智能溫室控制系統(tǒng)的組成要素及優(yōu)勢介紹

1、智能溫室控制系統(tǒng)的組成要素及優(yōu)勢介紹智能溫室監(jiān)測系統(tǒng)是根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)獲取的植物實時的生長環(huán)境信息，如通過 各個類型的傳感器可監(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 有基地測試點信息的獲取、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，并根據(jù)以上各類信息的反饋對農(nóng)業(yè)園區(qū)進(jìn)行自動灌溉、自動降溫、自 動卷模、自動進(jìn)行液體肥料施肥、自動噴藥等自動控制。一、智能溫室控制系統(tǒng)簡介概述:智能溫室控制系統(tǒng)通過實時采集農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)空氣溫度

2、、濕度、光照、土壤溫 度、土壤水分等環(huán)境參數(shù)，根據(jù)農(nóng)作物生長需要進(jìn)行實時智能決策，并自動開啟或者關(guān)閉指定的環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備。通過該系統(tǒng)的部署實施，可以為農(nóng)業(yè)生態(tài)信息自動監(jiān) 測、對設(shè)施進(jìn)行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)和有效手段。大棚監(jiān)控及智能控制解決方案是通過可在大棚內(nèi)靈活部署的各類無線傳感器 和網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，對農(nóng)作物溫室內(nèi)的溫度，濕度、光照、土壤溫度、土壤含水量、 CO2濃度等與農(nóng)作物生長密切相關(guān)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實時采集，在數(shù)據(jù)服務(wù)器上對實時 監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和智能分析與決策，并自動開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備（如遠(yuǎn)程控制 澆灌、開關(guān)卷簾等）。mw.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

3、確的栽培管 理。物聯(lián)網(wǎng)溫室環(huán)境監(jiān)測系統(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)境要求的場所實施監(jiān)控和管理，為實現(xiàn)對生態(tài)作物的健康成長和及時調(diào)整栽 培、管理等措施提供及時的科學(xué)的依據(jù)，同時實現(xiàn)監(jiān)管自動化。近年來，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)實的需求，利用計算機(jī)技術(shù)對 相應(yīng)的農(nóng)業(yè)氣象參數(shù)進(jìn)行采集，則一方面可及時了解作物生長的環(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)作物的生長提供適宜的生長環(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

4、集的數(shù)據(jù)可通過串口發(fā)射接收設(shè)備傳送給上位PC機(jī)進(jìn)行 分析處理。智能溫室控制系統(tǒng)，是專門為農(nóng)業(yè)溫室、農(nóng)業(yè)環(huán)境控制、氣象觀測開發(fā)生產(chǎn) 的環(huán)境自動控制系統(tǒng)?？蓽y量溫室大棚內(nèi)的環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、光照強(qiáng)度、土壤 溫度、土壤水分、二氧化碳濃度等農(nóng)業(yè)環(huán)境因子，根據(jù)溫室作物生長要求，自動控 制開關(guān)窗、卷膜、風(fēng)機(jī)濕簾、生物補(bǔ)光、灌溉施肥等環(huán)境控制設(shè)備，自動調(diào)控溫室 內(nèi)環(huán)境，達(dá)到適宜植物生長的范圍，為植物生長提供最佳環(huán)境。智能溫室控制系統(tǒng) 可以使溫室運行于經(jīng)濟(jì)節(jié)能狀態(tài)，實現(xiàn)溫室的無人值守自動化運行，減輕人員勞動 強(qiáng)度，降低溫室能耗和運行成本。溫室智能控制系統(tǒng)可根據(jù)溫室內(nèi)的土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器、時間 等

5、參數(shù)來自動控制電磁閥和水泵、施肥系統(tǒng)等的自動動作，通過空氣溫度傳感器、 空氣濕度傳感器、光照傳感器、二氧化碳傳感器、雨雪傳感器等參數(shù)來自動控制天 窗、側(cè)窗、內(nèi)遮陽、外遮陽、風(fēng)機(jī)、濕簾、外翻窗、加溫設(shè)備、加濕設(shè)備、二氧化 碳發(fā)生器等的自動化動作，使溫室內(nèi)的環(huán)境保持在用戶設(shè)定范圍內(nèi)。托普云農(nóng)研發(fā)的溫室智能自動化控制系統(tǒng)功能以土壤濕度值、土壤溫度、時 間、空氣溫度、空氣濕度、光照、二氧化碳等為基礎(chǔ)，用戶可以設(shè)定其參數(shù)的目標(biāo) 值，程序根據(jù)用戶設(shè)定的目標(biāo)值控制及監(jiān)測電磁閥、水泵、施肥系統(tǒng)、天窗、側(cè) 窗、內(nèi)遮陽、外遮陽、風(fēng)機(jī)、濕簾、外翻窗、加溫設(shè)備、加濕設(shè)備、二氧化碳發(fā)生 器等設(shè)備的狀態(tài)，以保證溫室內(nèi)以上

