智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)方案-9.26

智慧農(nóng)業(yè)工程技術(shù)方案四川研成通信科技目錄TOC\o"1-5"\h\z\u前言31、四川研成通信科技簡介42、物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能測控系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的意義63、智慧農(nóng)業(yè)工作愿景84、蔬菜種植物聯(lián)網(wǎng)方案概述94.1系統(tǒng)設(shè)計原那么94.2系統(tǒng)功能特點94.3系統(tǒng)組成114.4系統(tǒng)示意圖125、智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)介紹145.1環(huán)境參數(shù)采集子系統(tǒng)145.2自動控制系統(tǒng)14溫度控制子系統(tǒng)145.2.2通風(fēng)控制子系統(tǒng)155.2.3外遮陽控制保護子系統(tǒng)15補光控制子系統(tǒng)155.2.5灌溉控制子系統(tǒng)165.2.6噴霧控制子系統(tǒng)165.3智慧農(nóng)業(yè)自動化控制管理子系統(tǒng)軟件165.4視頻監(jiān)控子系統(tǒng)175.5大屏幕信息發(fā)布系統(tǒng)185.6中央控制室及管理軟件平臺186、工程的需求206.1、本工程的需求分析：206.2、觀光大棚系統(tǒng)設(shè)計方案：20工程現(xiàn)場實施方案及細節(jié)〔觀光大棚〕21工程預(yù)算清單227、系統(tǒng)安裝調(diào)試方案237.1工程安排和主要內(nèi)容238、質(zhì)保與售后效勞248.1免費質(zhì)保期248.2質(zhì)保期滿后的維修費用248.3培訓(xùn)效勞24前言物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)在2006年被評為未來改變世界的十大技術(shù)之一，是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次產(chǎn)業(yè)升級，是十年一次的產(chǎn)業(yè)時機?？傮w來說，物聯(lián)網(wǎng)是指各類傳感器和現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)相互銜接的新技術(shù)，物物相連，相互感知，假設(shè)干年后，地球上的每一粒沙子都有可能分配到一個確定地址，它的各種狀態(tài)、參數(shù)可被感知。2009年8月溫家寶總理在無錫提出“感知中國”，物聯(lián)網(wǎng)開始在中國受到政府的重視和政策牽引。2010年國家發(fā)布了“十二五”開展規(guī)劃綱要，其中第十三章“全面提高信息化水平”第一節(jié)“構(gòu)建下一代信息根底設(shè)施”中明確提到：推動物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和在重點領(lǐng)域的應(yīng)用示范。在第五章“加快開展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”第二節(jié)“推進農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整”中提出：加快開展設(shè)施農(nóng)業(yè)，推進蔬菜、水果、茶葉、花卉等園藝作物標準化生產(chǎn)。提升畜牧業(yè)開展水平。促進水產(chǎn)健康養(yǎng)殖。推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營專業(yè)化、標準化、規(guī)?；?、集約化。推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)建設(shè)。第三節(jié)“加快農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新”中提出：推進農(nóng)業(yè)技術(shù)集成化、勞動過程機械化、生產(chǎn)經(jīng)營信息化。加快農(nóng)業(yè)生物育種創(chuàng)新和推廣應(yīng)用，做大做強現(xiàn)代種業(yè)。加強高效栽培、疫病防控、農(nóng)業(yè)節(jié)水等領(lǐng)域的科技集成創(chuàng)新和推廣應(yīng)用，實施水稻、小麥、玉米等主要農(nóng)作物病蟲害專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治。加快推進農(nóng)業(yè)機械化，促進農(nóng)機農(nóng)藝融合。