智能溫室解決處理辦法

1、項(xiàng)目解決方案智能溫室大棚自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)C哈爾濱凱納科技股份有限公司2012年2月24日151.概述2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.監(jiān)測(cè)內(nèi)容及控制方式3.1.控制模式及控制效果32數(shù)據(jù)采集3.2.1.溫度監(jiān)測(cè)及控制3.2.2.濕度監(jiān)測(cè)及控制3.2.3.光照監(jiān)測(cè)及控制3.2.4.目錄CO2、02濃度監(jiān)測(cè)及控制103.3.設(shè)備監(jiān)測(cè)與控制12.3.3.1.灌溉及噴藥施肥控制123.3.2.分塊控制12.3.3.3.報(bào)警控制13.3.3.4.節(jié)點(diǎn)故障通知13.3.3.5.備用冗余功能143.3.6.自定義控制模式143.3.7.生長(zhǎng)記錄儀、視頻監(jiān)控及工作視頻記錄儀3.4.數(shù)據(jù)平臺(tái)1.5.3.4.1.空間數(shù)據(jù)場(chǎng)1.5.3.

2、4.2.歷史數(shù)據(jù)分析163.4.3.閾值報(bào)警16.3.4.4.遠(yuǎn)程控制16.3.5.監(jiān)控終端174.擴(kuò)展解決方案18.4.1.室外氣候監(jiān)測(cè)18.4.2.特殊植物光照生長(zhǎng)環(huán)境模擬194.3.播放音樂(lè)控制19.4.4.優(yōu)化控制系統(tǒng)19.1. 概述隨著我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，全國(guó)各地根據(jù)需要普遍建設(shè)了日 光溫室和塑料大棚為農(nóng)作物創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境。 而現(xiàn)有的大多數(shù)溫 室大棚的檢測(cè)與控制都采用人工管理，存在測(cè)控精度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大 等弊端，增加了成本浪費(fèi)資源，且難達(dá)到預(yù)期效果。因此，科學(xué)合理 地調(diào)節(jié)溫室大棚內(nèi)溫度、濕度及二氧化碳的含量，促使溫室大棚內(nèi)形 成有利于蔬菜，水果生長(zhǎng)的環(huán)境，確保溫室大棚內(nèi)的蔬菜

3、和水果早熟、 優(yōu)質(zhì)和高效益產(chǎn)出。通過(guò)設(shè)計(jì)智能溫室自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的一些重 要參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和控制，例如：空氣的溫度、濕度、二氧化碳含量、 土壤的含水量等。使用自動(dòng)化監(jiān)控調(diào)節(jié)溫室大棚內(nèi)溫度、 濕度與二氧 化碳含量等參數(shù)，為溫室大棚內(nèi)的蔬菜和水果的生長(zhǎng)創(chuàng)造最優(yōu)良的環(huán) 境，最終提高生產(chǎn)效率增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。而且在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中有效控制環(huán)境不僅能生產(chǎn)出高效益的作物，還能為 工作人員提供安全、舒適的工作環(huán)境。2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能溫室大棚控制系統(tǒng)是針對(duì)溫室大棚正常有效運(yùn)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)溫室大棚 生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)一套具有高可靠性、安全

4、性、可擴(kuò)展性的軟硬件系統(tǒng)。分為上段中控平臺(tái)和下端控制節(jié)點(diǎn)。上端中控平臺(tái)有多種選擇，可選用凱納物聯(lián)網(wǎng)感知應(yīng)用平臺(tái)或者 是為客戶專門(mén)定制的操作監(jiān)測(cè)平臺(tái)。平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、查詢、運(yùn)算、 建模、統(tǒng)計(jì)、控制、存儲(chǔ)、分析、報(bào)警等多項(xiàng)功能。目前此平臺(tái)已經(jīng) 具有國(guó)際同類產(chǎn)品的所有功能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品。下端控制節(jié) 點(diǎn)與上端平臺(tái)通過(guò)有線或無(wú)線方式連接在一起，下端結(jié)構(gòu)可獨(dú)立運(yùn) 行。下端節(jié)點(diǎn)連接所有的傳感器，根據(jù)傳感器的返回值計(jì)算，構(gòu)造適合植物生長(zhǎng)的模型。傳感器、控制器傳感器、控制器語(yǔ)音呼叫智能溫室大棚控制系統(tǒng)組成:計(jì)量?jī)x表:使用終端傳感器測(cè)量溫度、濕度、設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)通過(guò) 數(shù)據(jù)線傳送給數(shù)據(jù)采集儀數(shù)據(jù)采集

