智能溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案設(shè)計(jì)范本

年4月19日智能溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案設(shè)計(jì)文檔僅供參考智能溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案設(shè)計(jì)一、溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述隨著國民經(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，溫室工程已成為高效農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分。計(jì)算機(jī)自動(dòng)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(jìn)的技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)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(jìn)行高效率，高產(chǎn)值和高效益的生產(chǎn)。溫室大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是用通用組態(tài)軟件結(jié)合自動(dòng)化設(shè)備在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)上的一個(gè)典型應(yīng)用，該系統(tǒng)很好地完成了溫室大棚環(huán)境監(jiān)控的各項(xiàng)需求，為此類需求呈現(xiàn)了一個(gè)成熟的方案。二、溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能敘述溫室環(huán)境包括非常廣泛的內(nèi)容，但一般所說的溫室環(huán)境主要指空氣與土壤的溫濕度、光照、CO2濃度等。計(jì)算機(jī)經(jīng)過各種傳感器接收各類環(huán)境因素信息，經(jīng)過邏輯運(yùn)算和判斷控制相應(yīng)溫室設(shè)備運(yùn)作以調(diào)節(jié)溫室環(huán)境。輸出和打印設(shè)備可幫助種植者作全面細(xì)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(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)比較分析，四季連續(xù)工況調(diào)控系統(tǒng)。，比例調(diào)節(jié)環(huán)境溫度、濕度與通風(fēng)。CO2發(fā)生裝置按需比例調(diào)節(jié)環(huán)境CO2濃度，夏季室外屋頂噴淋，在保證室內(nèi)光照強(qiáng)度的前提下，組合調(diào)節(jié)環(huán)境溫度與通風(fēng)，達(dá)到強(qiáng)制降低環(huán)境溫度的效果。經(jīng)過計(jì)算機(jī)對(duì)溫室各電動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)行整體調(diào)節(jié)，自動(dòng)調(diào)控到作物生長所需求的溫、濕、光、水、氣等條件，另外經(jīng)過臭氧消毒凈化器對(duì)溫室進(jìn)行消毒。2.2肥水灌溉控制采用計(jì)算機(jī)肥水灌溉運(yùn)籌系統(tǒng)。根據(jù)作物區(qū)的需要，對(duì)水培區(qū)的營養(yǎng)液成分，PH和EC值進(jìn)行綜合調(diào)控。對(duì)基培和土培區(qū)主要是根據(jù)作物生產(chǎn)需要，設(shè)定基質(zhì)、土壤的水勢(shì)值，自動(dòng)調(diào)節(jié)滴灌、噴灌系統(tǒng)的灌溉時(shí)間和次數(shù)。2.3緊急狀態(tài)處理采用計(jì)算機(jī)實(shí)測(cè)環(huán)境參數(shù)、狀態(tài)極限值反饋報(bào)警保護(hù)系統(tǒng)。根據(jù)作物的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)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(bào)警保護(hù)系統(tǒng)，提高了整個(gè)系統(tǒng)安全性。2.4信息處理采用計(jì)算機(jī)集散控制信息管理系統(tǒng)。信息處理由中心控制計(jì)算機(jī)完成。主機(jī)經(jīng)過局部數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)雙向控制及全系統(tǒng)集中數(shù)據(jù)處理。其功能包括運(yùn)行實(shí)時(shí)參數(shù)執(zhí)行器模擬狀態(tài)顯示，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索，數(shù)據(jù)平均值報(bào)表、曲線顯示與打印。2.5溫室的環(huán)境參數(shù)指標(biāo)（不同的作物參數(shù)不同）三、方案應(yīng)用設(shè)計(jì)針對(duì)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：1.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5℃。休眠期以后白天需控制溫室內(nèi)溫度為25-30℃，夜間需控制在15b、濕度需保持在50-75%不能超過95%。c、光照強(qiáng)度應(yīng)保持在45000-55000勒克斯d、二氧化碳濃度在上午日出后到10點(diǎn)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(shí)進(jìn)行調(diào)整。2.黃瓜、番茄溫室：a、在苗期需保持溫室內(nèi)溫度在13-15℃，定植后白天上午應(yīng)保持在25-28℃，下午應(yīng)保持在20-25℃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(qiáng)度番茄應(yīng)保持在50000勒克斯左右，保證12個(gè)小時(shí)光照；黃瓜應(yīng)保持在40000勒克斯左右，保證8-10小時(shí)光照。