現(xiàn)代農(nóng)業(yè)溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)解決方案廣泛應用

1、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)解決方案的廣泛應用摘要:利用傳感器、儀表等硬件建造一個現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)用溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)，本系統(tǒng)可自動監(jiān)測調節(jié)農(nóng)作物環(huán)境的溫濕度、光照、C02濃度等參數(shù)，通過輸出和打印設備幫助種植者作全面細致的數(shù)據(jù)分析，保存歷史數(shù)據(jù)。為利用 工業(yè)組態(tài)軟件改造農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了參考案例。關鍵詞:組態(tài)、智能溫室、 農(nóng)藝園、溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)一、概述隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)得到了長足的進步，溫室項目已成為 高效農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分。計算機自動控制的智能溫室自問世以來，已成 為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要手段和措施。它的功能在于以先進的技術和現(xiàn)代化設 施，人為控制作物生長的環(huán)境條件，使作物生長不受自然氣候

2、的影響，做到常 年工廠化，進行高效率，高產(chǎn)值和高效益的生產(chǎn)。二、功能敘述溫室環(huán)境包括非常廣泛的內(nèi)容，但通常所說的溫室環(huán)境主要指空氣與土壤的溫濕度、光照、C02濃度等。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備運作以調節(jié)溫室環(huán)境。輸出和打印 設備可幫助種植者作全面細致的數(shù)據(jù)分析，保存歷史數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)主要具備以 下幾部分功能：2.1綜合環(huán)境控制采用計算機實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)比較分析，四季連續(xù)工況調控系統(tǒng)。比例調節(jié)環(huán) 境溫度、濕度與通風。C02發(fā)生裝置按需比例調節(jié)環(huán)境 C02濃度，夏季室外屋 頂噴淋，在保證室內(nèi)光照強度的前提下，組合調節(jié)環(huán)境溫度與通風，達到強制 降低環(huán)境溫度

3、的效果。通過計算機對溫室各電動執(zhí)行器進行整體調節(jié)，自動調 控到作物生長所需求的溫、濕、光、水、氣等條件，另外通過臭氧消毒凈化器 對溫室進行消毒。2.2肥水灌溉控制采用計算機肥水灌溉運籌系統(tǒng)。根據(jù)作物區(qū)的需要，對水培區(qū)的營養(yǎng)液成 分，PH和EC值進行綜合調控。對基培和土培區(qū)主要是根據(jù)作物生產(chǎn)需要，設 定基質、土壤的水勢值，自動調節(jié)滴灌、噴灌系統(tǒng)的灌溉時間和次數(shù)。2.3緊急狀態(tài)處理采用計算機實測環(huán)境參數(shù)、狀態(tài)極限值反饋報警保護系統(tǒng)。根據(jù)作物的各 項參數(shù)設定溫室環(huán)境的極限值和作物生長環(huán)境參數(shù)極限值報警保護系統(tǒng)，提高 了整個系統(tǒng)安全性。2.4信息處理采用計算機集散控制信息管理系統(tǒng)。信息處理由中心控制計

4、算機完成。主 機通過局部數(shù)字通訊網(wǎng)絡與現(xiàn)場控制機相連，實現(xiàn)遠動雙向控制及全系統(tǒng)集中 數(shù)據(jù)處理。其功能包括運行實時參數(shù) 執(zhí)行器模擬狀態(tài)顯示，歷史數(shù)據(jù)存儲、 檢索，數(shù)據(jù)平均值報表、曲線顯示與打印。2.5溫室的環(huán)境參數(shù)指標針對本系統(tǒng)所涉及的兩棟溫室，根據(jù)栽培的作物和所處的環(huán)境，具體參數(shù) 如下：l葡萄溫室：a、在冬季休眠期約90多天需保持溫室內(nèi)溫度為5C。休眠期以后白天需 控制溫室內(nèi)溫度為25-30 C,夜間需控制在15-18 C。b、濕度需保持在50-75%不能超過95%c、光照強度應保持在45000-55000勒克斯d、二氧化碳濃度在上午日出后到10點左右保持在1000PPM左右。e、PH值保持在

