云端助農(nóng)-智慧農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1云端助農(nóng)——智慧農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：智慧農(nóng)業(yè)大棚控制系統(tǒng)采用西門子PLC作為整個(gè)大棚電能的采集，大棚內(nèi)溫濕度、土壤溫濕度的采集，照度、二氧化碳濃度和土壤溫濕度等相關(guān)信息的實(shí)時(shí)顯示2采用粗放式的灌溉方式,所以經(jīng)常導(dǎo)致水資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重.也造成了過(guò)度自燃環(huán)境不協(xié)調(diào).為了對(duì)水肥管理控制更加節(jié)約化、自動(dòng)化，本設(shè)溉控制系統(tǒng)，對(duì)智能大棚農(nóng)作物進(jìn)行土壤濕度監(jiān)測(cè)，并且根據(jù)監(jiān)物水肥自動(dòng)灌溉管理，達(dá)到節(jié)約水資源，能夠?qū)χ悄艽笈镛r(nóng)作物逐步被人們認(rèn)識(shí)和接受。福建省龍溪地區(qū)引進(jìn)安裝了當(dāng)時(shí)達(dá)一定的基礎(chǔ)。最近幾年，由于國(guó)家的重視和實(shí)際的需要，各地大在我國(guó)進(jìn)入了快速增長(zhǎng)階段。盡管設(shè)旎栽培灌溉技術(shù)近十幾年來(lái)在展，但是綜合環(huán)境控制水平還很低，自動(dòng)灌溉及施肥控制技術(shù)的吸收階段。在現(xiàn)代灌溉的開發(fā)與技術(shù)方面，我國(guó)還落后于國(guó)外先灌溉的現(xiàn)狀，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題還很多，尤其是自動(dòng)控制還處于研究和待開發(fā)階段，不能滿足灌溉的需要。對(duì)于本設(shè)計(jì)統(tǒng)，主要研究將智能大棚農(nóng)作物分為四個(gè)區(qū)域，區(qū)域的水肥的要求不相同，通過(guò)水泵和四個(gè)水閥進(jìn)行控制四要通過(guò)可編程控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用變頻器進(jìn)行水泵的控制監(jiān)測(cè)，進(jìn)行濕度下限和濕度上限的比較，進(jìn)行水閥的開啟3本設(shè)計(jì)針對(duì)智慧大棚農(nóng)作物進(jìn)行自動(dòng)控制研究，該智慧溉。對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行土壤濕度的監(jiān)測(cè)，并根據(jù)該區(qū)域的土壤濕度和上限值的設(shè)置，當(dāng)土壤濕度低于下限值，將自動(dòng)打開水閥，控制，也可以對(duì)每個(gè)水閥進(jìn)行手動(dòng)打開和關(guān)閉。當(dāng)自動(dòng)控制時(shí)，制時(shí)，由于水泵容量較大，可以同時(shí)灌溉四個(gè)區(qū)域，所以按（4）自動(dòng)控制時(shí)，如果某一區(qū)域水閥打開，1.2系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)采用可編程控制器和上位機(jī)的控制方案，完成系統(tǒng)的用變頻器對(duì)水泵進(jìn)行控制和運(yùn)行，采用土壤濕度傳感器對(duì)每個(gè)區(qū)度低于下限值，打開水閥，并且水泵運(yùn)行，按照設(shè)定好的頻率4合理選擇，并且需要進(jìn)行模擬量輸入模塊和模擬量輸入模塊接口。按照以上的輸入輸出，對(duì)系統(tǒng)的總體控制方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。行了控制要求分析和系統(tǒng)控制的方案設(shè)計(jì)。采用變頻器作為驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)，通過(guò)外部的土壤濕度傳感器監(jiān)測(cè)當(dāng)前的土壤濕度，并進(jìn)按照智能大棚灌溉控制系統(tǒng)的控制要求和方案，需要址進(jìn)行分配設(shè)計(jì)。按照基本分配的原則，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的輸入輸5址的分配主要有利于系統(tǒng)的接線圖設(shè)計(jì)，可以按照分配原則是先進(jìn)行按鈕或旋鈕的分配，再進(jìn)行外部傳感號(hào)分配；系統(tǒng)的輸出地址分配原則是先進(jìn)行執(zhí)行單元的AQW32AIW16AIW18AIW20AIW226制器的接線設(shè)計(jì)主要包含了三個(gè)部分，首先是電源部分的設(shè)同，電源采用DZ47-60的2P開關(guān)進(jìn)行電源的通斷。其次為輸入部分設(shè)計(jì)，按照I/O分配的要求，對(duì)每個(gè)地址的輸入點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)接入，并且對(duì)電器元器元件接通時(shí)，I0.0得電輸入，相應(yīng)的輸入指示燈亮，表示該點(diǎn)輸出部分設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的執(zhí)行單元或指示燈，進(jìn)行命名設(shè)計(jì)，78模擬量輸入模塊的每個(gè)回路均有三個(gè)端子，以第一路為例子接入模擬量信號(hào)的負(fù)極。