溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究方案

托普物聯(lián)網(wǎng)開創(chuàng)智慧農(nóng)業(yè)新時代！溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究方案我國是一農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國家的重要經(jīng)濟命脈。提高單位面積的作物的產(chǎn)量、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品是現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)發(fā)展的迫切要求，而溫室大棚是實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)的一個重要的組成部分。溫室大棚是一種可以改變植物生長環(huán)境，根據(jù)作物生的最佳生長條件，調(diào)節(jié)溫室氣候使之一年四季滿足植物生長需要，不受氣候和土壤條件的影響，能夠避免外界四變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱鏊?，并且能在有限的土地上周年地生產(chǎn)各種不同的蔬菜、鮮花等反季節(jié)作物的一種溫室設(shè)施。溫室生產(chǎn)以達(dá)到調(diào)節(jié)作物生長過程中的產(chǎn)期，促進在不同時期作物的發(fā)育提高作物品質(zhì)、產(chǎn)量等為目的。溫室棚依照不同的屋架、采光材料又可分為很多種類，如玻璃溫室、塑料溫室等。溫室結(jié)構(gòu)的建造標(biāo)準(zhǔn)是既能密封保溫，便于通風(fēng)降溫。但是作物要想現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、僅僅靠溫室保溫是不行的，需要對農(nóng)作物的生長環(huán)境進行多方位多的精確采集和實時的控制。目前國家提出要狠抓農(nóng)業(yè)科技革命的新型農(nóng)業(yè)道路，實施數(shù)字化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)溫室大棚是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展改革的一大措施。數(shù)字化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)溫室大棚技術(shù)是從生產(chǎn)理念、經(jīng)營主體、農(nóng)業(yè)裝備、先進科技成果轉(zhuǎn)化、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力等方面進行農(nóng)業(yè)的改革，應(yīng)用先進的技術(shù)調(diào)控差異，科學(xué)利用資源，采用信息化經(jīng)營管理和組織方式進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目標(biāo)管理。與普通的溫室大棚相比，數(shù)字化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)溫室大棚不僅能夠種植優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)反季作物而且將電子、計算機、通信和自動控制等信息技術(shù)引入到本領(lǐng)域中，朝著精細(xì)農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)的方向發(fā)展。數(shù)字化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)溫室大棚系統(tǒng)，可以定量獲取和分析農(nóng)業(yè)環(huán)境的多種參數(shù),實現(xiàn)對環(huán)境的多點檢測，其檢測目標(biāo)可以是溫度、濕度、光照、振動、壓力、水/土壤/空氣成分等，能對大棚內(nèi)個環(huán)境參數(shù)達(dá)到良好的檢測，進而協(xié)調(diào)控制大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，使大棚內(nèi)的環(huán)境條件能夠適宜作物的成長。對溫室大棚內(nèi)的內(nèi)的環(huán)境因子進行多點多參數(shù)的采集，一般需要在土壤中鋪設(shè)大量的線纜，使得對作物的耕作造成了一定的困難，采用無線的方式進行數(shù)據(jù)的采集可以解決上述問題；根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)，需對溫室大棚的環(huán)境進行良好的控制，有效地控制大棚內(nèi)作物在生長過程中需要的水分、通風(fēng)以及溫度等，高度有效地利用各種資源以求得到最大的產(chǎn)出。