5、7-7.5。f、EC值離子總濃度保持在1%。-2%。，隨時進行調整。I黃瓜、番茄溫室：a、 在苗期需保持溫室內(nèi)溫度在13-15 C,定植后白天上午應保持在 25- 28C，下午應保持在20-25 C,夜間應保持在15-18 C。b、濕度黃瓜在白天保持在70-75%,夜間保持在85-90%番茄白天保持在 65-75%,夜間保持在75-85%。c、光照強度番茄應保持在50000勒克斯左右，保證12個小時光照；黃瓜 應保持在40000勒克斯左右，保證8-10小時光照。d、二氧化碳濃度在上午日出后到10點左右保持在1000PPM左右。e、PH值保持在6.5-7.5 。f、EC值離子總濃度保持在1%-2

6、%，隨時進行調整。黃瓜和番茄在冬季早春即11月中旬至下年2月上旬期間比較關鍵。以上參數(shù)在監(jiān)控軟件中進行編寫，環(huán)境參數(shù)超出設定范圍時進行相應調節(jié) 同時產(chǎn)生報警提醒值班人員注意。三、系統(tǒng)設計3.1系統(tǒng)硬件和軟件選擇設計系統(tǒng)的關鍵是硬件和軟件的穩(wěn)定性，根據(jù)實際的應用經(jīng)驗和比較選用 以下配置。硬件配置：工業(yè)計算機 P4 2.0G/256M/40G/20英寸彩顯；西門子PLC S7-軟件配置：系統(tǒng) WINDOWS 2000組態(tài)軟件2.61控制策略網(wǎng)絡版3.2軟件設計方案實現(xiàn)智能化溫室控制的關鍵在于 1）如何根據(jù)不同的作物或相同作物的不同生長階段設計不同的控制方案和參 數(shù)。2）實時參數(shù)的檢測和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡化。

7、配方管理模塊實現(xiàn)了參數(shù)的批量控制根據(jù)不同的作物或相同作物的不同生長階段，設計出不同的配方。軟件提供了 簡單方便的組態(tài)和操作功能，將需要修改的參數(shù)首先定義為變量，這樣，操作實時人員可以通過操作畫面，進行方便修改。配萬0鰲方i艇方容st!it2i<3竟盤0妞i1325<2罔岳3PN3PW4詳細表達式如下: 參數(shù)的檢測實時參數(shù)的檢測永遠的一線生產(chǎn)最主要的環(huán)節(jié)，及時反應當前生產(chǎn)情況，本系 統(tǒng)選擇的檢測儀表盡量都是輸出標準信號。針對農(nóng)藝園溫室的應用環(huán)境特點是 濕度較大，所以在變送器的選型上特別注意能夠防潮濕，在這樣的環(huán)境中分析 類變送器如PH計和二氧化碳分析儀等，在檢測部位容易凝結水珠，所以

8、維護的 頻率要相對提高，一般需要4天左右就維護一次，這樣才能作到實時參數(shù)檢測 及時準確。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡化因為技術中心遠離溫室現(xiàn)場，而技術人員需要實時監(jiān)控生產(chǎn)參數(shù)，修改最佳的 生產(chǎn)參數(shù)，數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡化就是必須的。昆侖組態(tài)可以有2種方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡化，一是WEB功能；二是遠程數(shù)據(jù)庫功能。 WE功能只能遠程瀏覽而無權限修 改參數(shù)，所以不適用本系統(tǒng)，定義遠程數(shù)據(jù)庫很好的實現(xiàn)了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡化。3.3軟件實施說明系統(tǒng)主要對溫度、濕度、光照等指標進行控制。以葡萄溫室為例，休眠期溫室 的溫度保持在5C,休眠期后白天控制在25-30 C,夜間控制在15-18 C,當溫 度超出控制范圍時加熱爐的風機啟動，使加熱爐產(chǎn)生的熱量在