開展農(nóng)業(yè)信息技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營信息化水平。2012年國家一號文件更是著重講述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的結(jié)合更加是國家重點推動的關(guān)鍵示范應(yīng)用。1、四川研成通信科技簡介四川研成通信科技于2010年3月19日，經(jīng)樂山高新區(qū)工商行政管理局批準注冊登記，位于國家級樂山高新區(qū)內(nèi)，注冊資本金2000萬元人民幣〔實收資本500萬元〕。是一家專業(yè)從事物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)研發(fā)推廣及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)資源整合、應(yīng)用示范工程開發(fā)的新興高技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)。經(jīng)營范圍包括：通信技術(shù)研究，通信工程施工、維護；計算機效勞。公司以基于RFID的多重平安、追溯、防偽專利技術(shù)為核心技術(shù)體系，聯(lián)合中國移動、中國電信、中國聯(lián)通等三大通信運營商，并為其效勞；同時以食品平安、防偽、追溯系統(tǒng)集成及信息查詢等為主營業(yè)務(wù)。目前，公司研發(fā)推廣的技術(shù)和產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于煙酒、肉蛋奶、蔬菜及糧、油、鹽、醬、醋、茶等食品平安防偽追溯管理；以及為工礦企業(yè)平安管理、市政信息化建設(shè)等提供完善可行的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用解決方案。公司為中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)開展聯(lián)盟成員單位及國家雙軟認證企業(yè)，屬政、產(chǎn)、學(xué)、研、用一體化成長型科技企業(yè)；公司具有雄厚的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人才和資本整合實力，擁有光明前景的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)前途；公司受樂山市人民政府委托，在國樂山高新技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，具體負責(zé)“樂山高新區(qū)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園”的建設(shè)和管理，該產(chǎn)業(yè)園占地51.56畝，總建筑面積45456.9平方米，擬建物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)中心、科技館、生產(chǎn)中心、軟件動漫園、數(shù)據(jù)測試中心，總投資9000萬元。2012年7月-2013年12月擬投資4500萬元，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)中心，建筑面積20770.7㎡,建筑物3棟，各16層、5層、3層；建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)中心，建筑面積5452㎡，建筑物2棟各3層；建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范展示中心〔科技館〕，建筑面積2026㎡，建筑物1棟2層。2014年1-12月擬投資4500萬元，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、測試中心，建筑面積1962㎡；建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)孵化、軟件動漫園，建筑面積15191.2㎡。該工程擬從國內(nèi)貸款5000萬元，自籌資金1000萬元，股權(quán)融資及其它資金3000萬元。目前公司已自籌1420.28萬元，與成都研成公司達成2000萬元投資協(xié)議〔根據(jù)施工進度投入〕。該工程所屬的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，被國家列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是新一代信息技術(shù)的高度表現(xiàn)和綜合應(yīng)用，是我國信息化和工業(yè)化快速融合的有力武器，必將創(chuàng)造新的產(chǎn)業(yè)鏈與商業(yè)模式，有著巨大的創(chuàng)新空間和市場潛力，能極大促進我國經(jīng)濟與社會的可持續(xù)開展。