ：開 啟第 - 組 風(fēng)機0x濕簾水泵:開啟濕簾水泵ox二組風(fēng)機:開 啟第二組風(fēng)機o入循環(huán)風(fēng)機：在一

27、定的時間內(nèi)判斷當(dāng)溫室內(nèi)的溫室不均勻時，開啟循壞風(fēng)機。九 噴林或噴霧：開啟屋頂 噴淋系統(tǒng)。九報警：判斷溫度降不到冃標(biāo)值，則計算機會開啟溫度過高報警，提示用戶需增加降溫設(shè)備。系統(tǒng)會時時檢測現(xiàn)場溫度，當(dāng)現(xiàn)場溫度趨于冃標(biāo)溫度時，系統(tǒng)即關(guān)閉降溫設(shè)備。b 、 溫 度 低 于 標(biāo) 準(zhǔn)值：如：id號為“123456789”的傳感器，檢測到現(xiàn)場的溫度數(shù)據(jù)為20°c時， 數(shù)據(jù)經(jīng)由無 線路由，無線協(xié)調(diào)器，最終將數(shù)據(jù)上傳給工控機 o系統(tǒng)為保證該溫度值不是瞬間的值，會在第一次接收到該id號的數(shù)據(jù)后延時090秒, 再取值比較，借以準(zhǔn)確的判斷該值是一個趨勢值。系統(tǒng)會調(diào)出在該段時間的標(biāo)準(zhǔn)值2 7°c,并與

28、現(xiàn)場數(shù)據(jù)比對，判斷比現(xiàn)場的溫度低7°c, 即 會 控 制 升 溫設(shè) 備 開 啟。控制升溫設(shè)備的開啟順序：系統(tǒng)在一定的時間內(nèi)（099秒可調(diào)）判斷當(dāng)前溫度值不能 升溫到冃標(biāo)值時，會順序開啟升溫設(shè)備；當(dāng)現(xiàn)場溫度與目標(biāo)溫度相差較大時，系統(tǒng)控制跳躍 開 啟 其 中 的某 項 設(shè) 備。入內(nèi)遮陽保溫幕：拉下內(nèi)遮陽保溫幕，不使室內(nèi)溫度外泄。 九外遮陽幕：若外界光照較強，可打開外遮陽幕，通過光照升溫。 入熱風(fēng)爐、水曖空調(diào)、曖氣：打開加熱裝置，是室內(nèi)溫度升溫。 入報警：判斷溫度降不到目標(biāo)值，則計算機會開啟溫度過高報警，提示用戶需增加降溫設(shè)備。系統(tǒng)會時時檢測現(xiàn)場溫度，當(dāng)現(xiàn)場溫度趨于目標(biāo)溫度時，系統(tǒng)即關(guān)閉升

29、溫設(shè)備。4.4 .2 空氣濕度控制4.4.2.1 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集在溫室內(nèi)安放多個無線傳感器，因傳感器無線發(fā)送數(shù)據(jù)，所以不用擔(dān)心布線的繁雜，可以 將傳感器安放在溫室內(nèi)的任何一個地方，并且可以隨意的調(diào)整位置。傳感器還內(nèi)存有id 號，每個傳感器的id是全球唯一，是代表該傳感器的身份。傳感器安放好后，傳感器的 id號、采集的數(shù)據(jù)、所在位置等信息會一并的傳給路由。濕度傳感器內(nèi)置單片控制系統(tǒng)，因此可以設(shè)置傳感器檢測和外發(fā)數(shù)據(jù)的周期，就可以設(shè)置 傳感器外發(fā)數(shù)據(jù)的周期為1次/小時、1次/分鐘、或1次/30秒等，一來可以根據(jù)現(xiàn)場的 實際需求而定，二來可以為傳感器節(jié)省電能，使用的時間更長久。 4.4.2.2數(shù)據(jù)傳輸

30、傳感器將采集到的數(shù)據(jù)無線發(fā)送給室內(nèi)的路由器，路由器接收并轉(zhuǎn)化傳感器的數(shù)據(jù)，標(biāo)簽 是利 用電磁波形式傳遞數(shù)據(jù)，路由接收后，解調(diào)該 數(shù)據(jù)。在同一時間會有多個標(biāo)簽向路由發(fā)送數(shù)據(jù)，路由會將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，整理成較精 準(zhǔn)的數(shù)據(jù)發(fā)出。如：路由器除接收并發(fā)送無線傳感器的數(shù)據(jù)外，還可以作為其他路市器的上位路由，其他路由可以借 此路由進(jìn)行與協(xié)調(diào)器的 通訊。如圖協(xié)調(diào)器是最終連接電腦的設(shè)備，它前端采集路由數(shù)據(jù)，后端向電腦傳送數(shù)據(jù)。工業(yè)rs485 串口連接電腦，防塵 防水。4.4.2.3 控制時 序a濕 度 高 于 標(biāo) 準(zhǔn) 值：如：id號為“123 456789”的傳感器，檢測到現(xiàn)場的濕度數(shù)據(jù)為80%rh時，數(shù)