6、幾項參數(shù)在用戶設(shè)定的目標(biāo)值范圍之內(nèi)。計算 機(jī)系統(tǒng)無需開機(jī)。二、智能溫室控制系統(tǒng)客戶需求：（1）智能溫室控制系統(tǒng)隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)得到了長足的進(jìn)步，全國各地根據(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模擬適合生物生長的氣候條件，創(chuàng)造一個人工氣象環(huán) 境，來消除溫度、濕度等對生物生長的限制。能使不同的農(nóng)作物在不適合生長的季 節(jié)產(chǎn)出，部分或完全的擺脫農(nóng)作物對自然條件的依賴。托普云農(nóng)物聯(lián)網(wǎng)部自主研發(fā)的智能溫室控制系統(tǒng)是針對溫室大棚正常有效運 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

7、大棚生 產(chǎn)工藝、設(shè)計的具有高可靠性、安全性、可擴(kuò)展性的軟硬件系統(tǒng)。智能溫室控制系統(tǒng)充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和組態(tài)軟件實時遠(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 溫度等環(huán)境參數(shù)及視頻圖像，通過模型分析，遠(yuǎn)程或自動控制濕簾風(fēng)機(jī)、噴淋滴 灌、內(nèi)外遮陽、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；同時，該系統(tǒng)還可以通過手機(jī)、PDA、計算機(jī)等信息終端向農(nóng)戶推送實時監(jiān)測 信息、預(yù)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(yuǎn)程管理。三、智能溫室控制系統(tǒng)系統(tǒng)優(yōu)勢:采用工業(yè)485總線，光纖城際網(wǎng)絡(luò)，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電流信號相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù) 據(jù)采集

8、與傳輸，確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性，情況下盡量降低成本，降低現(xiàn)場施工布線的 復(fù)雜程度。采用正版工業(yè)自動化組態(tài)軟件，支持本地軟件和遠(yuǎn)程軟件的升級，方便以后 功能擴(kuò)展。永遠(yuǎn)在線、接收和發(fā)送數(shù)據(jù)為內(nèi)部系統(tǒng)不會產(chǎn)生通訊費用。應(yīng)用靈活、方便：只要將RS-485信號、RJ45信號通過硬件協(xié)議轉(zhuǎn)換器可直 接對接服務(wù)器計算機(jī)串口。采集監(jiān)控執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用模塊化JCJ716B/DO設(shè)備級聯(lián)，可方便以后硬件升級， 采集點擴(kuò)展，控制設(shè)備擴(kuò)展等。組網(wǎng)簡單、迅速、靈活。對于工業(yè)485網(wǎng)絡(luò)，固定設(shè)備地址管理，自動識別終端設(shè)備，保證用網(wǎng)絡(luò)的 連接和安全性。內(nèi)置看門狗，具備異常重起。除了提供標(biāo)準(zhǔn)的通用功能外，還可根據(jù)用戶的特殊需求定制功

9、能?？刂撇僮骱唵危涩F(xiàn)場通過控制柜開關(guān)控制各種設(shè)備動作，也可以通過培育 中心綜合服務(wù)器工控機(jī)操作個設(shè)備的運行啟停。培育中心采用工業(yè)專用計算機(jī)IPC作為主控綜合服務(wù)器。保證數(shù)據(jù)采集及各 種受控設(shè)備的穩(wěn)定運行。四、智能溫室控制系統(tǒng)現(xiàn)場數(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)測通過溫濕度傳感器監(jiān)測大棚室外空氣環(huán)境溫濕度、室內(nèi)空氣環(huán)境溫濕度、地 表溫濕度、土壤溫濕度等，并能對數(shù)據(jù)進(jìn)行

10、采集、分析運算、控制、存儲、發(fā)送 等。（2）光照度監(jiān)測通過光感和光敏傳感器監(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，必要時自動打開相關(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。（3）CO2、O2濃度監(jiān)測在溫室大棚內(nèi)部署二氧化碳濃度傳感器，實時監(jiān)測溫室中二氧化碳的含量， 當(dāng)濃度超過系統(tǒng)設(shè)定闕值范圍時，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)調(diào)整。（4）分區(qū)域檢測同一個棚內(nèi)劃區(qū)域控制管理，可實現(xiàn)每個種植區(qū)不同溫濕度、不同氣體配置 等環(huán)境技術(shù)指標(biāo)。用戶可以通過上位機(jī)來監(jiān)測、查詢各區(qū)域的數(shù)據(jù)。也可以對個分 塊進(jìn)行單獨控制和整