d、二氧化碳濃度在上午日出后到10點(diǎn)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(shí)進(jìn)行調(diào)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(guān)鍵。以上參數(shù)在監(jiān)控軟件中進(jìn)行編寫，環(huán)境參數(shù)超出設(shè)定范圍時(shí)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)同時(shí)產(chǎn)生報(bào)警提醒值班人員注意。四、功能與使用說明(1)農(nóng)業(yè)大棚的溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上裝有液晶屏，可在線實(shí)時(shí)采集和記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的溫度、濕度、煙霧、光照等各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)情況。當(dāng)該系統(tǒng)接通電源時(shí)，液晶屏上會(huì)顯示三個(gè)大棚內(nèi)的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)。(2)能夠經(jīng)過按鍵能夠切換液晶屏上顯示的內(nèi)容。(3)上位機(jī)能夠存儲(chǔ)大棚的歷史數(shù)據(jù)信息。(4)單片機(jī)與單片機(jī)之間的多機(jī)通信：經(jīng)過主機(jī)(單片機(jī))能夠看到另外兩個(gè)大棚的溫度，濕度，光照強(qiáng)度，有無人，有無煙霧等信息。方便用戶對(duì)所有大棚的信息。方便用戶對(duì)所有大棚的信息查看。(5)控制中心軟件采用C#編寫的上位機(jī)圖形界面，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)終端與單片機(jī)之間的通信。經(jīng)過上位機(jī)終端實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)檢測(cè)的溫度、濕度、光照、煙霧等變化，統(tǒng)計(jì)溫度、濕度、光照等環(huán)境數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)。(6)當(dāng)上位機(jī)顯示的溫度、濕度、光照超過所定限值時(shí)，上傳報(bào)警信息并進(jìn)行本地及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，且單片機(jī)系統(tǒng)中蜂鳴器也會(huì)開始報(bào)警，同時(shí)小燈不停的閃亮。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)硬件和軟件選擇設(shè)計(jì)系統(tǒng)的關(guān)鍵是硬件和軟件的穩(wěn)定性，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和比較選用以下配置。硬件配置：研祥工業(yè)計(jì)算機(jī)P42.0G/256M/40G/20英寸彩顯；西門子PLCS7-200；軟件配置：系統(tǒng)WINDOWS；組態(tài)軟件6.1網(wǎng)絡(luò)版。3.2軟件設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)智能化溫室控制的關(guān)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(shè)計(jì)不同的控制方案和參數(shù)。2）實(shí)時(shí)參數(shù)的檢測(cè)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化。3.2.1配方管理模塊實(shí)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(shè)計(jì)出不同的配方。軟件提供了簡(jiǎn)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，操作人員能夠經(jīng)過操作畫面，進(jìn)行方便修改。詳細(xì)表示式如下：3.2.2實(shí)時(shí)參數(shù)的檢測(cè)實(shí)時(shí)參數(shù)的檢測(cè)永遠(yuǎn)是一線生產(chǎn)最主要的環(huán)節(jié)，及時(shí)反應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)情況，本系統(tǒng)選擇的檢測(cè)儀表全部都是輸出標(biāo)準(zhǔn)4-20mA信號(hào)。針對(duì)農(nóng)藝園溫室的應(yīng)用環(huán)境特點(diǎn)是濕度較大，因此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(jì)和二氧化碳分析儀等，在檢測(cè)部位容易凝結(jié)水珠，因此維護(hù)的頻率要相對(duì)提高，一般需要4天左右就維護(hù)一次，這樣才能作到實(shí)時(shí)參數(shù)檢測(cè)及時(shí)準(zhǔn)確。3.2.3數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化由于技術(shù)中心遠(yuǎn)離溫室現(xiàn)場(chǎng)，而技術(shù)人員需要實(shí)時(shí)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(luò)化就是必須的。該軟件能夠有2種方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化，一是WEB功能；二是遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫功能。WEB功能只能遠(yuǎn)程瀏覽而無權(quán)限修改參數(shù)，因此不適用本系統(tǒng)，定義遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫很好的實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化。3.3軟件實(shí)施說明系統(tǒng)主要對(duì)溫度、濕度、光照等指標(biāo)進(jìn)行控制。以葡萄溫室為例，休眠期溫室的溫度保持在5℃，休眠期后白天控制