智能溫室解決方案2012.2.24

1、項目解決方案智能溫室大棚自動監(jiān)控系統(tǒng)O哈爾濱凱納科技股份有限公司2012年2月24日目錄1. 概述12. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)13. 監(jiān)測內(nèi)容及控制方式53.1. 控制模式及控制效果532數(shù)據(jù)采集63.2.1. 溫度監(jiān)測及控制 63.2.2. 濕度監(jiān)測及控制 83.2.3. 光照監(jiān)測及控制93.2.4. CO2、。2濃度監(jiān)測及控制 103.3. 設(shè)備監(jiān)測與控制 123.3.1. 灌溉及噴藥施肥控制 123.3.2. 分塊控制123.3.3. 報警控制133.3.4. 節(jié)點故障通知133.3.5. 備用冗余功能143.3.6. 自定義控制模式 143.3.7. 生長記錄儀、視頻監(jiān)控及工作視頻記錄儀 143.

2、4. 數(shù)據(jù)平臺153.4.1. 空間數(shù)據(jù)場153.4.2. 歷史數(shù)據(jù)分析 163.4.3. 閾值報警16344.遠(yuǎn)程控制163.5. 監(jiān)控終端174. 擴(kuò)展解決方案184.1. 室外氣候監(jiān)測184.2. 特殊植物光照生長環(huán)境模擬 194.3. 播放音樂控制19優(yōu)化控制系統(tǒng)19iiC哈爾濱凱納科技股份有限公司解決方案：智能溫室大棚自動監(jiān)控系統(tǒng)1. 概述隨著我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，全國各地根據(jù)需要普遍建設(shè)了日 光溫室和塑料大棚為農(nóng)作物創(chuàng)造良好的生長環(huán)境。而現(xiàn)有的大多數(shù)溫 室大棚的檢測與控制都采用人工管理，存在測控精度低、勞動強(qiáng)度大 等弊端，增加了成本浪費資源，且難達(dá)到預(yù)期效果。因此，科學(xué)合理 地調(diào)

3、節(jié)溫室大棚內(nèi)溫度、濕度及二氧化碳的含量，促使溫室大棚內(nèi)形 成有利于蔬菜，水果生長的環(huán)境，確保溫室大棚內(nèi)的蔬菜和水果早熟、 優(yōu)質(zhì)和高效益產(chǎn)出。通過設(shè)計智能溫室自動監(jiān)控系統(tǒng)可以對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的一些重要參數(shù)進(jìn)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。使用自動化監(jiān)控調(diào)節(jié)溫室大棚內(nèi)溫度、 濕度與二氧 化碳含量等參數(shù)，為溫室大棚內(nèi)的蔬菜和水果的生長創(chuàng)造最優(yōu)良的環(huán) 境，最終提高生產(chǎn)效率增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。而且在 自動化生產(chǎn)過程中有效控制環(huán)境不僅能生產(chǎn)出高效益的作物，還能為工作人員提供安全、舒適的工作環(huán)境。2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能溫室大棚控制系統(tǒng)是針對溫室大棚正常有效運(yùn)轉(zhuǎn)的

4、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)計一套具有高可靠性、安全性、可擴(kuò)展性的軟硬件系統(tǒng)。 分為上段中控平臺和下端控制節(jié)點。iC哈爾濱凱納科技股份有限公司解決方案：智能溫室大棚自動監(jiān)控系統(tǒng)上端中控平臺有多種選擇，可選用凱納物聯(lián)網(wǎng)感知應(yīng)用平臺或者 是為客戶專門定制的操作監(jiān)測平臺。平臺可實現(xiàn)監(jiān)測、查詢、運(yùn)算、 建模、統(tǒng)計、控制、存儲、分析、報警等多項功能。目前此平臺已經(jīng) 具有國際同類產(chǎn)品的所有功能， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越國內(nèi)同類產(chǎn)品。下端控制節(jié) 點與上端平臺通過有線或無線方式連接在一起，下端結(jié)構(gòu)可獨立運(yùn) 行。下端節(jié)點連接所有的傳感器，根據(jù)傳感器的返回值計算，構(gòu)造適 合