大棚內(nèi)高溫高濕的環(huán)境對控制系統(tǒng)的可靠性控制要求很高，常用的單片機系統(tǒng)難以滿足要求，而采用可編程邏輯控制器（PLC）作為大棚的主控制器，可大大提高系統(tǒng)的可靠性。本文所設(shè)計的基于ZigBee的溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)可很好地滿足大棚的控制要求。托普物聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)推進研發(fā)的主體，致力于溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)，并制定多種方案，根據(jù)實際的具體情況，根據(jù)不同的情況，將溫室大棚的系統(tǒng)研發(fā)力盡做到最好。國外研現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)的國外研究現(xiàn)狀在15～16世紀(jì)，法國、荷蘭、日本就開始建造簡易溫室大棚。栽培過時令蔬菜或小水果。17世紀(jì)開始采用爐和熱氣加熱以玻璃為材料的溫室大棚。19世紀(jì)在法國、英格蘭、荷蘭出現(xiàn)了雙面玻璃材料的溫室大棚，這個時期的溫室大棚主要種植葡萄、黃瓜、草莓等。在19世紀(jì)后期，溫室大棚種植技術(shù)從歐洲傳到美洲及其世界各地。在1860年美國就建立了世界上第一個溫室大棚試驗站，到20世紀(jì)初美國已有1000多個溫室大棚用于各季蔬菜種植。20世紀(jì)50年代，美國、加拿大的溫室大棚生產(chǎn)達(dá)到高峰，荷蘭、德國的溫室大棚工業(yè)化生產(chǎn)業(yè)已興起。溫室調(diào)控技術(shù)至今經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展過程。初期是使用傳感儀表對溫室設(shè)施中的光照、溫度等參數(shù)進行測量，再使用手動或電動執(zhí)行機構(gòu)（如幕簾、通風(fēng)設(shè)備等）施行簡單控制。歐美等國家在30年代就相繼建立了人工氣候室，這些氣候室就是在人工的調(diào)解下進行的。在溫室大棚中人工對農(nóng)作物的環(huán)境參數(shù)的控制還不是太準(zhǔn)確，大部分的控制屬于經(jīng)驗控制。隨著傳感儀器儀表及執(zhí)行器技術(shù)的進步，溫室大棚逐步可以實現(xiàn)分別對植物所需的環(huán)境參數(shù)如對溫度、濕度、光照等幾乎所有室內(nèi)環(huán)境參數(shù)進行動控制的智能監(jiān)控系統(tǒng)。從80年代開始，根據(jù)不同作物、不同生長階段及外界環(huán)境變化對溫室環(huán)境進行綜合調(diào)節(jié)控制的技術(shù)得到了快速的發(fā)展。荷蘭、日本、以色列、美國、韓國、加拿大等國家是設(shè)施農(nóng)業(yè)十分發(fā)達(dá)的國家，大棚以大型溫室棚為主。這些高水平大型溫室大棚的環(huán)境控制系統(tǒng)能夠根據(jù)傳感器采集室溫、地濕、室內(nèi)濕度、葉濕、二氧化碳濃度、溶液濃度、風(fēng)速、風(fēng)向、土壤含水量等植物生長狀態(tài)所需的環(huán)境相關(guān)參數(shù)，結(jié)合作物生長環(huán)境所需的適宜條件，有效調(diào)節(jié)有關(guān)設(shè)備裝置，將室內(nèi)溫、濕、光、水、肥、氣等諸因素綜合協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)。隨后在溫室大棚智能控制技術(shù)方面，借鑒了工業(yè)領(lǐng)域的先進成果，技術(shù)水平不斷提高，除了對溫室大棚進行監(jiān)控外，計算機優(yōu)化環(huán)境參數(shù)、節(jié)能、節(jié)水及設(shè)施裝備的可靠性等很多方面都取得了不錯的技術(shù)成果，根據(jù)傳感器的檢測可以實現(xiàn)對相應(yīng)各個執(zhí)行機構(gòu)的自動控制，如濕簾與風(fēng)扇配套的降溫系統(tǒng)、由熱水鍋爐或熱風(fēng)機組成的加溫系統(tǒng)、無級調(diào)節(jié)的天窗通風(fēng)系統(tǒng)、二氧化碳自動施肥系統(tǒng)、定時噴灌或者滴灌的自動灌溉系統(tǒng)等。