現(xiàn)代農(nóng)業(yè)溫室大棚智能監(jiān)測和控制解決方案

PAGEPAGE1現(xiàn)代農(nóng)業(yè)溫室大棚智能監(jiān)測和控制解決方案一、背景介紹近年來，農(nóng)業(yè)溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來極大的便利，得到了迅速的推廣和應用。種植環(huán)境中的溫度、濕度、光照度、土壤濕度、CO2濃度等環(huán)境因子對作物的生產(chǎn)有很大的影響。傳統(tǒng)的人工控制方式難以達到科學合理種植的要求，目前國內(nèi)可以實現(xiàn)上述環(huán)境因子自動監(jiān)控的系統(tǒng)還不多見，而引進國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統(tǒng)價格昂貴，不適合國情。針對目前溫室大棚發(fā)展的趨勢，提出了一種大棚遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計。根據(jù)大棚監(jiān)控的特殊性，需要傳輸大棚現(xiàn)場參數(shù)給管理者，并把管理者的命令下發(fā)到現(xiàn)場執(zhí)行設備，同時又要使上級部門可隨時通過互連網(wǎng)或者手機信息了解區(qū)域大棚的實時狀況。基于490MHz、GPRS的農(nóng)業(yè)溫室大棚智能監(jiān)控管理系統(tǒng)使這些成為可能。

二、系統(tǒng)方案

1、系統(tǒng)概述深圳信立科技有限公司現(xiàn)代溫室大棚智能監(jiān)測和控制系統(tǒng)集傳感器、自動化控制、通訊、計算等技術(shù)于一體，通過用戶自定儀作物生長所需的適宜環(huán)境參數(shù)，搭建溫室智能化軟硬件平臺，實現(xiàn)對溫室中溫度、濕度、光照、二氧化碳等因子的自動監(jiān)測和控制。農(nóng)業(yè)大棚溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)可以模擬基本的生態(tài)環(huán)境因子，如溫度、濕度、光照、CO2濃度等，以適應不同生物生長繁育的需要，它由智能監(jiān)控單元組成，按照預設參數(shù)，精確的測量溫室的氣候、土壤參數(shù)等，并利用手動、自動兩種方式啟動或關(guān)閉不同的執(zhí)行結(jié)構(gòu)（噴灌、濕簾水泵及風機、通風系統(tǒng)等），程序所需的數(shù)據(jù)都是通過各類傳感器實時采集的。該系統(tǒng)的使用，可以為植物提供一個理想的生長環(huán)境，并能起到減輕人的勞動強度、提高設備利用率、改善溫室氣候、減少病蟲害、增加作物產(chǎn)量等作用。

2、系統(tǒng)組成：

整個系統(tǒng)主要三大部分組成：數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、數(shù)據(jù)管理中心部分。

A、數(shù)據(jù)管理層（監(jiān)控中心）：

硬件主要包括：工作站電腦、服務器（電信、移動或聯(lián)通固定IP專線或者動態(tài)ip域名方式）；

軟件主要包括：操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)中心軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺（采用B/S結(jié)構(gòu)，可以支持在廣域網(wǎng)進行瀏覽查看）、防火墻軟件；

B、數(shù)據(jù)傳輸層（數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡）：采用移動公司的GPRS網(wǎng)絡或490MHz傳輸數(shù)據(jù)，系統(tǒng)無需布線構(gòu)建簡單、快捷、穩(wěn)定；

移動GPRS無線組網(wǎng)模式具有：數(shù)據(jù)傳輸速率高、信號覆蓋范圍廣、實時性強、安全性高、運行成本低、維護成本低等特點；

C、數(shù)據(jù)采集層（溫室硬件設備）：遠程監(jiān)控設備：遠程監(jiān)控終端；傳感器和控制設備：溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、光照傳感器、土壤濕度傳感器、噴灌電磁閥、風機、遮陽幕等；

3、系統(tǒng)拓撲圖：XL68、XL65支持490MHz上傳方式，系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡示意如下（一片區(qū)域現(xiàn)場節(jié)點多，可選此種方案）XL68、XL65支持GPRS上傳方式，系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡示意如下（一片區(qū)域現(xiàn)場節(jié)點少，可選此種方案）。三、系統(tǒng)功能

1、數(shù)據(jù)監(jiān)測功能：

--監(jiān)測各溫室溫濕度、二氧化碳、光照等參數(shù)。

--監(jiān)測各溫室噴灌電磁閥、風機、遮陽幕的工作狀態(tài)。

--監(jiān)測各溫室報警信息。

2、遠程控制功能

--遠程控制各溫室噴灌電磁閥、風機、遮陽幕的啟停工作。

--遠程切換各溫室噴灌電磁閥、風機、遮陽幕的控制模式。

3、報警功能

--溫室溫濕度、二氧化碳、光照超過預設值告警。

--市電停電、開箱告警。

4、數(shù)據(jù)存儲

--定時存儲各種監(jiān)測數(shù)據(jù)。

--記錄事件報警信息及當時監(jiān)測數(shù)據(jù)。

--記錄各種操作信息及當時監(jiān)測數(shù)據(jù)。

5、信息查詢

--可以進行所有監(jiān)測信息查詢。

--可以進行所有事件報警信息查詢。

--可以進行所有操作信息查詢。

6、數(shù)據(jù)報表

--將監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)生成報表，數(shù)據(jù)可以導出，支持打印輸出。

7、人機界面

--所有溫室實時監(jiān)測數(shù)據(jù)在同一界面上顯示，可以同屏顯示多個溫室數(shù)據(jù)，也可以切換成單個溫室數(shù)據(jù)顯示。

8：曲線數(shù)據(jù)

--自動生成各溫室的溫濕度、二氧化碳、光照的歷史曲線，可以查看歷史數(shù)據(jù)庫中任意溫室、任意時段的歷史曲線。

--歷史曲線即可分列顯示，也可并列顯示，方便比較不同溫室環(huán)境狀態(tài)。

9、權(quán)限管理

--對不同的操作使用者授予不同的使用權(quán)限。

10、擴展

--可以任意增加、減少所監(jiān)控的溫室。

--可以增加、修改、刪除軟件功能模塊。

--預留與其他系統(tǒng)的通訊接口。

四、系統(tǒng)特點：

01、實用性：溫室地理位置分散，因此采用覆蓋廣泛的GPRS網(wǎng)絡高信號捕捉，必要是采用高增益天線，可確保網(wǎng)絡的正常運行；

02、實時性：采用最新的通信和軟硬件技術(shù)，建立了清晰和合理的系統(tǒng)架構(gòu)，可以實現(xiàn)多線程的遠程并發(fā)通信，在幾秒時間內(nèi)，可以讓成百上千臺的監(jiān)控終端實時傳送到監(jiān)控中心進行集中監(jiān)視和遠程調(diào)度，實現(xiàn)故障信息的及時報警；

03、可擴充性：系統(tǒng)預留接口，可以進行系統(tǒng)或軟硬件模塊的無限擴展，便于長期的升級和維護，延長系統(tǒng)的壽命，通過更新部件，能讓系統(tǒng)一直存在下去，而不至于整個系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失；

04、易維護性：系統(tǒng)可對監(jiān)控終端執(zhí)行相應的遠程操作命令，包括遠程參數(shù)設置，遠程控制、遠程數(shù)據(jù)抄收、監(jiān)控終端復位、升級等；

05、操作簡易性：系統(tǒng)軟件功能完善，模塊化、圖形化設計，全過程全