现代农业智能温室大棚监测控制系统管理方案设计

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1、现代农业智能温室大棚监测控制系统管理方案设计智能农业基于软件平台的温室大棚智能监控管理系统，结合当前新兴的物联网技术实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标，不但可以最大限度提高农业现实生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。　　一、概述托普物联网研制的温室环境监测系统也可仪称之为温室智能控制系统。系统利用环境数据与作物信息，指导用户进行正确的栽培管理。物联网温室环境监测系统可广泛应用于农业、园艺、畜牧业等领域，在需要特殊环境要求的场所实施监控和管理，为实现对生态作物的健康成长和及时调整栽培、管理等措施提供及时的科

2、学的依据，同时实现监管自动化。精确农业（PrecisionAgriculture）是当今世界农业发展的新潮流，它最大的特点就是“精确”，利用卫星全球定位系统、遥测遥感技术、计算机自动控制技术和物联网等高新技术于农业生产，用以提高产量，降低能耗。精确农业的推广不但可以最大限度提高农业生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。　　随着农业技术的不断发展，温室大棚已经相当普及，随之而来的温室大棚智能监控管理平台搭建的需求愈发强烈。传统的温室大棚多为人工通过简单的温湿度计量设备或者简单的仪器仪表获取环境状态参数，并根据经验手动控制各个调

3、节阀。此种方式效率低下，控制效果也无法达到智能自动的要求，因此传统的监控管理方式已显示出诸多局限性。　　二、系统设计原则　　可扩展性——系统在设计过程中除满足当前需求外，还需为日后的系统扩展留有足够的接口，所有功能模块均为可组态化设计，可以灵活的增加或者删除。　　可集成性——系统在设计过程中需具备高度集成性，满足于第三方平台的实时交互集成需求。　　可控制性——系统建成后，要求对温室中的温湿度、光照强度、喷灌装置等设备可实现远程自动、手动控制，保证温室作物处于最优的生长环境中。　　三、系统设计目标　　根据现场实际需求，温室大棚智能监控管理系统需要满足一下设

4、计目标：　　1、系统可实现各个温室大棚的空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等数据的采集和汇总。　　2、系统可实现对各个温室大棚的智能控制，需配套合适的控制策略实现对风机、喷淋灌溉、遮阳调光等设备的远程控制。　　3、系统需要保证温室大棚的内环境最适宜作物的生长，为作物的高产、优质、高效、安全创造条件。　　4、系统数据除了满足汇总归纳分析的需求，还可实现远程浏览，可通过手机、PDA等移动终端实时对现场环境实现监控管理。　　四、系统组成　　为了实现上述设计目标，本系统包括现场采集传感终端、控制终端、无线通信网络终端、监控中心系统平台4部分组成。　　

5、1、传感终端　　温室大棚环境信息采集单元主要由各种环境信息传感器组成，包括以下几类　　1）数字温湿度传感器　　该传感器可实现相对温度和湿度的环境信息测量，具备专业的数字化集成技术和温湿度测量技术，保证数据的真实有效性。传感器自身符合超低功耗设计，单线或者两线串行接口连接方式，可直接与控制器连接实现数据传输。　　2）土壤水分传感器　　该传感器可实现长期无人值守的土壤含水量监测，外壳抗腐蚀能力强，可长期深埋在土壤中而不会受到损坏，具备高精度、高灵敏度等特点。可实现表层土壤和深层土壤墒情的定点监测和在线测量，数据可直接由水分监测仪获取，或者直接与控制器相连。　

6、　3）光照强度传感器　　该传感器用于对温室大棚内可见光光照强度的测量，输出信号符合通用标准，能够根据当前的光照条件自动调整量程范围，从而在不同光照强度下均可保持准确的精度。　　4）二氧化碳浓度传感器　　红外二氧化碳浓度传感器基于红外光谱吸收原理，测量温室中的空气二氧化碳浓度，可实时感应浓度变化。其优异的可靠性保证数据的准确性，避免其他气体的交叉反应。　　以上四大类传感器可实时采集温室大棚内的空气温湿度、土壤温湿度、光照强度和空气中二氧化碳浓度等主要数据，通过通信总线传送至控制终端。　　2、控制终端　　为了实现系统的远程控制功能，每个温室大棚配备PLC可编

7、程控制器作为控制终端。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，其标准化、系列化、模块化的设计，使得用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。　　为了保证温室大棚内的环境适合作物的生长，控制器中加载预先设计好的控制策略程序。　　温度控制：当温室大棚内温度高于设定上限值时，控制器发出指令关闭加热器，之后开启通风设备;当温室大棚内温度低于设定下限值时，控制器发出指令关闭通风设备，之后开启加热器，从而保证温室大棚内的温度动态平衡。　　空气/土壤湿度控制：当温室大棚内空气/土壤湿度高于设定上限值时，控制器发出指令关闭喷淋

8、灌溉设备，之后开启通风设备;当温室大棚内空气/土壤湿度低于设定下限值时，控制器发