大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)方面，如美國開發(fā)的適宜冬天保溫用的雙層充氣膜、高壓霧化降溫加濕系統(tǒng)以及適宜夏季降溫用的濕簾降溫系統(tǒng)處于世界領(lǐng)先水平；荷蘭的頂面涂層隔熱、加熱系統(tǒng)、人工補光等方面有較高的水平；韓國的換氣、灌溉、CO2濃控制等方面比較先進。溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)研究領(lǐng)域起步較晚。20世紀(jì)50年代末，我國在華北地區(qū)曾經(jīng)建造過大型溫室大棚，手動控制是在溫室大棚技術(shù)發(fā)展初期所采取的控制手段。溫室大棚的種植者既是溫室大棚內(nèi)的各種環(huán)境的傳感器，又要作為對大棚作物進行管理控制的執(zhí)行機構(gòu)，他們成為了溫室大棚環(huán)境控制的核心。通過對溫室大棚內(nèi)外的氣候環(huán)境狀況和對作物生長狀況的觀測，憑借長期積累的種植經(jīng)驗對大棚內(nèi)的農(nóng)作物需要的環(huán)境狀況進行推測及判斷，采用手動方式調(diào)節(jié)溫室內(nèi)環(huán)境，使其適宜農(nóng)作物的生長。種植者采用的手動控制方式，這種方式的勞動生產(chǎn)率較低，不適合對農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)境進行精確采集和控制，而且對種植者的素質(zhì)要求較高。隨著我國單片機電子技術(shù)、自動化技術(shù)的進步，在80年代中后期，研究出了基于自動控制的溫室大棚控制技術(shù)。這種控制系統(tǒng)需要種植者輸入溫室作物生長所需環(huán)境的目標(biāo)參數(shù)，單片機根據(jù)傳感器的實際測量值與預(yù)先設(shè)定環(huán)境閾值進行比較，以決定對溫室大棚內(nèi)的的相應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)進行加熱、降溫和通風(fēng)等控制操作?；趩纹瑱C的自動控制的溫室控制技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，勞動生產(chǎn)率得到提高。該系統(tǒng)以89C51為核心，能自動控制溫室內(nèi)100天的溫濕度，用戶以小時為單位設(shè)定溫濕度值。每個下位機與上位機之間采用RS-485通信，上位機為PC機，程序用VB開發(fā)，用戶根據(jù)作物長要求，在PC機上輸入溫濕度試驗數(shù)據(jù)?？刂破鲗Ρ仁覂?nèi)溫度、濕的測量值與設(shè)定值，調(diào)溫室大棚的溫濕度環(huán)境。通過改變溫室大棚不同農(nóng)作物的成長環(huán)境需要的目標(biāo)值，實現(xiàn)環(huán)境氣候的自動調(diào)節(jié)，但是這種控制方式對作物生長狀況的改變難以及時做出反應(yīng)，難以介入作物生長的內(nèi)在規(guī)律，而且方便對控制機構(gòu)加入相應(yīng)的控制算法。隨著智能化控制的發(fā)展，溫室大棚的控制系統(tǒng)向著越來越先進、功能越來越完備的方向發(fā)展。在1994年胡建東、肖建軍等人運用模糊控制的原理設(shè)計了連棟溫室控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合了模糊控制技術(shù)使溫室大棚環(huán)境達(dá)到最佳的生長狀態(tài)。在溫室自動控制技術(shù)和生產(chǎn)實踐的基礎(chǔ)上，通過總結(jié)、收集農(nóng)業(yè)領(lǐng)域知識、技術(shù)和各種試驗數(shù)據(jù)構(gòu)造專家系統(tǒng)，以建立植物生長的數(shù)學(xué)模型為理論依據(jù)，研究開發(fā)出的一種適合不同作物生長基于ZigBee的溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究的溫室專家智能控制系統(tǒng)技術(shù)。在1996年江蘇理工大學(xué)李萍萍等人研制的基于工控機溫室自動控制系統(tǒng)，它可以利用各類傳感器測量溫室大棚的溫度、濕度、光照強度等環(huán)境因子，并能對環(huán)境因進行控制，以基于作物和境信息的知識的專家決策系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)利用智能化和信息化的溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)。我國的溫室大棚種類的蔬菜種類多，分布地域廣，需要進行多點多參數(shù)測量，測控設(shè)施安裝和維護工作量大，采用有線通信方式傳輸信號存在諸多不便。