5、植物生長的模型。智能溫室大棚控制系統(tǒng)組成：計量儀表：使用終端傳感器測量溫度、濕度、設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)通過 數(shù)據(jù)線傳送給數(shù)據(jù)采集儀數(shù)據(jù)采集儀數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)算、控制、存儲、發(fā)送功能，溫度、濕度的限制 控制，異常報警等。3G無線網(wǎng)絡(luò)通過3G無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸功能。數(shù)據(jù)平臺遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收、顯示、查詢、統(tǒng)計、報表打印、歷史數(shù)據(jù)分析、 閾值報警、發(fā)布遠(yuǎn)程控制命令。監(jiān)控終端工作人員通過終端或3G手機(jī)可實時對溫室大棚的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行 查看以及下發(fā)命令控制設(shè)備。4C哈爾濱凱納科技股份有限公司解決方案：智能溫室大棚自動監(jiān)控系統(tǒng)5C哈爾濱凱納科技股份有限公司解決方案：智能溫室大棚自動監(jiān)控系統(tǒng)控制器機(jī)冗余S

6、|rd 訊數(shù)據(jù)采集控制儀通 向雙-數(shù)據(jù)采集控制儀苗I光感1丿為傳感器濕度q溫度傳感rJm | L2LILZJI控制器傳感円控制器控制器C02傳感器控制器02傳感器 I視頻 監(jiān)控 系統(tǒng)系統(tǒng)T系統(tǒng)系統(tǒng)斷系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)|噴水灌溉農(nóng)藥噴灑報警控制環(huán)境模擬節(jié)點-障自1生長記錄語音系統(tǒng)音樂播放系統(tǒng)用戶自定義系統(tǒng)II、溫控系統(tǒng)"加濕系統(tǒng)"光照系統(tǒng)COt生儀I0發(fā)生儀1圖2下端控制節(jié)點6匕 哈爾濱凱納科技股份有限公司解決方案：智能溫室大棚自動監(jiān)控系統(tǒng)3. 監(jiān)測內(nèi)容及控制方式在溫室大棚內(nèi)實現(xiàn)自動信息檢測與控制，通過配備無線傳感節(jié)點，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

7、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、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可 以選配，如土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負(fù)責(zé)接收無線 傳感匯聚節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲、顯示和數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)所有溫室大 棚檢測點信息的獲取、管理、動態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲 線的方式顯示給用戶，根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報警信息和 短信報警信息，并根據(jù)以上各類信息的反饋進(jìn)行自動灌溉、自動施肥、 自動噴灑農(nóng)藥。3.1. 控制模式及控制效果智能溫室大棚監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)全自動監(jiān)測及控制和全手動監(jiān) 測及控制，除了可以根據(jù)客戶需要實現(xiàn)局部手動控制結(jié)合整體自動控 制的生物模

8、擬技術(shù)模擬出最適合棚內(nèi)植物生長的環(huán)境以外，還可以通過控制棚內(nèi)溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤環(huán)境、光照強(qiáng)度及光照 波長來模擬出最適合相應(yīng)植物的生長環(huán)境模型，從而提高作物的品質(zhì)及產(chǎn)量，縮短植物的生長周期。整套系統(tǒng)可以通過上位機(jī)進(jìn)行手動控制與自動控制進(jìn)行切換，也可以在下端控制終端節(jié)點上進(jìn)行自動和手動控制方式的切換。在中控 的上位機(jī)或者是下端控制終端節(jié)點的控制終端上進(jìn)行手動控制進(jìn)行對任何一個節(jié)點上的外圍電氣設(shè)備進(jìn)行手動控制、狀態(tài)查詢、輸出模 擬調(diào)節(jié)。這樣既方便管理者全局調(diào)配管理及統(tǒng)計工作又可以讓生產(chǎn)人 員對現(xiàn)場情況做出第一時間的適當(dāng)操作。32數(shù)據(jù)采集321. 溫度監(jiān)測及控制通過整體和局部的溫度監(jiān)測和溫

