智能温室大棚监测系统解决方案设计.pdf

智能温室大棚监测系统解决方案设计 以上参数在监控软件中进行编写，环境参数超出设定范围时进行相应调节同时产生报警提醒值班人员注意。四、功能与使用说明 (1)农业大棚的温室大棚监测系统上装有液晶屏，可在线实时采集和记录监测点位的温度、湿度、烟雾、光照等各项环境参数情况。当该系统接通电源时，液晶屏上会显示三个大棚内的各项环境参数。(2)可以通过按键可以切换液晶屏上显示的内容。(3)上位机能够存储大棚的历史数据信息。(4)单片机与单片机之间的多机通信：通过主机(单片机)可以看到另外两个大棚的温度，湿度，光照强度，有无人，有无烟雾等信息。方便用户对所有大棚的信息。方便用户对所有大棚的信息查看。(5)控制中心软件采用 C#编写的上位机图形界面，实现上位机终端与单片机之间的通信。通过上位机终端实时显示系统检测的温度、湿度、光照、烟雾等变化，统计温度、湿度、光照等环境数据的历史数据。(6)当上位机显示的温度、湿度、光照超过所定限值时，上传报警信息并进行本地及远程监测，且单片机系统中蜂鸣器也会开始报警，同时小灯不停的闪亮。三、系统设计 3.1 系统硬件和软件选择 设计系统的关键是硬件和软件的稳定性，根据实际的应用经验和比较选用以下配置。硬件配置：研祥工业计算机 P4 2.0G/256M/40G/20 英寸彩显；西门子 PLC S7-200；软件配置：系统 WINDOWS 2000；组态软件 6.1 网络版。3.2 软件设计方案 实现智能化温室控制的关键在于 1）如何根据不同的作物或相同作物的不同生长阶段设计不同的控制方案和参数。2）实时参数的检测和数据网络化。3.2.1 配方管理模块实现了参数的批量控制 根据不同的作物或相同作物的不同生长阶段，设计出不同的配方。软件提供了简单方便的组态和操作功能，将需要修改的参数首先定义为变量，这样，操作人员可以通过操作画面，进行方便修改。详细表达式如下：3.2.2 实时参数的检测 实时参数的检测永远是一线生产最主要的环节，及时反应当前生产情况，本系统选择的检测仪表全部都是输出标准 4-20 mA 信号。针对农艺园温室的应用环境特点是湿度较大，所以在变送器的选型上特别注意能够防潮湿，在这样的环境中分析类变送器如 PH 计和二氧化碳分析仪等，在检测部位容易凝结水珠，所以维护的频率要相对提高，一般需要 4 天左右就维护一次，这样才能作到实时参数检测及时准确。3.2.3 数据网络化 由于技术中心远离温室现场，而技术人员需要实时监控生产参数，修改最佳的生产参数，数据的网络化就是必须的。该软件可以有 2 种方式实现数据网络化，一是 WEB 功能；二是远程数据库功能。WEB 功能只能远程浏览而无权限修改参数，所以不适用本系统，定义远程数据库很好的实现了数据网络化。3.3 软件实施说明 系统主要对温度、湿度、光照等指标进行控制。以葡萄温室为例，休眠期温室的温度保持在 5，休眠期后白天控制在 25-30，夜间控制在 15-18，当温度超出控制范围时加热炉的风机启动，使加热炉产生的热量在温室内均匀散布，当温室内温度达到作物适合温度时，加热炉风机自动停止。湿度控制在50-75%，当温室内湿度超出控制范围时轴流风机启动，抽出温室内湿度较高的空气，使湿度下降。当湿度降回到正常范围时，轴流风机自动停止工作。温室 的光照度控制在 45000-55000 勒克斯，当温室内的光照度达不到设定指标时，温室内的补光灯自动打开进行人工补光。当温室的光照度水平达到设定指标时补光灯自动熄灭，以节约能源。臭氧病害防治机的使用则结合作物的具体情况来选择性的进行定期或不定期消毒灭菌。二氧化碳发生器的操作相对麻烦一些，需到温室内按步骤进行操作，监控系统可监视二氧化碳浓度，当浓度达到有害程度时系统发出报警，提醒监视人员注意。黄瓜、番茄温室的控制方案与之类似，主要差别在各参数的控制指标不同。四、结束语 经实践证明，该系统所实现的功能完全达到了原设计的意图，满足了生产的需求。系统投资少，见效快，运行一年多来稳定可靠，改造后单产量都提高20%以上。说明利用工业组态软件改造现代农业，是完全可行的，特别是在华北和东北，温室种植较多的地区，具有广阔的前景。