該工程的實施，為這一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)搭建了平臺，定能助推整個物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在樂山的開展。2010年初，樂山市委、市政府把電子信息〔物聯(lián)網(wǎng)〕作為優(yōu)先開展的重點產(chǎn)業(yè)，確立了“以市場換產(chǎn)業(yè)、以市場換技術(shù)”的開展思路，決心打造“全國物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范城市”、“西部物聯(lián)網(wǎng)元器件生產(chǎn)基地”、“西部物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)開展高地”。公司該工程的建設(shè)，是落實市委、市政府戰(zhàn)略決策的具體行動。公司受樂山市委、市政府及高新區(qū)管委會委托，自2010年1月入駐樂山高新區(qū)以來,在相關(guān)部門支持下，已初步搭建起“55321”樂山物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)開展根底平臺〔即：五十家企業(yè)機構(gòu)入駐，五大研發(fā)平臺、三大宣傳窗口、兩大教育培訓(xùn)機構(gòu)和一個產(chǎn)業(yè)協(xié)會〕，集聚了20多家物聯(lián)網(wǎng)關(guān)聯(lián)企業(yè)，分批啟動了應(yīng)用示范工程，建起了應(yīng)用示范展示廳，創(chuàng)辦了“感知中國網(wǎng)站”和《感知中國》雜志，發(fā)起成立了“樂山物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會”2、物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能測控系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的意義我國是農(nóng)業(yè)大國，而非農(nóng)業(yè)強國。近30年來果園高產(chǎn)量主要依靠農(nóng)藥化肥的大量投入，大局部化肥和水資源沒有被有效利用而隨地棄置，導(dǎo)致大量養(yǎng)分損失并造成環(huán)境污染。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍然以傳統(tǒng)生產(chǎn)模式為主，傳統(tǒng)耕種只能憑經(jīng)驗施肥灌溉，不僅浪費大量的人力物力，也對環(huán)境保護與水土保持構(gòu)成嚴重威脅，對農(nóng)業(yè)可持續(xù)性開展帶來嚴峻挑戰(zhàn)。本工程針對上述問題，利用實時、動態(tài)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息采集系統(tǒng)，實現(xiàn)快速、多維、多尺度的果園信息實時監(jiān)測，并在信息與種植專家知識系統(tǒng)根底上實現(xiàn)農(nóng)田的智能灌溉、智能施肥與智能噴藥等自動控制。突破果園信息獲取困難與智能化程度低等技術(shù)開展瓶頸。目前，我國大多數(shù)水果生產(chǎn)主要依靠人工經(jīng)驗盡心管理，缺乏系統(tǒng)的科學(xué)指導(dǎo)。設(shè)施栽培技術(shù)的開展，對于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程具有深遠的影響。設(shè)施栽培為解決我國城鄉(xiāng)居民消費結(jié)構(gòu)和農(nóng)民增收，為推進農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)揮了重要作用，溫室種植已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。要實現(xiàn)高水平的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和優(yōu)化設(shè)施生物環(huán)境控制，信息獲取手段是最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。