9、度控制模型，分別對室外溫度、室內(nèi)空氣溫度、地表溫度、土壤溫度數(shù)據(jù)的分析、監(jiān)測和比對。通過模型計算，采用室外室內(nèi)結(jié)合，上中下全立體的控制計算模型，制造出最適宜植物生長的模擬生物環(huán)境。具體功能方法如下（1）室外空氣溫度與室內(nèi)空氣溫度監(jiān)測通過溫度傳感器監(jiān)測棚外溫度與棚內(nèi)指定區(qū)域的空氣環(huán)境溫度，通過現(xiàn)場儀表、顯示單元或中控顯示單元顯示數(shù)據(jù)。 并對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，分析計算等功能。（2）室內(nèi)溫度控制根據(jù)室內(nèi)溫度傳感器的返回值，再根據(jù)預(yù)先設(shè)定區(qū)域的溫度值（土壤、地表、空氣），通過變頻加熱設(shè)備對局部或整體的空氣溫度 進(jìn)行PID控制調(diào)節(jié)，從而節(jié)省加熱能源。并可對局部進(jìn)行適應(yīng)相應(yīng)植 物的生長環(huán)境溫度。還可根據(jù)現(xiàn)場要

10、求進(jìn)行手動控制加熱。（3）地表溫度監(jiān)測根據(jù)特殊位置的高精度傳感器對地表溫度進(jìn)行測量，并將返回測量值通過控制節(jié)點傳至控制器及中控上位機(jī)顯示出來。并將數(shù)據(jù)存 儲，參與數(shù)據(jù)計算及歷史分析。（4）土壤溫度通過埋設(shè)在土壤中不同深度的特殊溫度傳感器、溫度傳感變送器來監(jiān)測土壤的溫度。下端控制設(shè)備節(jié)點將根據(jù)土壤溫度的數(shù)值進(jìn)行 計算。將土壤溫度數(shù)據(jù)在下端設(shè)備上顯示出來并上傳至上位機(jī)存儲， 并為管理者提供相應(yīng)的決策數(shù)據(jù)支持。圖3溫度傳感器目前，溫室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)和控制包括加溫、降溫和保溫三個方面。 加溫有熱風(fēng)采暖系統(tǒng)、熱水采暖系統(tǒng)、土壤加溫三種形式。降溫包括 遮光降溫法、屋面流水降溫法、蒸發(fā)冷卻法及強(qiáng)制通風(fēng)法。保溫

11、包括 減少貫流放熱和通風(fēng)換氣量、 增大保溫比、增大地表熱流量?？諝鉂?度的調(diào)控，主要是防止作物沾濕和降低空氣濕度兩個直接目的。除濕的方法有通風(fēng)換氣、加溫除濕、適當(dāng)?shù)乜刂乒嗨?、使用除濕型熱?換通風(fēng)裝置。加濕的方法包括噴霧加濕、濕簾加濕、溫室內(nèi)頂部安裝噴霧系統(tǒng)等。具體使用方法依據(jù)溫室大棚的具體情況而定。322. 濕度監(jiān)測及控制通過整體和局部的濕度監(jiān)測和環(huán)境濕度控制模型，分別對室外濕 度、室內(nèi)空氣濕度、地表濕度、土壤濕度數(shù)據(jù)的分析、監(jiān)測和比對。 通過模型計算，采用室外室內(nèi)結(jié)合，上中下全立體的控制計算模型， 制造出最適宜植物生長的模擬生物濕度生長環(huán)境。具體功能方法如下（1）室外空氣濕度與室內(nèi)空氣濕