目前，隨著國內(nèi)信息化產(chǎn)業(yè)的展和國家領(lǐng)導(dǎo)人的大力扶持，將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)加入了十二五規(guī)劃，根據(jù)《規(guī)劃》智能農(nóng)業(yè)作為九大流域之一將作為戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)給予大力推進，使我國的農(nóng)業(yè)走向了一個新型的智能化階段中。因此實現(xiàn)無線通信和遠(yuǎn)程監(jiān)控是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求。在我國的很多地方，都在大力發(fā)展和建設(shè)智能化業(yè)。在我國南方城市無錫人多地少，人均耕地面積僅為0.4畝，在耕地有限的情況下，發(fā)展高效農(nóng)業(yè)是無錫的選擇。而無錫又是我國網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)信的發(fā)源地，無錫政府重點啟動實施4萬畝具有現(xiàn)代化設(shè)施的市屬蔬菜大棚基地建設(shè)。比如在錫山區(qū)鵝湖鎮(zhèn)今年就依托江省現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備創(chuàng)新中心，實施了“水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)智能控制管理系統(tǒng)”農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實用項目。該物聯(lián)網(wǎng)能控制管理系統(tǒng)具有水質(zhì)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制、短信通知等功能；在惠山區(qū)益家康無公害蔬菜基地，利用來自洋馬農(nóng)機的蔬菜移栽機和配套起壟覆膜設(shè)備，進行黃瓜苗移栽應(yīng)用試驗，效果良好，實現(xiàn)來高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)。在溫室大棚種植基地里，除了能種植農(nóng)作物以外，種植稀有珍貴的經(jīng)濟型作物也是發(fā)展高效、經(jīng)濟農(nóng)業(yè)的一大需求。在福建省閩侯縣白沙鎮(zhèn)上寨村鼎天連坪洋農(nóng)場上建有一個現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)科技示范種植鐵皮石斛的基地，鐵皮石斛是現(xiàn)在石斛屬植物中經(jīng)濟價值最高的種類，藥用及保健效果極好，生產(chǎn)的產(chǎn)品有“鐵皮楓斗”，國際市場價格為每公斤1300-3600美元。農(nóng)場各項數(shù)據(jù)用手機就能看到，從而實現(xiàn)工作人員對基地的遠(yuǎn)程無線遙控。鼎天連坪洋農(nóng)場占地約230畝，一期投資550萬元，部署了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技設(shè)備，將建成78個標(biāo)準(zhǔn)種植大棚及部分機械化耕種設(shè)備。在大棚里架設(shè)有一個農(nóng)業(yè)多功能采集儀器，在這個儀器最頂端的太陽能設(shè)備是維持整個儀器的動力。而從儀器中間引出的一些分支儀器，插入培土或懸掛著，可實時監(jiān)測大棚內(nèi)溫度、濕度、光照條件、二氧化碳量、PH值等生長條件數(shù)據(jù)，最終通過儀器上的發(fā)射設(shè)備傳輸至在北京的終端服務(wù)器平臺上，實時地對鐵皮石斛進行監(jiān)控。只要計算機、手機、iPad等接入該物聯(lián)網(wǎng)平臺，均可接收到該監(jiān)測點傳輸來的實時數(shù)據(jù)實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)基地的遠(yuǎn)程遙控。目前，國外現(xiàn)代化溫室棚的內(nèi)部設(shè)施己經(jīng)發(fā)展到比較完備的程，并形成了一定的標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)代對溫室大棚的控制己經(jīng)不是獨立的、簡單的、靜態(tài)的數(shù)字控制，而是基于環(huán)境模型上的智能控制，以及基于專家系統(tǒng)上的智能制，現(xiàn)在很多國家在實現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)上正朝著完全自動化、無人化的方向發(fā)展。如日本、韓國開發(fā)了瓜類、茄果類蔬菜嫁接機器人。