水培技術方案

1、 計算機控制系統(tǒng)技術方案總論:水培蔬菜生長計算機控制系統(tǒng)通過由檢測植物生長相關的氣候因子（如溫度、濕度、光照強度、CO2濃度、營養(yǎng)EC值等）的感應傳感器組成的檢測系統(tǒng)，操作水泵、電磁閥、噴霧裝置、熱風爐、加溫線、補光燈、CO2發(fā)生器等裝置組成執(zhí)行部分，利用計算機管理控制，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)自動化的控制和調(diào)節(jié)。首先智能感測器會對環(huán)境因子數(shù)據(jù)進行采集與感受，把外界感應的溫、光、氣、熱、營養(yǎng)等植物生長因子變化的量得以數(shù)字化，通過計算機系統(tǒng)針對采集的數(shù)據(jù)進行運算，再按預先輸傳感器及數(shù)模轉換，變成數(shù)字信號，傳輸給執(zhí)行操作系統(tǒng)（具體由加濕系統(tǒng)、人工補光系統(tǒng)、營養(yǎng)液補充系統(tǒng)、電場殺菌與光合促進系統(tǒng)、碳酸水生成系

2、統(tǒng)、富氧水制備系統(tǒng)等組成）來完成各項作業(yè)及對溫光氣熱等生長因子的精確回歸調(diào)控。植物生長計算機控制系統(tǒng)主要原理運用：1微域環(huán)境控制理論微域環(huán)境控制理論要求檢測環(huán)境因子傳感器要做到能代表微環(huán)境空間，把檢測各種環(huán)境參數(shù)的傳感器進行集成，并把它擺放至距作物生長最接近的微環(huán)境空間里，這樣才能檢測到最接近作物生長所需的溫光氣熱水等參數(shù)。2模糊區(qū)間控制理論植物生長對于溫度和濕度的要求范圍較寬。如溫度只需控制在1533度間之間就可，空氣濕度在60-80%之間，光照強度在5000LX80000LX之間。植物生長計算機控制系統(tǒng)關鍵技術包括：1溫度與濕度、水份的變化是比較頻繁和無規(guī)律的，智能化葉片感測器設置為如微小

3、幼苗的帶葉莖段，相對準確的檢測到微環(huán)境參數(shù)，包括葉片表面水分蒸發(fā)系數(shù)、空氣濕度系數(shù)、溫度系數(shù)、EC值等，同時實際情況進行相應的升級以保證其檢測的敏感度。2感測器感測的氣候因子隨時在變化、非線性的，所以在系統(tǒng)中采用延時執(zhí)行的控制方法，而且不達上下限的閾值，不發(fā)指令，即使發(fā)出執(zhí)行指令，也是采用間歇法，讓傳感器接受到真實信號后，再進行執(zhí)行。具體執(zhí)行： ( 1 )蔬菜工廠營養(yǎng)液自動配給循環(huán)系統(tǒng) 本項目以水培為主要方式，營養(yǎng)液以濃縮液供給方式，通過導管根據(jù)蔬菜需要按比例由水肥一體機輸送到培養(yǎng)槽。其中，對營養(yǎng)液各項指標進行實時監(jiān)控，主要包括EC值、PH值主要微量元素等，以滿足水培蔬菜生長需求。（1） 蔬菜

4、工廠生長環(huán)境智能監(jiān)控控系統(tǒng) 按照蔬菜生長需要進行環(huán)境監(jiān)測。包括對蔬菜生長環(huán)境的溫度、濕度、光照度、CO2濃度、生長槽內(nèi)營養(yǎng)液溫度、PH、EC、等實時監(jiān)測。把監(jiān)測到的環(huán)境參數(shù)和事先預置的環(huán)境參數(shù)做相應的比較和處理，更加及時和準確的通過云平臺管控對蔬菜工廠進行控制，包括營養(yǎng)液自動配給系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、育苗等各個子系統(tǒng)。應用軟件開發(fā)，電腦客戶端和手機APP可以實時完成消息推送功能，將蔬菜工廠的各種環(huán)境參數(shù)、異常報警信息等實時推送到手機和電腦客戶端。 一個種植模塊只有一個環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，用來把環(huán)境中各個參數(shù)、設備運行狀態(tài)、異常信息通過GPRS無線網(wǎng)絡上傳到云端服務器，同時還實時接收來自云端服務器的控制

5、或設置命令。 溫室環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)應用程序功能模塊圖 監(jiān)控系統(tǒng)應用程序 顯示模塊實時采集模塊塊系統(tǒng)設置模塊控制模塊人 機 交 互 界 面調(diào) 節(jié) 設 備 管 控數(shù) 據(jù) 實 時 顯 示無 線 網(wǎng) 絡 連 接模 式 參 數(shù) 設 置工 作 模 式 選 擇運 行 狀 態(tài) 監(jiān) 測 （3）無線監(jiān)控網(wǎng)絡通信系統(tǒng)設計 本項目選用已有的GPRS網(wǎng)絡來實現(xiàn)蔬菜工廠本地數(shù)據(jù)和云平臺的數(shù)據(jù)交互。由于GPRS網(wǎng)絡基本上已全覆蓋全中國，所以不用再擔心蔬菜工廠是否有網(wǎng)線和WIFI網(wǎng)絡，可以很方便的與外網(wǎng)通信。 為了不受距離限制和與互聯(lián)網(wǎng)連接便捷，本項目選擇GPRS無線網(wǎng)絡作為本地和云服務器通信的媒介。GPRS通信擁有瞬間上網(wǎng)

6、、永遠在線、快速傳輸、按量計費、自由切換、安全穩(wěn)定等優(yōu)點，同時也給遠程訪問帶來極大的方便，所以非常適合在野外做通信媒介。 整體框架：中斷執(zhí)行單元+GPRS無線網(wǎng)絡+云服務器+手持設備或電腦 溫室1溫室2溫室3溫室N傳 感 器 集 2執(zhí) 行 單 元 N執(zhí) 行 單 元 2傳 感 器 集 3執(zhí) 行 單 元 3傳 感 器 集 N傳 感 器 集 1 執(zhí) 行 單 元 1 （4） 云平臺的搭建 相比本地服務器，云平臺具有運行穩(wěn)定、安全可靠、操作便捷、節(jié)約成本、數(shù)據(jù)交換迅速等諸多優(yōu)點。在全國任何一個只要有網(wǎng)絡的地方都可以去訪問云平臺，不再讓你的訪問具有局域性和滯后性。云平臺上將會搭建一個數(shù)據(jù)庫，用來存放從各個溫室大棚反