作為現(xiàn)代信息技術(shù)三大根底(傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù))的高度集成而形成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)由數(shù)量眾多的低能源、低功耗的智能傳感器節(jié)點所組成，能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進行處理，獲得詳盡而準確的信息，通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到基站主機以及需要這些信息的用戶，同時用戶也可以將指令通過網(wǎng)絡(luò)傳送到目標節(jié)點使其執(zhí)行特定任務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。我們從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的階段來看，無論是從種植的培育階段和收獲階段，都可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)來提高它工作的效率和精細管理。例如：〔1〕在種植準備的階段我們可以通過在溫室里布置很多的傳感器，實時采集當(dāng)前狀態(tài)下土壤信息，來選擇適宜的農(nóng)作物并提供科學(xué)的種植信息及其數(shù)據(jù)經(jīng)驗?！?〕在種植和培育階段可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)手段進行實時的溫度、濕度、CO2等的信息采集，且可以根據(jù)信息采集情況進行自動的現(xiàn)場控制，以到達高效的管理和實時監(jiān)控的目標，從而應(yīng)對環(huán)境的變化，保證植物育苗在最正確環(huán)境中生長。例如：通過遠程溫度采集，可了解實時溫度情況然后手動或自動的在辦公室對其進行溫度調(diào)整，而不需要人工去實施現(xiàn)場操作，從而節(jié)省了大量的人力?！?〕在農(nóng)作物生長階段可以利用物聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)測作物生長的環(huán)境信息、養(yǎng)分信息和作物病蟲害情況。利用相關(guān)傳感器準確、實時地獲取土壤水分、環(huán)境溫濕度、光照等情況，通過實時的數(shù)據(jù)監(jiān)測和物定作物的專家經(jīng)驗相結(jié)合，配合控制系統(tǒng)調(diào)理作物生長環(huán)境，改善作物營養(yǎng)狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)作物的病蟲害爆發(fā)時期，維持作物最正確生長條件，對作物的生長管理及其為農(nóng)業(yè)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)信息等方面有著非常重要的作用。〔4〕在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段我們也同樣可以利用物聯(lián)網(wǎng)的信息，把它傳輸階段、使用階段的各種性能進行采集，反應(yīng)到前端，從而在種植收獲階段進行更精準的測算。總而言之，物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)智能測控系統(tǒng)能大大的提高生產(chǎn)管理效率，節(jié)省人工〔例如：對于大型農(nóng)場來說，幾千畝的土地如果用人力來進行澆水施肥，手工加溫，手工卷簾等工作，其工作量相當(dāng)龐大且難以管理，如果應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，手動控制也只需點擊鼠標的微小的動作，前后不過幾秒，完全替代了人工操作的繁瑣；〕，而且能非常便捷的為農(nóng)業(yè)各個領(lǐng)域研究等方面提供強大的科學(xué)數(shù)據(jù)理論支持，其作用在當(dāng)今的高度自動化、智能化的社會中是言而諭的。3、智慧農(nóng)業(yè)工作愿景科技更人性化通過移動互聯(lián)網(wǎng)，一切都在掌握使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)簡單輕松4、蔬菜種植物聯(lián)網(wǎng)方案概述4.1系統(tǒng)設(shè)計原那么從以上需求情況分析本系統(tǒng)，制訂設(shè)計原那么，以指導(dǎo)我們的方案設(shè)計：〔1〕先進性原那么采用先進的設(shè)計思想，選用先進的軟硬件設(shè)備，保證工程整體在未來一定時期內(nèi)的技術(shù)領(lǐng)先性?！?〕開放性原那么方案的設(shè)計及選型遵從國際標準及工業(yè)標準，使工程具有高度的開放性和所提供設(shè)備在技術(shù)上的兼容性?！?〕可擴展性原那么工程設(shè)計在充分考慮當(dāng)前情況的同時，必須考慮到今后較長時期內(nèi)業(yè)務(wù)開展的需要，留有充分的升級和擴充的可能性?！?〕可靠性原那么工程的設(shè)計必須貫徹可靠性原那么，使系統(tǒng)具有很高的可用性?！?