云端助農(nóng)-智慧農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)控平臺設(shè)計與實現(xiàn)

1云端助農(nóng)——智慧農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)控平臺設(shè)計與實現(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)信息的實時顯示2采用粗放式的灌溉方式,所以經(jīng)常導(dǎo)致水資源浪費比較嚴重.也造成了過度自燃環(huán)境不協(xié)調(diào).為了對水肥管理控制更加節(jié)約化、自動化，本設(shè)溉控制系統(tǒng)，對智能大棚農(nóng)作物進行土壤濕度監(jiān)測，并且根據(jù)監(jiān)物水肥自動灌溉管理，達到節(jié)約水資源，能夠?qū)χ悄艽笈镛r(nóng)作物逐步被人們認識和接受。福建省龍溪地區(qū)引進安裝了當時達一定的基礎(chǔ)。最近幾年，由于國家的重視和實際的需要，各地大在我國進入了快速增長階段。盡管設(shè)旎栽培灌溉技術(shù)近十幾年來在展，但是綜合環(huán)境控制水平還很低，自動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，我國還落后于國外先灌溉的現(xiàn)狀，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題還很多，尤其是自動控制還處于研究和待開發(fā)階段，不能滿足灌溉的需要。對于本設(shè)計統(tǒng)，主要研究將智能大棚農(nóng)作物分為四個區(qū)域，區(qū)域的水肥的要求不相同，通過水泵和四個水閥進行控制四要通過可編程控制器進行設(shè)計，采用變頻器進行水泵的控制監(jiān)測，進行濕度下限和濕度上限的比較，進行水閥的開啟3本設(shè)計針對智慧大棚農(nóng)作物進行自動控制研究，該智慧溉。對每個區(qū)域進行土壤濕度的監(jiān)測，并根據(jù)該區(qū)域的土壤濕度和上限值的設(shè)置，當土壤濕度低于下限值，將自動打開水閥，控制，也可以對每個水閥進行手動打開和關(guān)閉。當自動控制時，制時，由于水泵容量較大，可以同時灌溉四個區(qū)域，所以按（4）自動控制時，如果某一區(qū)域水閥打開，1.2系統(tǒng)的方案設(shè)計對系統(tǒng)采用可編程控制器和上位機的控制方案，完成系統(tǒng)的用變頻器對水泵進行控制和運行，采用土壤濕度傳感器對每個區(qū)度低于下限值，打開水閥，并且水泵運行，按照設(shè)定好的頻率4合理選擇，并且需要進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，對系統(tǒng)的總體控制方案進行設(shè)計。行了控制要求分析和系統(tǒng)控制的方案設(shè)計。采用變頻器作為驅(qū)動調(diào)節(jié)，通過外部的土壤濕度傳感器監(jiān)測當前的土壤濕度，并進按照智能大棚灌溉控制系統(tǒng)的控制要求和方案，需要址進行分配設(shè)計。按照基本分配的原則，實現(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，可以按照分配原則是先進行按鈕或旋鈕的分配，再進行外部傳感號分配；系統(tǒng)的輸出地址分配原則是先進行執(zhí)行單元的AQW32AIW16AIW18AIW20AIW226制器的接線設(shè)計主要包含了三個部分，首先是電源部分的設(shè)同，電源采用DZ47-60的2P開關(guān)進行電源的通斷。其次為輸入部分設(shè)計，按照I/O分配的要求，對每個地址的輸入點進行信號接入，并且對電器元器元件接通時，I0.0得電輸入，相應(yīng)的輸入指示燈亮，表示該點輸出部分設(shè)計，根據(jù)不同的執(zhí)行單元或指示燈，進行命名設(shè)計，78模擬量輸入模塊的每個回路均有三個端子，以第一路為例子接入模擬量信號的負極。由于現(xiàn)場的工況比較復(fù)雜，時常擾，所以需要采用專用的屏蔽電纜進行模擬量信號的傳輸，屏信號類型為4-20mA。模擬量輸出模塊每個回路也有對于智能大棚灌溉控制分為手動控制和自動控制，手動控制按下外部的系統(tǒng)運行按鈕，系統(tǒng)進入自動運行狀態(tài)，此時對測，當土壤濕度小于設(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)運行N區(qū)域濕度N系統(tǒng)運行N區(qū)域濕度N手動控制水泵啟動水泵、閥門運行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模擬量信號處理程序設(shè)計對于區(qū)域一內(nèi)土壤濕度到區(qū)域四土壤濕度值進行模擬量處理3.2.2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計對于系統(tǒng)的模擬量輸入信號,通過模擬量輸入模塊后，需要對信號際數(shù)值，就需要通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序進行設(shè)計和調(diào)用。首先值，得到的結(jié)果儲存在#TEMP1，然后將顯在#TEMP2，將輸入的模擬量信號數(shù)值減去最小值，得到的結(jié)果3.2.3手動控制程序設(shè)計3.2.4自動控制程序設(shè)計行，并且M2.0置“1”并保持。當M2.0得電后，對每個區(qū)域的土壤濕度反饋值和設(shè)定下將閥門的自動運行位進行復(fù)位。在四個閥中，當有一個閥門運行時行，將0給到該閥門的特定地址。對四個發(fā)的將總頻率給定值給到變頻器的頻率給定值，當3.2.5外部輸出控制程序設(shè)計根據(jù)智能大棚灌溉控制系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和方案，系統(tǒng)全滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。安裝好MCGSE設(shè)計軟件，并打設(shè)備窗口界面主要進行驅(qū)動的建立，在驅(qū)動建立并且需要設(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。在實時數(shù)據(jù)庫界面中，可以添加內(nèi)部變量和在驅(qū)動框圖的右邊進行變量的設(shè)置，變量設(shè)置包含了變量類型、按照以上的步驟對系統(tǒng)的每個變量的地址和變量名稱進行畫面的屬性修改，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，進行畫動、隱藏、顏色變化、閃爍、大小變化、可見性等功能。按樣就實現(xiàn)了通訊。當可編程控制器內(nèi)某個變量發(fā)生變化時，可以在系統(tǒng)上位機設(shè)計中，主要為了實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的手動監(jiān)控和計，在調(diào)試過程中，在手動控制和自動控制仿真設(shè)計中，系統(tǒng)對于智能大棚灌溉控制系統(tǒng)設(shè)計,主要實現(xiàn)的功能是采用土壤濕土壤檢測，通過監(jiān)測結(jié)果，與設(shè)定值比較，控制水泵運行和水閥