12、度監(jiān)測與比對通過濕度傳感器監(jiān)測棚外溫度與棚內(nèi)指定區(qū)域的空氣環(huán)境濕度， 通過現(xiàn)場儀表、顯示單元或中控顯示單元顯示數(shù)據(jù)。 并對數(shù)據(jù)進(jìn)行存 儲、分析計算、比對等功能。（2）室內(nèi)濕度控制根據(jù)室內(nèi)濕度傳感器的返回值，再根據(jù)預(yù)先設(shè)定區(qū)域的濕度值（土壤、地表、空氣），通過變頻噴水或加濕設(shè)備對局部或整體的空 氣濕度進(jìn)行PID自適應(yīng)控制調(diào)節(jié)，從而節(jié)省水資源。并可對局部進(jìn)行 適應(yīng)相應(yīng)植物的生長環(huán)境濕度。還可根據(jù)現(xiàn)場要求進(jìn)行手動控制加 濕。（3）地表濕度監(jiān)測根據(jù)特殊位置的高精度傳感器對地表濕度進(jìn)行測量，并將返回測量值通過控制節(jié)點傳至控制器及中控上位機(jī)顯示出來。并將數(shù)據(jù)存 儲，參與數(shù)據(jù)計算及歷史分析。（4）土壤濕度通

13、過埋設(shè)在土壤中不同深度的特殊溫度傳感器、溫度傳感變送器來監(jiān)測土壤的溫度。下端控制設(shè)備節(jié)點將根據(jù)土壤溫度的數(shù)值進(jìn)行計 算。將土壤溫度數(shù)據(jù)在下端設(shè)備上顯示出來并上傳至上位機(jī)存儲，并為管理者提供相應(yīng)的決策數(shù)據(jù)支持?？紤]到不同地區(qū)土壤成分的多樣化，其中不乏存在酸性物質(zhì)等， 土壤溫度濕度傳感器本身外殼需要采用耐腐蝕材料，適用于各類土壤 水分的測量，保證性能穩(wěn)定可靠性高。同時還可以根據(jù)實際需要配置 相應(yīng)的土壤檢測儀器用以檢測溫室大棚內(nèi)土壤情況，并提示工作人員做出相應(yīng)調(diào)節(jié)。323. 光照監(jiān)測及控制溫室大棚內(nèi)的綠色植物進(jìn)行光合作用總是依賴著光照，除了自然光照射外可以設(shè)置人工光源照射以促進(jìn)溫室大棚內(nèi)植物生長。然

14、而吸取過多的陽光，對某些特定的作物卻不一定都是有利的， 因此需要 根據(jù)溫室大棚內(nèi)光照強(qiáng)度開啟或調(diào)節(jié)人工光源， 為植物提供適宜的光 照。通過光感和光敏傳感器監(jiān)測室內(nèi)外的關(guān)照強(qiáng)度， 通過對比計算室 內(nèi)外的透光度和需要的光照強(qiáng)度。 可以通過中控的上位機(jī)和下位機(jī)實 現(xiàn)全自動控制光照設(shè)備的光照調(diào)節(jié)。 也可以通過下端節(jié)點和上位機(jī)實 現(xiàn)本地或遠(yuǎn)端手動控制。圖4光照強(qiáng)度傳感器根據(jù)溫室大棚里采用對弱光有較高靈敏度的光伏探測器作為傳 感器，隨時監(jiān)測記錄溫室大棚內(nèi)光線的強(qiáng)度， 可以直接與相關(guān)的補(bǔ)光 系統(tǒng)、遮陽系統(tǒng)等設(shè)備相連，在有需要時，自動打開相關(guān)設(shè)備。 通過 無線傳輸技術(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

15、員做出 相應(yīng)控制，為植物生長提供完美的光照環(huán)境。324. CO2、。2濃度監(jiān)測及控制利用二氧化碳和氧氣含量分析設(shè)備，分析棚內(nèi)空間環(huán)境內(nèi)的二氧 化碳含量和氧氣含量，并根據(jù)預(yù)設(shè)值可以通過氧氣發(fā)生裝置和二氧化 碳發(fā)生裝置來進(jìn)行二氧化碳和氧氣的補(bǔ)充。也可通過手動方式進(jìn)行濃 度調(diào)節(jié)，為了安全方面的考慮，兩種氣體含量都有上限的濃度值設(shè)定， 當(dāng)超過濃度值時，自動停止補(bǔ)充操作。此時會鎖死兩種補(bǔ)充操作，直 到含量低于上限值才可恢復(fù)補(bǔ)充操作。植物通過吸收CC2完成光合作用，進(jìn)行新陳代謝產(chǎn)生養(yǎng)分，而空 氣中過多的CC2含量卻反而會抑制作物的生長。通過控制溫室大棚中 的CC2濃度可以有效控制植物的光合作用，通過隨時監(jiān)