〕經(jīng)濟適用性原那么在考慮必要的擴展性原那么下，使用功能適度的軟硬件產(chǎn)品。4.2系統(tǒng)功能特點〔1〕超低功耗，節(jié)能環(huán)保低功耗設(shè)計，采用太陽能供電的方式完全可以滿足大局部設(shè)備的需要。〔2〕采用下一代網(wǎng)絡(luò)——物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)采用最先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具有自組網(wǎng)、自愈合、云端計算等全新功能?！?〕采用無線技術(shù)采用Zigbee,3G，WSN等無線技術(shù)，安裝方便，攜帶方便，無建設(shè)本錢、無改造本錢，防止了布線帶來的火災(zāi)隱患，突破了有線只能在本地計算機進行查看和瀏覽的劣勢，用戶可以突破時間和地域的限制，隨時隨地的了解生產(chǎn)現(xiàn)場狀況?！?〕多種顯示方式采用LED顯示屏，液晶電視，電腦，等不同的顯示方式，適合在示范園區(qū)不同地方使用，充分表達現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代光電信息技術(shù)的融合?！?〕實時圖像與視頻監(jiān)控系統(tǒng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的根本概念是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)上作物與環(huán)境、土壤及肥力間的物物相聯(lián)的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，通過多維信息與多層次處理實現(xiàn)農(nóng)作物的最正確生長環(huán)境調(diào)理及施肥管理。但是作為管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員而言，僅僅數(shù)值化的物物相聯(lián)并不能完全營造作物最正確生長條件。視頻與圖像監(jiān)控為物與物之間的關(guān)聯(lián)提供了更直觀的表達方式。比方：哪塊地缺水了，在物聯(lián)網(wǎng)單層數(shù)據(jù)上看僅僅能看到水分數(shù)據(jù)偏低。應(yīng)該灌溉到什么程度也不能死搬硬套地僅僅根據(jù)這一個數(shù)據(jù)來作決策。因為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的不均勻性決定了農(nóng)業(yè)信息獲取上的先天性弊端，而很難從單純的技術(shù)手段上進行突破。視頻監(jiān)控的引用，直觀地反映了農(nóng)作物生產(chǎn)的實時狀態(tài)，引入視頻圖像與圖像處理，既可直觀反映一些作物的生長長勢，也可以側(cè)面反映出作物生長的整體狀態(tài)及營養(yǎng)水平?？梢詮恼w上給農(nóng)戶提供更加科學(xué)的種植決策理論依據(jù)。多種形式的報警功能，適合不同場合需要：可設(shè)定各監(jiān)控點位的溫濕度報警限值，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時可自動發(fā)出報警信號,并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的控制方式觸發(fā)相應(yīng)自動控制動作。報警方式有現(xiàn)場多媒體聲光報警、網(wǎng)絡(luò)客戶端報警、語音報警及短信息報警等，并可在不同的時刻通知不同的值班人員。遠程控制管理/故障診斷系統(tǒng)：遠程通過internet網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測相關(guān)信息〔環(huán)境信息與管理信息〕，同時可以參與設(shè)備控制。利用短信或信件形式定制查看相關(guān)信息。擴展性強：在系統(tǒng)設(shè)計時預(yù)留有相應(yīng)的接口，可以隨時增加監(jiān)測工程，如增加局部溫度測試端口、濕度測試端口等，甚至大規(guī)模增加測試探頭，系統(tǒng)的改良也可以在很短的時間內(nèi)完成。友好的控制軟件界面，簡單、明了：溫室模型與真實溫室相對應(yīng)，可以更直觀地控制各系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)所需要的環(huán)境參數(shù)，軟件會啟動相應(yīng)的設(shè)備實現(xiàn)用戶設(shè)定的環(huán)境要求。自動分析整理室內(nèi)外環(huán)境因子數(shù)據(jù)，以圖表形式得出分析結(jié)果。