現代溫室大棚監(jiān)測控制系統(tǒng)技術特點與典型應用

1、現代溫室大棚監(jiān)測控制系統(tǒng)技術特點與典型應用概述隨著國民經濟的迅速發(fā)展，現代農業(yè)得到了長足的進步，溫室工程已成為高效農業(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，已成為現代農業(yè)發(fā)展的重要手段和措施。溫室大棚監(jiān)測控制系統(tǒng)的功能在于以先進的技術和現代化設施，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的影響，做到常年工廠化，進行高效率，高產值和高效益的生產。托普物聯網研制的溫室大棚監(jiān)測控制系統(tǒng)是用通用組態(tài)軟件結合自動化設備在現代農業(yè)上的一個典型應用，該系統(tǒng)很好地完成了溫室大棚環(huán)境監(jiān)控的各項需求，為此類需求呈現了一個成熟的方案。一、溫室大棚監(jiān)測控制系統(tǒng)簡介1、系統(tǒng)定義智能溫室監(jiān)測系

2、統(tǒng)就是根據無線網絡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、光照強度、植物養(yǎng)分含量等參數。該系統(tǒng)利用物聯網技術，可實時遠程獲取溫室大棚內部的空氣溫濕度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、光照強度及視頻圖像，通過模型分析，遠程或自動控制濕簾風機、噴淋滴灌、內外遮陽、頂窗側窗、加溫補光等設備，保證溫室大棚內環(huán)境最適宜作物生長，為作物高產、優(yōu)質、高效、生態(tài)、安全創(chuàng)造條件。同時，該系統(tǒng)還可以通過手機、PDA、計算機等信息終端向農戶推送實時監(jiān)測信息、預警信息、農技知識等，實現溫室大棚集約化、網絡化遠程管理，充分發(fā)揮物聯網技術在設施農業(yè)生產中的作用。本系統(tǒng)

3、適用于各種類型的日光溫室、連棟溫室、智能溫室。2、系統(tǒng)組成該系統(tǒng)包括：傳感終端、通信終端、無線傳感網、控制終端、監(jiān)控中心和應用軟件平臺。（1）傳感終端溫室大棚環(huán)境信息感知單元由無線采集終端和各種環(huán)境信息傳感器組成。環(huán)境信息傳感器監(jiān)測空氣溫濕度、土壤水分溫度、光照強度、二氧化碳濃度等多點環(huán)境參數，通過無線采集終端以GPRS方式將采集數據傳輸至監(jiān)控中心，以指導生產。（2）通信終端及傳感網絡建設溫室大棚無線傳感通信網絡主要由如下兩部分組成：溫室大棚內部感知節(jié)點間的自組織網絡建設；溫室大棚間及溫室大棚與農場監(jiān)控中心的通信網絡建設。前者主要實現傳感器數據的采集及傳感器與執(zhí)行控制器間的數據交互。溫室大棚環(huán)

4、境信息通過內部自組織網絡在中繼節(jié)點匯聚后，將通過溫室大棚間及溫室大棚與農場監(jiān)控中心的通信網絡實現監(jiān)控中心對各溫室大棚環(huán)境信息的監(jiān)控。（3）控制終端溫室大棚環(huán)境智能控制單元由測控模塊、電磁閥、配電控制柜及安裝附件組成，通過GPRS模塊與管理監(jiān)控中心連接。根據溫室大棚內空氣溫濕度、土壤溫度水分、光照強度及二氧化碳濃度等參數，對環(huán)境調節(jié)設備進行控制，包括內遮陽、外遮陽、風機、濕簾水泵、頂部通風、電磁閥等設備。（4）視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為數據信息的有效補充，基于網絡技術和視頻信號傳輸技術，對溫室大棚內部作物生長狀況進行全天候視頻監(jiān)控。該系統(tǒng)由網絡型視頻服務器、高分辨率攝像頭組成，網絡型視頻服務器主要用以提供