16、測空氣中二氧化碳的濃度，確保為植物生長提供最佳的生長環(huán)境圖5 C02濃度傳感器在溫室大棚內(nèi)部署二氧化碳濃度傳感器， 實時監(jiān)測溫室中二氧化 碳濃度，根據(jù)二氧化碳濃度數(shù)值自動控制相關(guān)設(shè)備運(yùn)行， 使二氧化碳 濃度控制在作物生長適宜的濕度范圍內(nèi)。無線二氧化碳傳感器檢測空氣中二氧化碳濃度，當(dāng)濃度超過系統(tǒng)設(shè)定闕值范圍，通過無線傳輸技術(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)控制。也可以設(shè)置自動打開與之相連的通風(fēng) 設(shè)備，也可增加對作物的光照，使之進(jìn)行更多的光和作用，從而減少 二氧化碳的濃度，為植物生長提供良好的空氣含量。13匕 哈爾濱凱納科技股份有限公司解決方案：智能溫室大棚自動監(jiān)控系統(tǒng)33設(shè)

17、備監(jiān)測與控制331.灌溉及噴藥施肥控制水灌溉與液體藥物噴灑采用一套管線系統(tǒng)，可以通過自動和手動兩種方式進(jìn)行兩種操作。水灌溉和藥物噴灑可以遵照客戶自定義的要 求進(jìn)行實施，也可以進(jìn)行臨時和特殊的操作。（1）水灌溉可以依照溫度濕度和其他參數(shù)，或者根據(jù)植物生長模型對灌溉設(shè) 備進(jìn)行開關(guān)控制或者進(jìn)行精準(zhǔn)的變頻控制、高速計數(shù)控制（可以是灌溉精度達(dá)到1毫升/每小時精度級別）等高效且精準(zhǔn)的灌溉控制方案。 也可以通過本地或者遠(yuǎn)程對棚內(nèi)整體或者局部進(jìn)行灌溉。監(jiān)測設(shè)備可以將根據(jù)水流量等技術(shù)參數(shù)計算出實際的灌溉用水量。達(dá)到節(jié)能控制與精確控制的完美結(jié)合。（2）藥物噴灑農(nóng)藥噴灑采用的管線與水灌溉系統(tǒng)是同一套管線，下端控制節(jié)

18、點通過互鎖的電氣連接來控制水灌溉和藥物噴灑使藥物和灌溉水不混 合。通過上位機(jī)和下端節(jié)點遠(yuǎn)程控制監(jiān)測和實現(xiàn)本地控制監(jiān)測?？刂乒?jié)點和上位機(jī)可以通過用戶設(shè)定或模型設(shè)定配比農(nóng)藥濃度和噴灑頻 率，也可實現(xiàn)手動配比和手動噴灑。3.3.2.分塊控制實現(xiàn)同一個棚內(nèi)劃區(qū)域管理， 不同區(qū)域種植不同作物的要求， 整套系統(tǒng)可以實現(xiàn)每個控制節(jié)點實現(xiàn) 2-4個區(qū)域控制區(qū)域劃分。每個區(qū) 域有自己獨立的控制模型來適應(yīng)不同的作物。即可以實現(xiàn)每個種植區(qū)不同溫度，不同濕度，不同氣體配置等環(huán)境技術(shù)指標(biāo)。可根據(jù)用戶需 要即可以將整個大棚變成一個整體，也可分成多個區(qū)域來進(jìn)行種植。 這樣可以實現(xiàn)多環(huán)境作物同時培育，也方便一些科研實驗的多環(huán)