配合農(nóng)業(yè)專家輔助系統(tǒng)每個節(jié)點數(shù)據(jù)傳到信息中心，中心專家?guī)鞎鶕?jù)實際情況進行分析〔特殊情況要參考當(dāng)?shù)赝临|(zhì)情況〕，也可以遠程專家經(jīng)行會診，進而經(jīng)行相應(yīng)的控制作業(yè)。完全自動化：現(xiàn)有大型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)、農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的信息化改造，用自動化的技術(shù)手段替代了用戶現(xiàn)有的定期數(shù)據(jù)采集工作，提升了數(shù)據(jù)采集的準確度和可靠度，讓用戶可以將精力專注在數(shù)據(jù)的分析和整理上。4.3系統(tǒng)組成針對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)需求而開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)整體解決方案，主要包括三局部：〔1〕、園區(qū)信息采集局部：包括溫室空氣溫濕度信息監(jiān)測，土壤信息監(jiān)測，氣象信息監(jiān)測，視頻信息采集等?！?〕、園區(qū)設(shè)備的自動控制局部：包括溫室的溫度控制，遮陽控制，風(fēng)機，補光，加熱，開窗灌溉水肥控制等?！?〕、園區(qū)信息的發(fā)布與智能處理局部：包括LED信息發(fā)布系統(tǒng)，中央控制室的管理平臺，意外信息的報警處理等功能。4.4系統(tǒng)示意圖以下為示范園區(qū)信息化技術(shù)的示意圖在感知層，對園區(qū)的的各種信息進行全面的采集與監(jiān)測在傳輸層，通過光纖，以太網(wǎng)，無線的傳輸方式對信息進行傳輸與聚集〔如圖〕應(yīng)用層，對信息進行處理，智能決策，信息發(fā)布，并對園區(qū)溫室設(shè)備進行控制?！踩鐖D〕5、智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)介紹5.1環(huán)境參數(shù)采集子系統(tǒng)每一棟溫室配置一套無線綜合采集器，空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照等無線傳感器通過WSN無線傳感網(wǎng)組成一個智能無線網(wǎng)絡(luò)，多個溫室群將各自環(huán)境參數(shù)適時上傳給上位控制主機。5.2自動控制系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境參數(shù)采集系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)，以及各類作物適宜環(huán)境參數(shù)，驅(qū)動各類監(jiān)控器和濕簾降溫系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等構(gòu)成整個自動化控制網(wǎng)絡(luò)。5.2.1自動降溫原理：夏季采用自然和強制通風(fēng)降溫的方式進行降溫。由監(jiān)控儀根據(jù)目標溫度與實際室溫的偏差以及室溫的變化率進行模糊計算。先開啟頂開窗系統(tǒng)進行自然通風(fēng)調(diào)整溫室內(nèi)的溫度，經(jīng)過時間判斷后，如果溫度值還不能降低，再開啟側(cè)窗系統(tǒng)。如自然通風(fēng)不能降低溫室內(nèi)的溫度值，那么由電腦關(guān)閉自然通風(fēng)，采用強制通風(fēng)的方式來控制室內(nèi)濕度。強制通風(fēng)原理：通過延時計算關(guān)閉天窗，其次關(guān)閉側(cè)窗。開啟濕簾外翻窗，然后開啟風(fēng)機，進行溫度判斷，如果溫度還下不來，那么開啟濕簾水泵，如溫度還降不下來，那么計算時機開啟溫度過高報警，提示用戶需增加降溫設(shè)備。自動升溫原理：冬季采用暖氣加溫或地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的方式，由監(jiān)控儀根據(jù)目標溫度與實際室溫的偏差以及室溫的變化率進行模糊計算，通過調(diào)節(jié)暖氣恒溫閥的開合度來控制室內(nèi)溫度。5.2.2自動控制原理：由室內(nèi)傳感器采集溫室內(nèi)部的上、中、下三部溫度值來進行模糊計算出溫室內(nèi)的溫差值，如果溫差值過大，那么自動開啟循環(huán)風(fēng)機。同時采集溫室內(nèi)的濕度值，如果濕度值偏差過大，也自動開啟循環(huán)風(fēng)機，以平衡溫室內(nèi)的濕度偏差值。手動控制：新風(fēng)換氣機可由電腦操作人員通過控制進行人工操作，也可以進行定時通風(fēng)來到達通風(fēng)換氣的目的。5.2.3自動控制原理：在光照較高時，計算機通過室外氣象站系統(tǒng)采集的高靈敏度光照值，與計算機設(shè)定的控制目標進行比照，如高于計算機設(shè)定目標值，那么自動展開外拉幕，進行遮光。