5、儀數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)算、控制、存儲(chǔ)、發(fā)送功能，溫度、濕度的限制 控制，異常報(bào)警等。3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通過(guò)3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸功能。數(shù)據(jù)平臺(tái)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收、顯示、查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表打印、歷史數(shù)據(jù)分析、 閾值報(bào)警、發(fā)布遠(yuǎn)程控制命令。監(jiān)控終端工作人員通過(guò)終端或3G手機(jī)可實(shí)時(shí)對(duì)溫室大棚的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行 查看以及下發(fā)命令控制設(shè)備。;|數(shù)據(jù)采集控制儀通'數(shù)據(jù)采集控制儀向雙"a控制溫破: 控制傳感 器 臾器J控制濕度器器控制課器器控制器C02I傳感器控制器02 傳感.器Q -噴水灌溉系統(tǒng)（溫控系統(tǒng)加濕系統(tǒng)光照系統(tǒng)' CO發(fā)生儀（0發(fā)生儀農(nóng)藥 噴灑 系統(tǒng)JL環(huán)境報(bào) 控制模擬,系統(tǒng)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)

6、故障自診斷系統(tǒng)生長(zhǎng) 記錄 系統(tǒng)視頻I語(yǔ)音 監(jiān)控，語(yǔ)音 系統(tǒng)I系統(tǒng)音樂(lè)I用戶自 播放，定義系 系統(tǒng)統(tǒng)圖2下端控制節(jié)點(diǎn)3. 監(jiān)測(cè)內(nèi)容及控制方式在溫室大棚內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)信息檢測(cè)與控制，通過(guò)配備無(wú)線傳感節(jié) 點(diǎn)，信息采集和信息路由設(shè)備、配備無(wú)線傳感傳輸系統(tǒng)，每個(gè)基點(diǎn)配 置無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)，每個(gè)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測(cè)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(wú)線 傳感匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、顯示和數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)所有溫室大 棚檢測(cè)點(diǎn)信息的獲取、管理、動(dòng)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，根據(jù)種植作物的

7、需求提供各種聲光報(bào)警信息和 短信報(bào)警信息，并根據(jù)以上各類信息的反饋進(jìn)行自動(dòng)灌溉、自動(dòng)施肥、 自動(dòng)噴灑農(nóng)藥。3.1.控制模式及控制效果智能溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)監(jiān)測(cè)及控制和全手動(dòng)監(jiān) 測(cè)及控制，除了可以根據(jù)客戶需要實(shí)現(xiàn)局部手動(dòng)控制結(jié)合整體自動(dòng)控制的生物模擬技術(shù)模擬出最適合棚內(nèi)植物生長(zhǎng)的環(huán)境以外，還可以通 過(guò)控制棚內(nèi)溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤環(huán)境、光照強(qiáng)度及光照波長(zhǎng)來(lái)模擬出最適合相應(yīng)植物的生長(zhǎng)環(huán)境模型，從而提高作物的品質(zhì) 及產(chǎn)量，縮短植物的生長(zhǎng)周期。整套系統(tǒng)可以通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行手動(dòng)控制與自動(dòng)控制進(jìn)行切換，也可以在下端控制終端節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)控制方式的切換。在中控的上位機(jī)或者是下端控制終

8、端節(jié)點(diǎn)的控制終端上進(jìn)行手動(dòng)控制進(jìn)行對(duì)任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的外圍電氣設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)控制、狀態(tài)查詢、輸出模 擬調(diào)節(jié)。這樣既方便管理者全局調(diào)配管理及統(tǒng)計(jì)工作又可以讓生產(chǎn)人 員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況做出第一時(shí)間的適當(dāng)操作。32數(shù)據(jù)采集321.溫度監(jiān)測(cè)及控制通過(guò)整體和局部的溫度監(jiān)測(cè)和溫度控制模型，分別對(duì)室外溫度、室內(nèi)空氣溫度、地表溫度、土壤溫度數(shù)據(jù)的分析、監(jiān)測(cè)和比對(duì)。通過(guò) 模型計(jì)算，采用室外室內(nèi)結(jié)合，上中下全立體的控制計(jì)算模型，制造 出最適宜植物生長(zhǎng)的模擬生物環(huán)境。具體功能方法如下(1) 室外空氣溫度與室內(nèi)空氣溫度監(jiān)測(cè)通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)棚外溫度與棚內(nèi)指定區(qū)域的空氣環(huán)境溫度, 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)儀表、顯示單元或中控顯示單元顯示數(shù)據(jù)。