19、境任 務(wù)要求。對于用戶來說可以通過上位機(jī)來監(jiān)測、查詢各分塊數(shù)據(jù)，也 可以對個分塊進(jìn)行單獨控制和整體協(xié)調(diào)控制?，F(xiàn)場工人和實施人員還 可以通過下端節(jié)點對各自的控制區(qū)域?qū)崿F(xiàn)手動控制。333.報警控制根據(jù)用戶對種植作物特性的需要，設(shè)定一些環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行上限和 下限報警設(shè)定等功能。比如大棚溫度應(yīng)在30-15攝氏度之間，咼于低 于這個溫度范圍都會產(chǎn)生報警信息，這個信息將在上位機(jī)以文字或圖 像等和下位終端聲光或文字顯示出來，并且將此信息存儲起來為管理 者的決策作為支持?jǐn)?shù)據(jù)。3.3.4.節(jié)點故障通知當(dāng)下段設(shè)備出現(xiàn)故障時，必然會一定程度上的影響生產(chǎn)。為了快 速的響應(yīng)故障及時解決故障，設(shè)備設(shè)有故障節(jié)點監(jiān)測檢測功能。

20、當(dāng)設(shè) 備出現(xiàn)故障時可以及時通過上端平臺通知管理者， 還可以通過短信的 形式將故障或者是報警信息以短信息的形式傳送至維修人員及管理例如：來自：10042000大棚1號區(qū)域加熱設(shè)備異常，1號區(qū)域溫度低于下限溫 度，請檢查您的設(shè)備。報警時間：2011年3月1日17:25報警級別：高級335.備用冗余功能為了避免設(shè)備故障及異常帶來的不必要環(huán)境變化， 影響作物的生 長。設(shè)備可進(jìn)行擴(kuò)展冗余，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，輔助設(shè)備進(jìn)行0切換。 從而實現(xiàn)連續(xù)無故障運(yùn)行，并對故障進(jìn)行報警處理。增加系統(tǒng)穩(wěn)定性 和可靠性。3.3.6. 自定義控制模式可以根據(jù)具體溫室大棚的控制和監(jiān)測需要， 定制一些非標(biāo)的監(jiān)測 項目及控制內(nèi)容。該

21、項目可以使模擬信號、 數(shù)字信號、開關(guān)信號、頻 率信號等監(jiān)測和控制。3.3.7. 生長記錄儀、視頻監(jiān)控及工作視頻記錄儀通過定時采集植物的圖像記錄整個作物從發(fā)芽到采摘的整個過 程，并將這些圖片及數(shù)據(jù)存儲起來，為日后使用。通過不同位置的攝像頭來進(jìn)行視頻監(jiān)測，對整個棚內(nèi)和棚外的一些指定地點進(jìn)行監(jiān)控并將影響存儲記錄下來。 使用控制視頻系統(tǒng)對整 個溫室大棚進(jìn)行視頻實時監(jiān)控，將現(xiàn)場視頻在用戶終端顯示器上展示 出來，使工作人員在計算機(jī)前就可以對現(xiàn)場狀況一目了然。監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)溫室大棚內(nèi)全部設(shè)備的視頻及安防，便于工作人員及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場問題，排除故障及對警情的及時處理，保證溫室工作正常運(yùn)轉(zhuǎn)。34數(shù)據(jù)平臺從溫室大棚

22、現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集溫室大棚內(nèi)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，通過傳感器數(shù)據(jù)傳輸模塊將采集的數(shù)據(jù)傳送至 ZigBee節(jié)點或RS485節(jié)點 上，然后通過3G （有線、無線）傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺，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。3.4.1. 空間數(shù)據(jù)場溫室大棚內(nèi)設(shè)置的傳感器以網(wǎng)格方式分布在溫室內(nèi)多個位置，對溫室環(huán)境進(jìn)行多點實時動態(tài)采集，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)處理，驅(qū)動執(zhí)行裝置從而實現(xiàn)溫室環(huán)境的自動智能調(diào)節(jié)。顯示裝置實時顯示溫室內(nèi)的溫度、濕度數(shù)值，繪制空間數(shù)據(jù)場，以場圖形式顯示溫室大 棚內(nèi)各個測量數(shù)值，更加清晰更加一目了然地展示了溫室大棚數(shù)據(jù)全 貌。用戶還可以通過終端設(shè)備或手機(jī)隨時隨地查詢溫室大棚內(nèi)各個參