由于現(xiàn)場(chǎng)的工況比較復(fù)雜，時(shí)常擾，所以需要采用專用的屏蔽電纜進(jìn)行模擬量信號(hào)的傳輸，屏信號(hào)類型為4-20mA。模擬量輸出模塊每個(gè)回路也有對(duì)于智能大棚灌溉控制分為手動(dòng)控制和自動(dòng)控制，手動(dòng)控制按下外部的系統(tǒng)運(yùn)行按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)對(duì)測(cè)，當(dāng)土壤濕度小于設(shè)定下限值，將該區(qū)域的水閥和水泵打頻率設(shè)定值。如果土壤濕度大于設(shè)定的上限值，將該區(qū)域的9開始開始系統(tǒng)運(yùn)行N區(qū)域濕度N系統(tǒng)運(yùn)行N區(qū)域濕度N手動(dòng)控制水泵啟動(dòng)水泵、閥門運(yùn)行Y變頻器頻率=50Y變頻器頻率=50HZNN區(qū)域閥門打開變頻器運(yùn)行頻率為N區(qū)域頻率疊加值N區(qū)域濕度NN區(qū)域濕度N水泵停止水泵、閥門停止Y某區(qū)域閥門關(guān)閉頻率為N-1區(qū)域頻率疊加值Y某區(qū)域閥門關(guān)閉頻率為N-1區(qū)域頻率疊加值變頻器頻率=0HZ系統(tǒng)停止所有水泵、閥門停止所有水泵、閥門停止變頻器頻率變頻器頻率=0HZ結(jié)束3.2.1模擬量信號(hào)處理程序設(shè)計(jì)對(duì)于區(qū)域一內(nèi)土壤濕度到區(qū)域四土壤濕度值進(jìn)行模擬量處理3.2.2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)對(duì)于系統(tǒng)的模擬量輸入信號(hào),通過(guò)模擬量輸入模塊后，需要對(duì)信號(hào)際數(shù)值，就需要通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)用。首先值，得到的結(jié)果儲(chǔ)存在#TEMP1，然后將顯在#TEMP2，將輸入的模擬量信號(hào)數(shù)值減去最小值，得到的結(jié)果3.2.3手動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)3.2.4自動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)行，并且M2.0置“1”并保持。當(dāng)M2.0得電后，對(duì)每個(gè)區(qū)域的土壤濕度反饋值和設(shè)定下將閥門的自動(dòng)運(yùn)行位進(jìn)行復(fù)位。在四個(gè)閥中，當(dāng)有一個(gè)閥門運(yùn)行時(shí)行，將0給到該閥門的特定地址。對(duì)四個(gè)發(fā)的將總頻率給定值給到變頻器的頻率給定值，當(dāng)3.2.5外部輸出控制程序設(shè)計(jì)根據(jù)智能大棚灌溉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方案，系統(tǒng)全滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。安裝好MCGSE設(shè)計(jì)軟件，并打設(shè)備窗口界面主要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的建立，在驅(qū)動(dòng)建立并且需要設(shè)置好通訊地址和設(shè)備名稱。完成與可編程控制器編譯文字等。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)界面中，可以添加內(nèi)部變量和在驅(qū)動(dòng)框圖的右邊進(jìn)行變量的設(shè)置，變量設(shè)置包含了變量類型、按照以上的步驟對(duì)系統(tǒng)的每個(gè)變量的地址和變量名稱進(jìn)行畫面的屬性修改，主要修改內(nèi)容包含畫面的等。設(shè)置好畫面的屬性后，就可以打開畫面窗口，進(jìn)行畫動(dòng)、隱藏、顏色變化、閃爍、大小變化、可見性等功能。按樣就實(shí)現(xiàn)了通訊。當(dāng)可編程控制器內(nèi)某個(gè)變量發(fā)生變化時(shí)，可以在系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)中，主要為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的手動(dòng)監(jiān)控和計(jì)，在調(diào)試過(guò)程中，在手動(dòng)控制和自動(dòng)控制仿真設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)對(duì)于智能大棚灌溉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要實(shí)現(xiàn)的功能是采用土壤濕土壤檢測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)結(jié)果，與設(shè)定值比較，控制水泵運(yùn)行和水閥