31、據(jù)經(jīng)市 無線路由，無線協(xié)調(diào)器，最終將數(shù)據(jù)上傳給工控機。系統(tǒng)為保證該濕度值不是瞬間的值，會在第一次接收到該id號的數(shù)據(jù)后延時090秒, 再取值比較，借以準(zhǔn)確的判 斷該值是一個趨勢值。系統(tǒng)會調(diào)出在該段時間的標(biāo)準(zhǔn)值65%rh ,并與現(xiàn)場數(shù)據(jù)比對，判斷比現(xiàn)場的溫度高1 5%rh , 即 會 控 制 除濕 設(shè) 備 開 啟。控制除濕設(shè)備的開啟順序：系統(tǒng)在一定的時間內(nèi)（099秒可調(diào)）判斷當(dāng)前濕度值不能 降低到目標(biāo)值時，會順序開啟除濕設(shè)備；當(dāng)現(xiàn)場濕度與目標(biāo)濕度相差較大時，系統(tǒng)控制跳 躍 開 啟 其 中的 某 項 設(shè) 備。九側(cè)窗：分段開啟側(cè)窗通風(fēng)系統(tǒng)，進(jìn)行除濕，依此原理，直至側(cè)開窗系統(tǒng)為100%。入除濕機 控制

32、：開啟除濕機進(jìn)行 除濕 。入報警：判斷溫度降不到冃標(biāo)值，則計算機會開啟濕度過高報警，提示用戶需增加除濕設(shè) 備。系統(tǒng)會時時檢測現(xiàn)場濕度，當(dāng)現(xiàn)場濕度趨于冃標(biāo)溫度時，系統(tǒng)即關(guān)閉除濕設(shè)備。b、濕度低于標(biāo)準(zhǔn)值：如：id號為“1 23456789”的傳感器，檢測到現(xiàn)場的濕度數(shù)據(jù)為40%rh時，數(shù)據(jù)經(jīng)市 無線路由，無線協(xié)調(diào)器，最終將數(shù)據(jù)上傳給工控機。系統(tǒng)為保證該濕度值不是瞬間的值，會在第一次接收到該id號的數(shù)據(jù)后延時090 秒，再取值比較，借以準(zhǔn)確的判斷該值是一個趨勢值。系統(tǒng)會調(diào)出在該段時間的標(biāo)準(zhǔn)值65%rh,并與現(xiàn)場數(shù)據(jù)比對，判斷比現(xiàn)場的溫度低 15%rh, 即 會 控制 加 濕 設(shè) 備 開 啟。控制加濕

33、設(shè)備的開啟順序：系統(tǒng)在一定的時間內(nèi)（099秒可調(diào)）判斷當(dāng)前濕度值不能 升到到目標(biāo)值時，會順序開啟加濕設(shè)備；當(dāng)現(xiàn)場濕度與目標(biāo)濕度相差較大時，系統(tǒng)控制跳 躍 開 啟其 中 的 某 項 設(shè) 備。九加濕機控制：開啟加濕機進(jìn)行加濕。需設(shè)置相應(yīng)的冃標(biāo)值，系統(tǒng)就會自動運行。判斷時 間保證了不是判斷瞬間濕度值的超標(biāo)，而是判斷濕度度整體趨勢的變化；在一定的時間內(nèi) 濕度值都超標(biāo)，才啟動控制條件。穩(wěn)定判斷時間保證溫室設(shè)備啟動后，不判斷瞬間達(dá)到冃 標(biāo)值，而是穩(wěn)定一段時間后才判斷。避免了控制條件很快反復(fù)上升；也避免設(shè)備電機頻繁 啟 動， 從 而更 好 的 保 擴| 電 機.入報警：判斷溫度降不到目標(biāo)值，則計算機會開啟濕