9、并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存 儲(chǔ)，分析計(jì)算等功能。(2) 室內(nèi)溫度控制根據(jù)室內(nèi)溫度傳感器的返回值，再根據(jù)預(yù)先設(shè)定區(qū)域的溫度值(土壤、地表、空氣)，通過(guò)變頻加熱設(shè)備對(duì)局部或整體的空氣溫度進(jìn)行PID控制調(diào)節(jié),從而節(jié)省加熱能源。并可對(duì)局部進(jìn)行適應(yīng)相應(yīng)植物的生長(zhǎng)環(huán)境溫度。還可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求進(jìn)行手動(dòng)控制加熱。(3) 地表溫度監(jiān)測(cè)根據(jù)特殊位置的高精度傳感器對(duì)地表溫度進(jìn)行測(cè)量，并將返回測(cè)量值通過(guò)控制節(jié)點(diǎn)傳至控制器及中控上位機(jī)顯示出來(lái)。并將數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)，參與數(shù)據(jù)計(jì)算及歷史分析。(4) 土壤溫度通過(guò)埋設(shè)在土壤中不同深度的特殊溫度傳感器、溫度傳感變送器來(lái)監(jiān)測(cè)土壤的溫度。下端控制設(shè)備節(jié)點(diǎn)將根據(jù)土壤溫度的數(shù)值進(jìn)行 計(jì)算。將土壤溫度數(shù)據(jù)

10、在下端設(shè)備上顯示出來(lái)并上傳至上位機(jī)存儲(chǔ), 并為管理者提供相應(yīng)的決策數(shù)據(jù)支持。圖3溫度傳感器目前，溫室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)和控制包括加溫、降溫和保溫三個(gè)方面。加溫有熱風(fēng)采暖系統(tǒng)、熱水采暖系統(tǒng)、土壤加溫三種形式。降溫包括 遮光降溫法、屋面流水降溫法、蒸發(fā)冷卻法及強(qiáng)制通風(fēng)法。保溫包括 減少貫流放熱和通風(fēng)換氣量、增大保溫比、增大地表熱流量?？諝鉂?度的調(diào)控，主要是防止作物沾濕和降低空氣濕度兩個(gè)直接目的。 除濕 的方法有通風(fēng)換氣、加溫除濕、適當(dāng)?shù)乜刂乒嗨?、使用除濕型熱?換通風(fēng)裝置。加濕的方法包括噴霧加濕、濕簾加濕、溫室內(nèi)頂部安裝 噴霧系統(tǒng)等。具體使用方法依據(jù)溫室大棚的具體情況而定。322.濕度監(jiān)測(cè)及控制通過(guò)

11、整體和局部的濕度監(jiān)測(cè)和環(huán)境濕度控制模型，分別對(duì)室外濕 度、室內(nèi)空氣濕度、地表濕度、土壤濕度數(shù)據(jù)的分析、監(jiān)測(cè)和比對(duì)。通過(guò)模型計(jì)算，采用室外室內(nèi)結(jié)合，上中下全立體的控制計(jì)算模型, 制造出最適宜植物生長(zhǎng)的模擬生物濕度生長(zhǎng)環(huán)境。具體功能方法如下(1) 室外空氣濕度與室內(nèi)空氣濕度監(jiān)測(cè)與比對(duì)通過(guò)濕度傳感器監(jiān)測(cè)棚外溫度與棚內(nèi)指定區(qū)域的空氣環(huán)境濕度, 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)儀表、顯示單元或中控顯示單元顯示數(shù)據(jù)。 并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存 儲(chǔ)、分析計(jì)算、比對(duì)等功能。(2) 室內(nèi)濕度控制根據(jù)室內(nèi)濕度傳感器的返回值，再根據(jù)預(yù)先設(shè)定區(qū)域的濕度值(土壤、地表、空氣)，通過(guò)變頻噴水或加濕設(shè)備對(duì)局部或整體的空 氣濕度進(jìn)行PID自適應(yīng)控制調(diào)節(jié)，從而