9、溫室內(nèi)均勻散 布，當溫室內(nèi)溫度達到作物適合溫度時，加熱爐風機自動停止。濕度控制在 50-75%,當溫室內(nèi)濕度超出控制范圍時軸流風機啟動，抽出溫室內(nèi)濕度較高的 空氣，使?jié)穸认陆?。當濕度降回到正常范圍時，軸流風機自動停止工作。溫室 的光照度控制在45000-55000勒克斯，當溫室內(nèi)的光照度達不到設定指標時， 溫室內(nèi)的補光燈自動打開進行人工補光。當溫室的光照度水平達到設定指標時 補光燈自動熄滅，以節(jié)約能源。臭氧病害防治機的使用則結合作物的具體情況 來選擇性的進行定期或不定期消毒滅菌。二氧化碳發(fā)生器的操作相對麻煩一 些，需到溫室內(nèi)按步驟進行操作，監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)視二氧化碳濃度，當濃度達到 有害程度時系統(tǒng)

10、發(fā)出報警，提醒監(jiān)視人員注意。黃瓜、番茄溫室的控制方案與 之類似，主要差別在各參數(shù)的控制指標不同。四、結束語組態(tài)、設計工作完成后，經(jīng)過模擬和在線測試后，證明該系統(tǒng)所實現(xiàn)的功 能完全達到了原設計的意圖，滿足了生產(chǎn)的需求。系統(tǒng)投資少，見效快，運行一年多來穩(wěn)定可靠，實踐證明改造后單產(chǎn)量都 提高20%上。說明利用工業(yè)組態(tài)軟件改造現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，是完全可行的，特別是 在華北和東北，溫室種植較多的地區(qū)，是新的思路和理念，具有廣闊的前景。附錄一托普物聯(lián)網(wǎng)簡介托普物聯(lián)網(wǎng)是浙江托普儀器有限公司旗下的重要項目。浙江托普儀器是國內(nèi)領先的農(nóng)業(yè)儀器研發(fā)生產(chǎn)商，依據(jù)自身在農(nóng)業(yè)領域的研發(fā)實力，和自主研發(fā) 的配套設備，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領

11、域嶄露頭角！托普物聯(lián)網(wǎng)開創(chuàng)智議農(nóng)業(yè)。專業(yè)解決畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖自動控制系統(tǒng)、大田種植智能 管理系統(tǒng)*花卉種植控制系綻農(nóng)產(chǎn)品安全溯源*溫室大棚智能控制等。* 網(wǎng)址； ww, tpwlw. com www, agriSO.匸口耐農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案咨詢：13255718T230571-81957260 86056609托普物聯(lián)網(wǎng)以客戶需求為源頭，結合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技、通信技術、計算機技 術、GIS信息技術，以及物聯(lián)網(wǎng)技術，竭誠為傳統(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、

12、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、傳輸層和應用層。因此托 普物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品主要以這三個層次延伸，涵蓋了感知系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測傳感設備）、傳輸系統(tǒng) 數(shù)據(jù)傳輸處理網(wǎng)絡）、應用系統(tǒng) 終端智能控制平臺。）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，開發(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)測系統(tǒng)。它依據(jù)各類傳感設備可以完成整個園區(qū)或 完成對異地園區(qū)所需數(shù)據(jù)監(jiān)測的功能。2、終端模塊：即終端智能控制系統(tǒng)。它可以完成整個園區(qū)或遠程控制異地園區(qū) 進行自動灌溉、自動降溫、自動開啟風機，自動補光及遮陽，自動卷簾，自動 開窗關窗，自動液體肥料施肥、自動噴藥等各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的自動控制。3、視頻監(jiān)控模塊：即實時視頻監(jiān)控系統(tǒng)。主要是通過監(jiān)控中心實時得到植物生 長信息，在監(jiān)控中心或異地互聯(lián)網(wǎng)上既可隨時看到作物的實時生長狀況。4、預警模塊：即遠程植保預警系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^聲光報警、短信報警、語音報警 等方式進行預警。5、溯源模塊：即農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)。該系統(tǒng)對農(nóng)產(chǎn)品從種植準備階段、種植 和培育階段、生長階段、收獲階段等對作物生長環(huán)境、噴藥施肥情況、病蟲害 狀況等實