5、視頻信號的轉換和傳輸，并實現遠程的網絡視頻服務。在已有Internet上，只要能夠上網就可以根據用戶權限進行遠程的圖像訪問、實現多點、在線、便捷的監(jiān)測方式。（5）監(jiān)控中心監(jiān)控中心由服務器、多業(yè)務綜合光端機、大屏幕顯示系統(tǒng)、UPS及配套網絡設備組成，是整個系統(tǒng)的核心。建設管理監(jiān)控中心的目的是對整個示范園區(qū)進行信息化管理并進行成果展示。（6）應用軟件平臺通過應用軟件平臺可將土壤信息感知設備、空氣環(huán)境監(jiān)測感知設備、外部氣象感知設備、視頻信息感知設備等各種感知設備的基礎數據進行統(tǒng)一存儲、處理和挖掘，通過中央控制軟件的智能決策，形成有效指令，通過聲光電報警指導管理人員或者直接控制執(zhí)行機構的方式調節(jié)設施內

6、的小氣候環(huán)境，為作物生長提供優(yōu)良的生長環(huán)境。二、功能敘述溫室環(huán)境包括非常廣泛的內容，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、CO2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據分析，保存歷史數據。本系統(tǒng)主要具備以下幾部分功能：綜合環(huán)境控制采用計算機實現環(huán)境參數比較分析，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。CO2 發(fā)生裝置按需比例調節(jié)環(huán)境CO2濃度，夏季室外屋頂噴淋，在保證室內光照強度的前提下，組合調節(jié)環(huán)境溫度與通風，達到強制降低環(huán)境溫度的效果。通過計算機對溫室各電動

7、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。肥水灌溉控制采用計算機肥水灌溉運籌系統(tǒng)。根據作物區(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)主要是根據作物生產需要，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。緊急狀態(tài)處理采用計算機實測環(huán)境參數、狀態(tài)極限值反饋報警保護系統(tǒng)。根據作物的各項參數設定溫室環(huán)境的極限值和作物生長環(huán)境參數極限值報警保護系統(tǒng)，提高了整個系統(tǒng)安全性。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算機完成。主機通過局部數字通訊網絡與現場控制機相連，實現遠動

8、雙向控制及全系統(tǒng)集中數據處理。其功能包括運行實時參數執(zhí)行器模擬狀態(tài)顯示，歷史數據存儲、檢索，數據平均值報表、曲線顯示與打印。三、溫室的環(huán)境參數指標針對本系統(tǒng)所涉及的兩棟溫室，根據栽培的作物和所處的環(huán)境，具體參數如下：1. 葡萄溫室a、在冬季休眠期約90多天需保持溫室內溫度為5。休眠期以后白天需控制溫室內溫度為25-30，夜間需控制在15-18。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7-7.5。f、EC值離子總濃度保持在1-2，隨時進行調整。2. 黃瓜、番茄溫室

9、：a、在苗期需保持溫室內溫度在13-15，定植后白天上午應保持在25-28，下午應保持在20-25，夜間應保持在15-18。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，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。以上參數在監(jiān)控軟件中進行編寫，環(huán)境

10、參數超出設定范圍時進行相應調節(jié)同時產生報警提醒值班人員注意。托盤物聯網簡介托普物聯網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領先的農業(yè)儀器研發(fā)生產商，依據自身在農業(yè)領域的研發(fā)實力，和自主研發(fā)的配套設備，在農業(yè)物聯網領域嶄露頭角！托普物聯網以客戶需求為源頭，結合現代農業(yè)科技、通信技術、計算機技術、GIS信息技術，以及物聯網技術，竭誠為傳統(tǒng)行業(yè)提供信息化、智能化的產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、水產養(yǎng)殖管理解決方案、溫室大棚智能控制解決方案等。托普物聯網三大系統(tǒng)產品我們知道物聯網主要包括

11、三大層次，即感知層、傳輸層和應用層。因此托普物聯網產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)（數據傳輸處理網絡）、應用系統(tǒng)（終端智能控制平臺。）托普物聯網模塊化智能集成系統(tǒng)托普物聯網依據自身研發(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)所需數據監(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、自動噴藥等各類農業(yè)生產所需的自動控制。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)控中心或異地互聯網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)。可以通過聲光報警、短信報警、語音報警等方式進行預警。5、溯源模塊：即農產品安全溯源系統(tǒng)。該系統(tǒng)對農產品從種植準備階段、種植和培育階段、生長階段、收獲階段等對作物生