12、節(jié)省水資源。并可對(duì)局部進(jìn) 行適應(yīng)相應(yīng)植物的生長(zhǎng)環(huán)境濕度。還可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求進(jìn)行手動(dòng)控制加 濕。(3) 地表濕度監(jiān)測(cè)根據(jù)特殊位置的高精度傳感器對(duì)地表濕度進(jìn)行測(cè)量，并將返回測(cè) 量值通過(guò)控制節(jié)點(diǎn)傳至控制器及中控上位機(jī)顯示出來(lái)。并將數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)，參與數(shù)據(jù)計(jì)算及歷史分析。(4) 土壤濕度通過(guò)埋設(shè)在土壤中不同深度的特殊溫度傳感器、 溫度傳感變送器 來(lái)監(jiān)測(cè)土壤的溫度。下端控制設(shè)備節(jié)點(diǎn)將根據(jù)土壤溫度的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。將土壤溫度數(shù)據(jù)在下端設(shè)備上顯示出來(lái)并上傳至上位機(jī)存儲(chǔ)，并 為管理者提供相應(yīng)的決策數(shù)據(jù)支持。考慮到不同地區(qū)土壤成分的多樣化，其中不乏存在酸性物質(zhì)等, 土壤溫度濕度傳感器本身外殼需要采用耐腐蝕材料，適用于各

13、類土壤 水分的測(cè)量，保證性能穩(wěn)定可靠性高。同時(shí)還可以根據(jù)實(shí)際需要配置 相應(yīng)的土壤檢測(cè)儀器用以檢測(cè)溫室大棚內(nèi)土壤情況， 并提示工作人員 做出相應(yīng)調(diào)節(jié)。323.光照監(jiān)測(cè)及控制溫室大棚內(nèi)的綠色植物進(jìn)行光合作用總是依賴著光照,除了自然然而因此需要光照射外可以設(shè)置人工光源照射以促進(jìn)溫室大棚內(nèi)植物生長(zhǎng)。吸取過(guò)多的陽(yáng)光，對(duì)某些特定的作物卻不一定都是有利的, 根據(jù)溫室大棚內(nèi)光照強(qiáng)度開(kāi)啟或調(diào)節(jié)人工光源， 為植物提供適宜的光 照。通過(guò)光感和光敏傳感器監(jiān)測(cè)室內(nèi)外的關(guān)照強(qiáng)度， 通過(guò)對(duì)比計(jì)算室 內(nèi)外的透光度和需要的光照強(qiáng)度?？梢酝ㄟ^(guò)中控的上位機(jī)和下位機(jī)實(shí) 現(xiàn)全自動(dòng)控制光照設(shè)備的光照調(diào)節(jié)。也可以通過(guò)下端節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)實(shí) 現(xiàn)

14、本地或遠(yuǎn)端手動(dòng)控制。r圖4光照強(qiáng)度傳感器根據(jù)溫室大棚里采用對(duì)弱光有較高靈敏度的光伏探測(cè)器作為傳 感器，隨時(shí)監(jiān)測(cè)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(yáng)系統(tǒng)等設(shè)備相連，在有需要時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)相關(guān)設(shè)備。通過(guò) 無(wú)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)控制，為植物生長(zhǎng)提供完美的光照環(huán)境。324. CO2、O2濃度監(jiān)測(cè)及控制利用二氧化碳和氧氣含量分析設(shè)備，分析棚內(nèi)空間環(huán)境內(nèi)的二氧 化碳含量和氧氣含量，并根據(jù)預(yù)設(shè)值可以通過(guò)氧氣發(fā)生裝置和二氧化 碳發(fā)生裝置來(lái)進(jìn)行二氧化碳和氧氣的補(bǔ)充。也可通過(guò)手動(dòng)方式進(jìn)行濃 度調(diào)節(jié)，為了安全方面的考慮，兩種氣體含量都有上限的濃度值設(shè)