如低于計算機設(shè)定目標值，那么自動收攏外拉幕定時控制原理：可以由監(jiān)控儀定時進行遮陽，也可以由工作人員通過監(jiān)控儀操作。5.2.4補光控制子系統(tǒng)自動控制原理：計算機通過室內(nèi)數(shù)據(jù)采集器傳回來的高靈敏度的光照值，與設(shè)定目標值進行比照，如高于設(shè)定目標值，那么自動關(guān)閉補光燈。如低于設(shè)定目標值，那么自動翻開補光燈。定時控制：可通過多組定時器，來設(shè)置不同時間，開啟補光燈，開多長時間。LED補光燈：不同波長的光線對于植物光合作用的影響是不同的，植物光合作用需要的光線，波長在400~720nm左右。400~520nm〔藍色〕的光線以及610~720nm〔紅色〕對于光合作用奉獻最大。520~610nm〔綠色〕的光線，被植物色素吸收的比率很低。LED補光燈根據(jù)植物光合作用選擇光性的生長機理，采用LED做光源，按照科學(xué)的RB配比進行混色，人工合成植物生長所必需的光，光譜純，光譜集中在440-450，650-660。跟普通植物燈相比優(yōu)勢明顯，普通植物燈會輻射出對植物生長無用的紫外光跟紅外光，浪費大量電能，而LED植物生長燈采用電致發(fā)光機理，在同等光強的條件下，LED植物生長燈要比普通的植物生長燈節(jié)電80%以上。普通植物燈的壽命一般只有1000-5000小時，而LED補光燈的壽命能達30000-50000小時，長效，節(jié)能，光能利用率高，不產(chǎn)生對植物生長無效的光。5.2.5自動控制原理：在控制工程方面，采用穩(wěn)定工業(yè)PLC作為控制核心，采用高性能矢量變頻器作為水路恒壓控制核心，對灌溉、施肥、噴藥實施恒壓與壓力調(diào)節(jié)控制，實現(xiàn)節(jié)能、長時間無人值守的平安全自動控制，計算機內(nèi)部有一套根據(jù)土壤濕度傳感器采集的值，與設(shè)定目標值進行比照，如高于設(shè)定目標值，那么自動關(guān)閉灌溉閥門。如低于設(shè)定目標值，那么自動翻開灌溉閥門。定時控制：輪灌方式，可設(shè)定在某個時間段進行灌溉的方式，可每個小時灌溉一次，同時也可設(shè)定灌溉的次數(shù)。有效的保護了水泵，同時也使土壤更好的吸收水分。5.2.6自動控制原理：計算機內(nèi)部有一套根據(jù)室內(nèi)濕度傳感器的值，與設(shè)定目標值進行比照，如高于設(shè)定目標值，那么自動關(guān)閉噴霧閥門。如低于設(shè)定目標值，那么自動翻開噴霧閥門。定時控制：輪灌方式，可設(shè)定在某個時間段，進行灌溉的方式，可每個小時，灌溉一次，同時也可設(shè)定灌溉的次數(shù)。有效的保護了水泵，同時也使土壤更好的吸收水分。5.3智慧農(nóng)業(yè)自動化控制管理子系統(tǒng)軟件主要功能：系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：修改、存儲PC機及溫室環(huán)境監(jiān)控儀及室外氣象站中所有的運行參數(shù)及控制、報警條件參數(shù)。包括調(diào)整各設(shè)備內(nèi)部時鐘、數(shù)據(jù)測量及存儲間隔、設(shè)備運行狀態(tài)和性能參數(shù)、設(shè)定溫室內(nèi)部的目標溫度、濕度、光照強度及二氧化碳濃度值等。數(shù)據(jù)記錄存儲：每間隔一定的時間就自動將各智能溫室監(jiān)控儀中的測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入PC機中，同時對這些數(shù)據(jù)進行格式調(diào)整、組合及匯總、并存入數(shù)據(jù)庫文件中以備進行進一步的數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)查詢打?。河脩艨梢栽O(shè)定任意時間間隔〔從一分鐘到數(shù)年〕對任意一組數(shù)據(jù)進行各種限定條件下的測量數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)及報警信息的查詢、統(tǒng)計、分析、匯總，并以曲線和報表等多種形式顯示或打印出來。5.4視頻監(jiān)控子系統(tǒng)主要功能：溫室安防、生產(chǎn)無人值班溫室平安、防盜、生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)視、常規(guī)的病蟲害監(jiān)測。關(guān)鍵設(shè)備的圖像監(jiān)視對溫室自動控制室、關(guān)鍵性設(shè)備運行狀態(tài)及報警信息，進行圖像監(jiān)控。