11、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)植物生長模式，可通過自動、手 動方式進(jìn)行操作。（6）報警控制用戶可設(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，高于或低于這個溫度范圍都會產(chǎn)生報警信息，并在上位機(jī)中控平臺和現(xiàn)場控制 節(jié)點顯示出來。（7）節(jié)點故障通知現(xiàn)場控制節(jié)點出現(xiàn)故障時可及時以中心服務(wù)器平臺、手機(jī)短信、報警信息等 方式通知管理者。（8）備用冗余功能為了避免設(shè)備故障及異常帶來不便，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)無故障運行，增加系 統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。自定義控制模式可以根據(jù)溫室大

12、棚具體控制和監(jiān)測需要，定制一些相應(yīng)的監(jiān)測項目及控制內(nèi) 容，該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。五、智能溫室控制系統(tǒng)監(jiān)測軟件數(shù)據(jù)平臺：生態(tài)農(nóng)業(yè)智能溫室大棚自動監(jiān)控軟件，采集溫室大棚內(nèi)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，經(jīng)傳感器 數(shù)據(jù)模塊傳送至ZigBee節(jié)點或RS485節(jié)點上，然后通過有線、無線、3G/2G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。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，操作簡單而富有人性化。2、實時歷史、曲線報表數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)信息以實時曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)需要按照

13、 日、月、季、年參數(shù)變化曲線生成歷史報表。便于對溫室大棚運轉(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、多種形式的報警功能，適合不同場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 時，如發(fā)現(xiàn)有監(jiān)測結(jié)果超出設(shè)定的閾值時，系統(tǒng)會自動發(fā)出報警提醒工作人員，報 警形式包括：聲光報警、電話報警、短信報警、E-MAIL報警等。4、遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場采集設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)通過有線、無線、3G/2G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街锌?數(shù)據(jù)平臺，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

14、統(tǒng)、自動澆灌系統(tǒng)。5、監(jiān)控終端監(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)備運轉(zhuǎn)狀況，確保溫室內(nèi)為植物生長最 適宜環(huán)境。6、平臺軟件傳感器是班彳建匿宋蛭 的例姻笛與控術(shù)， 是宴晚 業(yè)情鹿化的基SB.智能溫室控制系統(tǒng)平臺軟件共由以下4個部分組成:（1）數(shù)據(jù)收集、存儲服務(wù)軟件完成傳感器數(shù)據(jù)的獲取、解析、分類，最后按預(yù)設(shè)的格式存入數(shù)據(jù)庫。（2）展示、決策軟件圖形化界面，從數(shù)據(jù)庫中讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)，以表格和曲線的方式將傳感器數(shù)據(jù) 顯示出來，支持多種查詢顯示方式?？勺远x決策系

15、統(tǒng)控制對象及決策算法，與對 象控制軟件互聯(lián)實現(xiàn)自動化控制。（3）遠(yuǎn)程控制軟件完成現(xiàn)場控制對象的操作，圖形化操作界面，支持重定義遠(yuǎn)端開關(guān)名稱等信 息，可與決策軟件進(jìn)行對接，實現(xiàn)自動化控制。（4）SDK二次開發(fā)包通過SDK開發(fā)包，用戶可以完全用自己熟悉的開發(fā)平臺開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的 數(shù)據(jù)展示和決策平臺。通過SDK開發(fā)包，使用戶無需了解本系統(tǒng)的硬件等底層信息的前提下，完成 一套環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。我們的SDK提供了：數(shù)據(jù)收集、存儲服務(wù)軟件的詳細(xì)編程接口及說明對象控制軟件的編程接口及說明曲線顯示界面例程數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)檢索例程設(shè)備對象控制例程上述4個組成軟件中，數(shù)據(jù)收集、存儲服務(wù)軟件和對象控制軟件是與底層