日本開發(fā)了自動耕耘、育苗移栽、自動施肥移動機器人，可完成多項功能的多功能機器，能在溫室大棚內(nèi)完6成各項作業(yè)的無人行走車，用于組織培養(yǎng)作用的機器人，柑橘、葡萄收獲機器人等。基于ZigBee技術(shù)的溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)方案的提出某蔬菜基地共有8個蔬菜大棚，在設(shè)計中每個大棚無線數(shù)據(jù)監(jiān)測面積大約為400m2，寬5m,長80m。溫室大棚的監(jiān)測目標(biāo)具有分散性、多樣性、及環(huán)境偏僻甚至惡劣等特點。檢測目標(biāo)主要是溫度、濕度、光照強度、CO2濃度這些環(huán)境參數(shù)，這些是農(nóng)作物進行適宜生長的關(guān)鍵因素，對環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測以后，要對相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)進行控制，參數(shù)控制執(zhí)行機構(gòu)可以通過地?zé)岚l(fā)生器、濕簾濕簾泵、噴灌、補光等實現(xiàn)。溫室大棚整體結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。圖1.1溫室大棚整體結(jié)構(gòu)圖基于ZigBee的溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究（1）IEEE802.11x無線局域網(wǎng)（WLAN）標(biāo)準(zhǔn)適用的是2.4GHz的ISM頻段，WLAN的應(yīng)用平臺是筆記本電腦和掌上電腦組成的無線以太網(wǎng)，是互聯(lián)網(wǎng)的無線延伸。IEEE802.11在1997年提出無線高保真（Wi-Fi）無線通信協(xié)議，其目是提供WLAN接入。Wi-Fi采用IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)，最大傳輸速率11Mbit/s。但目前，IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜性為用戶選擇標(biāo)準(zhǔn)化無線平臺增加了困難，雖然具有優(yōu)越的帶寬，可是功耗損耗較大，因此大多數(shù)的Wi-Fi裝置都需要常規(guī)充電。這些特點限制了它在工業(yè)場合的應(yīng)用；（2）紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會（InfraredDataAssociation,IrDA）是一種利用紅外線進行點對點通信的技術(shù)。它具有功耗低、體積小、成本低廉的特點。但是I讓DA智能在兩臺設(shè)之間連接，只支持視距的直線傳播；（3）ZigBee技術(shù)就是一種短距離、低復(fù)雜度、低功耗、與低傳輸速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)，主要用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域。這種技術(shù)主要有以下五個方面的特點：低功耗。發(fā)射功率近1mW，采用休眠的低耗電待機模式下，采用2節(jié)5號干電池可支持一個子設(shè)備工作半年到兩年甚至更長時間，這是ZigBee的突出優(yōu)勢低成本。ZigBee模塊成本只有幾美元；再通過大幅簡化協(xié)議，降低了對通信控制器的要求，而且ZigBee免協(xié)議專利費。低近距離。傳輸范圍一般在幾十米到幾百米，如果通過增大發(fā)射功率、路由和節(jié)點間通信的接力，傳輸距離將可以更遠(yuǎn)。短時延。ZigBee的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠模式轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms,節(jié)點連接加入網(wǎng)絡(luò)只需30ms。高容量。ZigBee可采用星狀、樹狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由一個主節(jié)點可以管理若干子節(jié)點，最多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點；同時主節(jié)點還可由路由節(jié)點管理，可以組成65000個節(jié)點的大網(wǎng)。如表格1.1所示，可以更加直觀的表述和比較這三種短距離無線通信技術(shù)的性能。表1.1三種短距離無線通信技術(shù)的比較通過對上述三種短距離無線通信技術(shù)對比，顯然ZigBee從功耗、傳輸距離、容量方面具有優(yōu)勢，也完全符合對溫室大棚的環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)測和控制。