34、度過高報警，提示用戶需增加除濕設(shè) 備。系統(tǒng)會時時檢測現(xiàn)場濕度，當(dāng)現(xiàn)場濕度趨丁-目標(biāo)溫度時，系統(tǒng)即關(guān)閉加濕設(shè)備。4.4.3 土壤溫度控制4.4.3.1 現(xiàn)場數(shù)據(jù) 采集在溫室內(nèi)安放多個有線傳感器，傳感器時時的通過線纜向電腦發(fā)送數(shù)據(jù)。4.4.3.2控制時序土 壤 溫 度低 于 標(biāo) 準(zhǔn) 值：該傳感器是數(shù)字傳感器，內(nèi)存有099的id號，現(xiàn)場變送出數(shù)字信號傳送給電腦?，F(xiàn) 場的溫度數(shù)據(jù)為15°c時，系統(tǒng)為保證該濕度值不是瞬間的值，會在第一次接收到該id號的數(shù)據(jù)后延時090秒，再取值比較，借以準(zhǔn)確的判斷該值是一個趨勢值。系統(tǒng)會調(diào)出在該段時間的標(biāo)準(zhǔn)值25°c,并與現(xiàn)場數(shù)據(jù)比對，判斷比現(xiàn)場的溫

35、度低10 °c, 即 會 控 制 升 溫 設(shè) 備開 啟?？刂粕郎卦O(shè)備的開啟順序：系統(tǒng)在一定的時間內(nèi)（099秒可調(diào)）判斷當(dāng)前濕度值不能 提高到目標(biāo)值時，會順序開啟升溫設(shè)備；當(dāng)現(xiàn)場溫度與目標(biāo)溫度相差較大時，系統(tǒng)控制跳 躍 開 啟 其 中 的 某 項設(shè) 備。九內(nèi)遮陽保溫幕：拉下內(nèi)遮陽保溫幕，不使室內(nèi)溫度外泄。入外遮陽幕：若外界光照較強，可打開外遮陽幕，通過光照升溫。x熱風(fēng)爐、水曖空調(diào)、曖氣：打開加熱裝置，是室內(nèi)溫度升溫。入報警：判斷溫度升不到冃標(biāo)值，則計算機會開啟溫度過低報警，提示用戶需增加升溫設(shè) 備。系統(tǒng)會時時檢測現(xiàn)場溫度，當(dāng)現(xiàn)場溫度趨于fi標(biāo)溫度時，系統(tǒng)即關(guān)閉升溫設(shè)備。4.4.4 光照

36、度控制4.4.4.1 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集在溫室內(nèi)安放多個無線光照傳感器，因傳感器無線發(fā)送數(shù)據(jù)，所以不用擔(dān)心布線的繁雜， 可以將傳感器安放在溫室內(nèi)的任何一個地方，并且可以隨意的調(diào)整位置。傳感器還內(nèi)存有 id號，每個傳感器的id是全球唯一，是代表該傳感器的身份。傳感器安放好后，傳感器 的id號、采集的數(shù)據(jù)、所在位置等信息會一并的傳給路由。傳感器內(nèi)置單片控制系統(tǒng)，因此可以設(shè)置傳感器檢測和外發(fā)數(shù)據(jù)的周期，就對以設(shè)置傳感 器外發(fā)數(shù)據(jù)的周期為1次/小時、1次/分鐘、或1次/3 0秒等，一來可以根據(jù)現(xiàn)場的實際 需求而定，二來可以為傳感器節(jié)省電能，使用的時間更長久。4 .4.4.2數(shù)據(jù)傳輸傳感器將采集到的數(shù)據(jù)無線發(fā)

37、送給室內(nèi)的路由器，路由器接收并轉(zhuǎn)化傳感器的數(shù)據(jù)，傳感 器是利用電磁波形式傳遞數(shù)據(jù)，路由接收后，解調(diào)該數(shù)據(jù)。在同一時間會有多個標(biāo)簽向路由發(fā)送數(shù)據(jù)，路市會將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，整理成較精 準(zhǔn)的數(shù)據(jù)發(fā)出。如：路市器除接收并發(fā)送無線傳感器的數(shù)據(jù)外, 可以借此 路由進(jìn)行與還可以作為其他路由器的上位路由，其他路由 協(xié)調(diào)器的通 訊。如圖：協(xié)調(diào)器是最終連接電腦的設(shè)備，它前端采集路市數(shù)據(jù)，后端向電腦傳送數(shù)據(jù)。工業(yè)rs485 串口連接電腦，防塵防水。4.4.4.3 控制時序光照度低于標(biāo)準(zhǔn)值：每種植物都有不同的溫度生長曲線，植物在不同的時間段都會有不同 的適宜生長光照度，如在每一天中，植物對于光照度的需求就有多種，這是因為其處于不 同的時段，會有不同的轉(zhuǎn)化機能。當(dāng)溫室內(nèi)的光照度高于標(biāo)準(zhǔn)值時，系統(tǒng)會口動比較在某 時段標(biāo)準(zhǔn)值 與實際值的差異，進(jìn)而 來控制不同設(shè)備進(jìn)行調(diào) 整。如：id號為“123456789”的傳感器，檢測到現(xiàn)場的光照度數(shù)據(jù)為5