16、硬 件直接聯(lián)系的，用戶無需對該部分軟件進(jìn)行任何的編程開發(fā)，只需要通過SDK開發(fā)自己的展示、決策軟件，與我們的數(shù)據(jù)收集、存儲服務(wù)軟件和對象控制軟件進(jìn)行數(shù) 據(jù)交互即可。六、控制柜/主控器/控制器：1：主控制器可在線實時24小時連續(xù)的采集和記錄監(jiān)測點位的溫度、濕度、 風(fēng)速、二氧化碳、光照強(qiáng)度等各項參數(shù)情況，以數(shù)字、和圖像等多種方式進(jìn)行實時 顯示和記錄存儲監(jiān)測信息，監(jiān)測點位可擴(kuò)展點。2：數(shù)據(jù)集中器提供RS485接口，在沒有配無線監(jiān)控電腦或監(jiān)控電腦損壞、癱 瘓，可隨時用RS485連接電腦導(dǎo)出將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)至其它電腦。3：溫濕度監(jiān)控軟件采用標(biāo)準(zhǔn)windows 98/2000/XP全中文圖形界面，實時顯 示、記錄

17、各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)值和曲線變化，統(tǒng)計各個數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)、最大值、最小 值及平均值，累積數(shù)據(jù)等。4：監(jiān)控主機(jī)端利用監(jiān)控軟件可隨時打印每時刻的數(shù)據(jù)及運行報告。5：主控器功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與通訊能力，采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺電腦都可以訪問監(jiān)控電腦，在線查看監(jiān)控點位的變化情 況，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。系統(tǒng)不但能夠在值班室監(jiān)測，領(lǐng)導(dǎo)在自己辦公室可以非常方便 地觀看和監(jiān)控。6：系統(tǒng)可擴(kuò)充多種記錄數(shù)據(jù)分析處理軟件，能進(jìn)行繪制棒圖、餅圖，進(jìn)行曲 線擬合等處理，可按TXT格式輸出，也能進(jìn)入EXCEL電子表格等office的軟件進(jìn) 行數(shù)據(jù)處理。七、監(jiān)控軟件控制功能簡述用戶登陸規(guī)定用戶使用權(quán)限，非用戶不能登陸

18、系統(tǒng)，保證系統(tǒng)安全?？稍O(shè)置權(quán)限對用戶和密碼進(jìn)行修改。分兩級權(quán)限：溫室察看權(quán)限、參數(shù)修改 權(quán)限。系統(tǒng)監(jiān)控監(jiān)控室內(nèi)外溫度、濕度、光照度、土壤水分、土壤溫度、二氧化碳、風(fēng)速、 雨雪等各種設(shè)備的動作和狀態(tài)；當(dāng)溫室內(nèi)出現(xiàn)異常時進(jìn)行聲音、圖像報警?？刂乒δ芸赏ㄟ^計算機(jī)屏幕實現(xiàn)控制設(shè)備的自動及手動轉(zhuǎn)換；自動：能根據(jù)用戶設(shè)定的參數(shù)（溫度、時間）對天窗、外遮陽、風(fēng)機(jī)、水泵 進(jìn)行保溫、降溫控制。當(dāng)打開濕簾和風(fēng)機(jī)時系統(tǒng)會關(guān)閉天窗。手動：通過鼠標(biāo)操作實現(xiàn)各種控制設(shè)備的開啟、關(guān)閉和啟停，實現(xiàn)遠(yuǎn)程強(qiáng)制 手動控制操作。參數(shù)設(shè)定及瀏覽對所要實現(xiàn)自動控制的參數(shù)（溫濕度、光照度等）進(jìn)行設(shè)定，以滿足自動控 制要求。實時曲線實時趨勢曲線可將系統(tǒng)采集到的溫室內(nèi)的數(shù)據(jù)以實時曲線的方式顯示出來， 以便于觀察系統(tǒng)檢測狀態(tài)。歷史曲線可顯示出溫室內(nèi)各測量參數(shù)的日、月、季、年參數(shù)變化曲線，根據(jù)該曲線可 合理的設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)值，以及分析各參數(shù)變化對作物生長的影響。報表可將溫室內(nèi)數(shù)據(jù)測量結(jié)果送入至軟件的報表服務(wù)器中，以報表形式對各參數(shù) 進(jìn)行分析和瀏覽。打印可對歷史曲線、報表進(jìn)行打印，方便數(shù)據(jù)查詢。智能控制器：16路控制器輸出.無線GPRS發(fā)送主機(jī)八、系統(tǒng)拓展-安卓手機(jī)/平板電腦遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)定手機(jī)/平板電腦遠(yuǎn)程實時監(jiān)測、查詢、設(shè)定、控制；通過網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，將溫 室大棚內(nèi)所有環(huán)境數(shù)據(jù)上傳至平板電腦或手機(jī)，只要安裝我公司自主研發(fā)的安卓系