23、數(shù)變化情況。3.42歷史數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)平臺為溫室大棚內(nèi)各個變量的監(jiān)督控制提供了依據(jù)，除此之外還可配以數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，根據(jù)數(shù)據(jù)采集儀器檢測的數(shù)據(jù)和條件， 利 用數(shù)據(jù)分析進(jìn)行求利潤最大、 成本最小、方案最優(yōu)的方法和策略，使 溫室控制的結(jié)果更加明顯，更節(jié)省人力物力。系統(tǒng)對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，形成知識庫，可以隨時進(jìn)行處理和查 詢?？梢詫⒉杉降臄?shù)據(jù)信息通過直觀的形式向用戶展示時間分布狀 況。并根據(jù)需要選擇按照日、周、月生成歷史報表。便于對溫室大棚 歷史運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行分析做出改進(jìn)，進(jìn)一步提高溫室大棚的生產(chǎn)效率。3.4.3 .閾值報警系統(tǒng)可以由工作人員根據(jù)溫室大棚的具體情況設(shè)置溫度、濕度等這個測量參數(shù)的限值，由數(shù)

24、據(jù)采集系統(tǒng)監(jiān)測相應(yīng)數(shù)據(jù)，當(dāng)溫室大棚內(nèi) 參數(shù)出現(xiàn)變化超過設(shè)定閾值時，由系統(tǒng)發(fā)出報警以提醒相關(guān)工作人 員?；蚩梢愿鶕?jù)溫室環(huán)境實現(xiàn)自動溫濕度調(diào)節(jié)。當(dāng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致溫室內(nèi)溫、濕度長時間偏離設(shè)定值超過一定界 限，或者設(shè)定值超出允許范圍，應(yīng)該通過蜂鳴器或者指示燈報警。3.4.4.遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)然后通過 3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù) 據(jù)平臺，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。用戶從 終端可以查看溫室大棚現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)， 并使用遠(yuǎn)程控制功能通過繼 電器控制設(shè)備或模擬輸出模塊對溫室大棚自動化設(shè)備進(jìn)行控制操作， 如自動噴灑系統(tǒng)、自動換氣系統(tǒng)、自動澆灌系統(tǒng)。圖6模擬輸岀模塊測控系統(tǒng)帶有顯示設(shè)

25、備，可以實時顯示溫室內(nèi)的溫度、 濕度數(shù)值 以及設(shè)定的溫度、濕度數(shù)值。還應(yīng)有輸入設(shè)備，用來進(jìn)行設(shè)定溫度、 濕度值，校零等操作。3.5. 監(jiān)控終端在溫室大棚的監(jiān)控終端設(shè)二臺冗余的監(jiān)控管理計算機(jī)，兩套計算機(jī)可分擔(dān)不同功能，故障時可互為熱備。根據(jù)情況選擇是否配置DLP 大型模擬屏，為節(jié)省經(jīng)費可設(shè)置投影儀及電動屏幕予以代替。工作人員也可以隨時隨地通過3G手機(jī)查看溫室大棚內(nèi)的實際影像，對農(nóng)作 物生長過程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。在監(jiān)控終端可以直接顯示整個各個溫室大棚內(nèi)的指標(biāo)數(shù)據(jù)，任一個溫室大棚可以局部放大畫面， 每個畫面均可自由切換。將采集的實 時數(shù)據(jù)變量、指標(biāo)、參數(shù)實時在顯示出來， 工作人員通過鼠標(biāo)和鍵盤 下達(dá)各種調(diào)度指令，進(jìn)行工藝參數(shù)設(shè)定。監(jiān)控終端通過可視化、多媒體的人機(jī)界面實現(xiàn)以下主要功能： 溫室大棚內(nèi)植物生長環(huán)境狀