15、定, 當(dāng)超過(guò)濃度值時(shí)，自動(dòng)停止補(bǔ)充操作。此時(shí)會(huì)鎖死兩種補(bǔ)充操作，直 到含量低于上限值才可恢復(fù)補(bǔ)充操作。植物通過(guò)吸收CO2完成光合作用，進(jìn)行新陳代謝產(chǎn)生養(yǎng)分，而 空氣中過(guò)多的CO2含量卻反而會(huì)抑制作物的生長(zhǎng)。通過(guò)控制溫室大 棚中的CO2濃度可以有效控制植物的光合作用，通過(guò)隨時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中二氧化碳的濃度，確保為植物生長(zhǎng)提供最佳的生長(zhǎng)環(huán)境。圖5 CO 2濃度傳感器在溫室大棚內(nèi)部署二氧化碳濃度傳感器， 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫室中二氧化碳濃度，根據(jù)二氧化碳濃度數(shù)值自動(dòng)控制相關(guān)設(shè)備運(yùn)行，使二氧化碳 濃度控制在作物生長(zhǎng)適宜的濕度范圍內(nèi)。無(wú)線二氧化碳傳感器檢測(cè)空氣中二氧化碳濃度，當(dāng)濃度超過(guò)系統(tǒng) 設(shè)定闕值范圍，通過(guò)無(wú)線傳輸技

16、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)控制。也可以設(shè)置自動(dòng)打開(kāi)與之相連的通風(fēng) 設(shè)備，也可增加對(duì)作物的光照，使之進(jìn)行更多的光和作用，從而減少 二氧化碳的濃度，為植物生長(zhǎng)提供良好的空氣含量。33設(shè)備監(jiān)測(cè)與控制331.灌溉及噴藥施肥控制水灌溉與液體藥物噴灑采用一套管線系統(tǒng)， 可以通過(guò)自動(dòng)和手動(dòng) 兩種方式進(jìn)行兩種操作。水灌溉和藥物噴灑可以遵照客戶自定義的要 求進(jìn)行實(shí)施，也可以進(jìn)行臨時(shí)和特殊的操作。(1)水灌溉可以依照溫度濕度和其他參數(shù)，或者根據(jù)植物生長(zhǎng)模型對(duì)灌溉設(shè) 備進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制或者進(jìn)行精準(zhǔn)的變頻控制、 咼速計(jì)數(shù)控制(可以是灌 溉精度達(dá)到1毫升/每小時(shí)精度級(jí)別)等高效且精準(zhǔn)的灌溉控制

17、方案。監(jiān)測(cè)設(shè)備可以將根據(jù)水流量等技術(shù)參數(shù)計(jì)算出實(shí)際的灌溉用水量。達(dá)到節(jié)能控制也可以通過(guò)本地或者遠(yuǎn)程對(duì)棚內(nèi)整體或者局部進(jìn)行灌溉。與精確控制的完美結(jié)合。(2)藥物噴灑農(nóng)藥噴灑采用的管線與水灌溉系統(tǒng)是同一套管線,下端控制節(jié)點(diǎn)通過(guò)互鎖的電氣連接來(lái)控制水灌溉和藥物噴灑使藥物和灌溉水不混合。通過(guò)上位機(jī)和下端節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)程控制監(jiān)測(cè)和實(shí)現(xiàn)本地控制監(jiān)測(cè)。控制 節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)可以通過(guò)用戶設(shè)定或模型設(shè)定配比農(nóng)藥濃度和噴灑頻 率，也可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)配比和手動(dòng)噴灑。3.3.2.分塊控制實(shí)現(xiàn)同一個(gè)棚內(nèi)劃區(qū)域管理，不同區(qū)域種植不同作物的要求，整套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn) 2-4個(gè)區(qū)域控制區(qū)域劃分。每個(gè)區(qū) 域有自己獨(dú)立的控制模型來(lái)適應(yīng)

18、不同的作物。 即可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)種植區(qū) 不同溫度，不同濕度，不同氣體配置等環(huán)境技術(shù)指標(biāo)。可根據(jù)用戶需 要即可以將整個(gè)大棚變成一個(gè)整體，也可分成多個(gè)區(qū)域來(lái)進(jìn)行種植。這樣可以實(shí)現(xiàn)多環(huán)境作物同時(shí)培育，也方便一些科研實(shí)驗(yàn)的多環(huán)境任 務(wù)要求。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)可以通過(guò)上位機(jī)來(lái)監(jiān)測(cè)、查詢各分塊數(shù)據(jù)，也 可以對(duì)個(gè)分塊進(jìn)行單獨(dú)控制和整體協(xié)調(diào)控制?，F(xiàn)場(chǎng)工人和實(shí)施人員還 可以通過(guò)下端節(jié)點(diǎn)對(duì)各自的控制區(qū)域?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)控制。333.報(bào)警控制根據(jù)用戶對(duì)種植作物特性的需要，設(shè)定一些環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行上限和下限報(bào)警設(shè)定等功能。比如大棚溫度應(yīng)在30-15攝氏度之間，高于 低于這個(gè)溫度范圍都會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信息，這個(gè)信息將在上位機(jī)以文字或 圖像等和下位