遠程圖像監(jiān)視視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入公網(wǎng)后，客戶可以通過遠程視頻，查看企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品及生產(chǎn)狀態(tài)〔如果客戶訪問量大，視頻多，對電腦的要求很高，否那么視頻瀏覽會有延遲〕。農(nóng)業(yè)專家可以通過遠程視頻及相關(guān)歷史環(huán)境參數(shù)，進行指導(dǎo)科學(xué)生產(chǎn)。5.5大屏幕信息發(fā)布系統(tǒng)信息發(fā)布系統(tǒng)分為顯示屏和大屏幕顯示電視墻終端。顯示屏用于實時顯示園區(qū)各溫室的環(huán)境測量值。顯示屏如下列圖所示。園區(qū)D顯示屏顯示屏的顯示信息一目了然，便于園區(qū)工作人員及時了解情況，采取應(yīng)對措施。同時園區(qū)管理中心可以通過無線信號發(fā)送通知，可以實時顯示，有利于政策的下達與落實。同時管理中心也可以無線控制基地的其他電子顯示屏，發(fā)布通知、政策等，大大的提高了園區(qū)的數(shù)字化管理水平。5.6中央控制室及管理軟件平臺監(jiān)控中心或者調(diào)度室主要應(yīng)用大屏幕顯示電視終端，可以實時顯示系統(tǒng)的運行情況。大屏幕顯示電視終端示意如圖下所示。管理軟件平臺提供數(shù)據(jù)管理，設(shè)備管理、自動控制管理、報警信息管理、知識庫管理等信息系統(tǒng)平臺具有環(huán)境因子〔空氣溫度、濕度、光照，室外氣象站〕數(shù)據(jù)采集與存儲功能。實時監(jiān)測環(huán)境因子，并可查看歷史環(huán)境因子指標，對生產(chǎn)過程進行有效監(jiān)控。選擇相應(yīng)日期，并選擇相關(guān)功能按鍵，可以進行歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計查詢。以及詳細數(shù)值指標的下載，方便農(nóng)業(yè)專家對作物生長進行診斷。各溫室環(huán)境指標控制范圍可獨立設(shè)置，適用于不同品種，不同種植季節(jié)，不同生長期，設(shè)置靈活。系統(tǒng)具備超限報警和遠程實時監(jiān)測功能。當(dāng)某溫室某項環(huán)境指標超出極限值，系統(tǒng)可通過語音或短信〔配置短信設(shè)備〕提示相關(guān)工作人員及時處理。在系統(tǒng)平臺下，基地領(lǐng)導(dǎo)可通過以太網(wǎng)，在任何時間及地點，隨意觀察基地溫室內(nèi)環(huán)境信息?；販厥邑撠?zé)人每天可定時收到其負責(zé)溫室的環(huán)境信息，方便其工作安排。通過本系統(tǒng)建立相關(guān)作物生長數(shù)據(jù)庫，可作為相關(guān)研究依據(jù)及指導(dǎo)作物種植。幫助生產(chǎn)管理人員積累種植經(jīng)驗和生產(chǎn)管理策略，高效控制種植管理全過程，實現(xiàn)工廠化管理。系統(tǒng)軟件適用于互聯(lián)網(wǎng)瀏覽，查看環(huán)境數(shù)據(jù)采集、視頻瀏覽、自動控制。視頻監(jiān)控可通過INTERNET實現(xiàn)權(quán)限訪問。通過互聯(lián)網(wǎng)，客戶或客商可實際查看溫室中作物當(dāng)前生長狀態(tài)。6、工程的需求6.1、本工程的需求分析：〔1〕觀光大棚視頻監(jiān)控建設(shè)需求：觀光大棚內(nèi)4個角落各設(shè)計安裝一個可360度旋轉(zhuǎn)攝像頭〔建議〕〔2〕觀光大棚環(huán)境信息采集建設(shè)需求：根據(jù)基地現(xiàn)場場地分布情況安裝放置3套無線空氣溫、度濕度采集點、3套無線土壤溫度、濕度采集點、3套二氧化碳采集點、2套無線光照采集點情況信息、1套自動噴水系統(tǒng)、1套自動補光系統(tǒng)?！?〕觀光大棚現(xiàn)場控制系統(tǒng)建設(shè)：現(xiàn)場需要到達本地和異地控制的功能效果，按照要求觀光大棚布局設(shè)計1套自動控制柜，并具備大屏幕液晶觸摸屏現(xiàn)場顯示系統(tǒng)的各項功能〔溫室的實時采集的環(huán)境數(shù)據(jù)、觸摸式控制平臺〕。〔4〕后臺控制軟件系統(tǒng)的建設(shè)：針對工程現(xiàn)場的大棚布置和環(huán)境采集的數(shù)量已經(jīng)需要控制的區(qū)域開發(fā)配套的管理應(yīng)用軟件平臺?！?〕中央控制室平臺建設(shè)：在種植基地的管理中心辦公室劃出一間35平方左右的房間，需通網(wǎng)絡(luò)〔固定IP地址〕、電。并室內(nèi)環(huán)境保持通風(fēng)、防潮濕。系統(tǒng)需配三聯(lián)操作臺一臺、工控機計算機一套、硬盤錄像機一套2*246寸LED大屏幕顯示墻。6.2、觀光大棚系統(tǒng)設(shè)計方案：在工程實施的系統(tǒng)中重點系統(tǒng)：觀光大棚內(nèi)環(huán)境信息采集、環(huán)境信息數(shù)據(jù)的傳輸、