大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)進行無線數(shù)據(jù)采集以后，不同的作物在不同的生長時期不同季節(jié)對溫度、灌溉和補光量都有嚴(yán)格的要求，溫室大棚的環(huán)境變化對農(nóng)作物的生長和產(chǎn)量都有很影響，而且一般作物的成長環(huán)境都是在高溫高濕下，這就對控制系統(tǒng)的抗干擾性提出了更高的要求。因此選擇合適的控制器對大棚內(nèi)的相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)進行控制也是系統(tǒng)需要解決的主要問題。目前，市場上主要的控制器有單片機和PLC（可編程邏輯控制器）兩種。單片機適用于微小型設(shè)備，具控制方便和靈活性大、價格便宜的優(yōu)點，但自身的抗干擾性差；可編程邏輯控制器PLC構(gòu)成靈活，擴展容易，使用方便，編程簡單，抗干擾能力強，易于與上位機接口，并能構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)?？紤]到溫室大棚環(huán)境中農(nóng)作物的生長環(huán)境具有高溫高濕并且要進行多參數(shù)控制的特點，選用PLC作為系統(tǒng)的控制器，非常適合高效溫室的控制。有效地提高了系統(tǒng)的可靠性。另外對于多個大棚的控制，可進行組網(wǎng)實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)。綜上分析，本課題設(shè)計的溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)采用ZigBee的無線通信技術(shù)避免了繁瑣的布線的問題；采用可編程邏輯控制器（PLC）作為大棚的主控制器，提高了系統(tǒng)的可靠性?；赯igBee的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點，對溫室內(nèi)溫度、濕度、CO2濃度以及光照強度的環(huán)境參的數(shù)據(jù)采集，通過構(gòu)建的ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的無線傳輸；用PLC作為系統(tǒng)的主控機構(gòu)，將主節(jié)點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過一定的通信格式傳輸給PLC以后，PLC根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的環(huán)境閾值對相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)進行控制，啟動增溫降溫、加濕除濕、遮陽補光等調(diào)控設(shè)備，從而使溫室環(huán)境符合作物的生長規(guī)律；為了實現(xiàn)對多個大棚的分布式控制，組建了基于RS-485總線的PLC分布式控制系統(tǒng)；采用易控工業(yè)組態(tài)軟件實現(xiàn)上位監(jiān)控設(shè)計，對整個PLC網(wǎng)絡(luò)控制統(tǒng)進行監(jiān)控；利用易控工業(yè)組態(tài)軟件的Web發(fā)表功能，實現(xiàn)了溫室大棚組的遠(yuǎn)程監(jiān)控，使得管理人員不深入現(xiàn)場同樣可以獲得溫室大棚的環(huán)境參數(shù)信息，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控?；赯igBee溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計實現(xiàn)方案設(shè)計中以一個溫室大棚中的智能監(jiān)控系每一個大棚需要采集4組數(shù)據(jù)，每一組數(shù)據(jù)包括大棚內(nèi)的溫度、濕度、光照強度和CO2濃度。溫室大棚的數(shù)據(jù)采集是通過單片機來實現(xiàn)的，數(shù)據(jù)采集模塊共有4組，每一組有4種不同的傳感器，分別采集大棚內(nèi)的溫度、濕度、光照強度和CO2濃度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集模塊由單片機分時對各個測控點進行巡回檢測首先將溫度傳感器、光照強度傳感器和CO2濃度的傳感器三種模擬感器通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再送單片機芯片進行數(shù)據(jù)采集，濕度傳感器是數(shù)字傳感器，因此可直接傳輸