19、終端聲光或文字顯示出來(lái)，并且將此信息存儲(chǔ)起來(lái)為管 理者的決策作為支持?jǐn)?shù)據(jù)。3.3.4.節(jié)點(diǎn)故障通知當(dāng)下段設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，必然會(huì)一定程度上的影響生產(chǎn)。為了快 速的響應(yīng)故障及時(shí)解決故障，設(shè)備設(shè)有故障節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)檢測(cè)功能。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)可以及時(shí)通過(guò)上端平臺(tái)通知管理者，還可以通過(guò)短信的 形式將故障或者是報(bào)警信息以短信息的形式傳送至維修人員及管理 者。例如:來(lái)自:10042000大棚1號(hào)區(qū)域加熱設(shè)備異常，1號(hào)區(qū)域溫度低于下限溫度，請(qǐng)檢查您的設(shè)備。報(bào)警時(shí)間:2011 年 3 月 1 日 17:25報(bào)警級(jí)別:咼級(jí)335.備用冗余功能為了避免設(shè)備故障及異常帶來(lái)的不必要環(huán)境變化， 影響作物的生 長(zhǎng)。設(shè)備可進(jìn)行擴(kuò)展

20、冗余，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，輔助設(shè)備進(jìn)行0切換。從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)故障運(yùn)行，并對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警處理。增加系統(tǒng)穩(wěn)定性 和可靠性。3.3.6.自定義控制模式可以根據(jù)具體溫室大棚的控制和監(jiān)測(cè)需要，定制一些非標(biāo)的監(jiān)測(cè) 項(xiàng)目及控制內(nèi)容。該項(xiàng)目可以使模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、開(kāi)關(guān)信號(hào)、頻 率信號(hào)等監(jiān)測(cè)和控制。3.3.7.生長(zhǎng)記錄儀、視頻監(jiān)控及工作視頻記錄儀通過(guò)定時(shí)采集植物的圖像記錄整個(gè)作物從發(fā)芽到采摘的整個(gè)過(guò) 程，并將這些圖片及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，為日后使用。通過(guò)不同位置的攝像頭來(lái)進(jìn)行視頻監(jiān)測(cè)， 對(duì)整個(gè)棚內(nèi)和棚外的一些指定地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控并將影響存儲(chǔ)記錄下來(lái)。 使用控制視頻系統(tǒng)對(duì)整 個(gè)溫室大棚進(jìn)行視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控，將現(xiàn)場(chǎng)視頻在用戶終端

21、顯示器上展示出來(lái)，使工作人員在計(jì)算機(jī)前就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況一目了然。監(jiān)控系統(tǒng) 可以實(shí)現(xiàn)溫室大棚內(nèi)全部設(shè)備的視頻及安防， 便于工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn) 現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，排除故障及對(duì)警情的及時(shí)處理，保證溫室工作正常運(yùn)轉(zhuǎn)。34數(shù)據(jù)平臺(tái)從溫室大棚現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集溫室大棚內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，通過(guò)傳感器數(shù)據(jù)傳輸模塊將采集的數(shù)據(jù)傳送至ZigBee節(jié)點(diǎn)或RS485節(jié) 點(diǎn)上，然后通過(guò)3G （有線、無(wú)線）傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺(tái)，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。3.4.1.空間數(shù)據(jù)場(chǎng)溫室大棚內(nèi)設(shè)置的傳感器以網(wǎng)格方式分布在溫室內(nèi)多個(gè)位置，對(duì)溫室環(huán)境進(jìn)行多點(diǎn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)處理, 驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置從而實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境

22、的自動(dòng)智能調(diào)節(jié)。顯示裝置實(shí)時(shí)顯示 溫室內(nèi)的溫度、濕度數(shù)值，繪制空間數(shù)據(jù)場(chǎng)，以場(chǎng)圖形式顯示溫室大 棚內(nèi)各個(gè)測(cè)量數(shù)值，更加清晰更加一目了然地展示了溫室大棚數(shù)據(jù)全 貌。用戶還可以通過(guò)終端設(shè)備或手機(jī)隨時(shí)隨地查詢溫室大棚內(nèi)各個(gè)參 數(shù)變化情況。3.42歷史數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)平臺(tái)為溫室大棚內(nèi)各個(gè)變量的監(jiān)督控制提供了依據(jù)，除此之 外還可配以數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，根據(jù)數(shù)據(jù)采集儀器檢測(cè)的數(shù)據(jù)和條件， 利 用數(shù)據(jù)分析進(jìn)行求利潤(rùn)最大、成本最小、方案最優(yōu)的方法和策略，使 溫室控制的結(jié)果更加明顯，更節(jié)省人力物力。系統(tǒng)對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，形成知識(shí)庫(kù)，可以隨時(shí)進(jìn)行處理和查 詢?？梢詫⒉杉降臄?shù)據(jù)信息通過(guò)直觀的形式向用戶展示時(shí)間分布狀 況。

23、并根據(jù)需要選擇按照日、周、月生成歷史報(bào)表。便于對(duì)溫室大棚 歷史運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行分析做出改進(jìn)，進(jìn)一步提高溫室大棚的生產(chǎn)效率。3.4.3 .閾值報(bào)警系統(tǒng)可以由工作人員根據(jù)溫室大棚的具體情況設(shè)置溫度、濕度等 這個(gè)測(cè)量參數(shù)的限值，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)監(jiān)測(cè)相應(yīng)數(shù)據(jù)，當(dāng)溫室大棚內(nèi) 參數(shù)出現(xiàn)變化超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，由系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警以提醒相關(guān)工作人 員。或可以根據(jù)溫室環(huán)境實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫濕度調(diào)節(jié)。當(dāng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致溫室內(nèi)溫、濕度長(zhǎng)時(shí)間偏離設(shè)定值超過(guò)一定界 限，或者設(shè)定值超出允許范圍，應(yīng)該通過(guò)蜂鳴器或者指示燈報(bào)警。3.4.4.遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)然后通過(guò) 3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù) 據(jù)平臺(tái)，按照相關(guān)設(shè)定進(jìn)行分析展示并進(jìn)一步完成

24、相應(yīng)控制。用戶從終端可以查看溫室大棚現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并使用遠(yuǎn)程控制功能通過(guò)繼 電器控制設(shè)備或模擬輸出模塊對(duì)溫室大棚自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行控制操作,如自動(dòng)噴灑系統(tǒng)、自動(dòng)換氣系統(tǒng)、自動(dòng)澆灌系統(tǒng)。圖6模擬輸岀模塊測(cè)控系統(tǒng)帶有顯示設(shè)備，可以實(shí)時(shí)顯示溫室內(nèi)的溫度、濕度數(shù)值 以及設(shè)定的溫度、濕度數(shù)值。還應(yīng)有輸入設(shè)備，用來(lái)進(jìn)行設(shè)定溫度、 濕度值，校零等操作。3.5.監(jiān)控終端在溫室大棚的監(jiān)控終端設(shè)二臺(tái)冗余的監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)，兩套計(jì)算 機(jī)可分擔(dān)不同功能，故障時(shí)可互為熱備。根據(jù)情況選擇是否配置DLP工作人對(duì)農(nóng)作大型模擬屏，為節(jié)省經(jīng)費(fèi)可設(shè)置投影儀及電動(dòng)屏幕予以代替。員也可以隨時(shí)隨地通過(guò)3G手機(jī)查看溫室大棚內(nèi)的實(shí)際影像, 物生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。在監(jiān)控終端可以直接顯示整個(gè)各個(gè)溫室大棚內(nèi)的指標(biāo)數(shù)據(jù), 個(gè)溫室大棚可以局部放大畫(huà)面，每個(gè)畫(huà)面均可自由切換。將采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變量、指標(biāo)、參數(shù)實(shí)時(shí)在顯示出來(lái)，工作人員通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤(pán) 下達(dá)各種調(diào)度指令，進(jìn)行工藝參數(shù)設(shè)定。監(jiān)控終端通過(guò)可視化、多媒體的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)以下主要功能:溫室大棚內(nèi)植物生長(zhǎng)環(huán)境狀況全面查詢，包括各種參數(shù)、