天然气泄露报警控制器设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流天然气泄露报警控制器设计.精品文档.伊犁师范学院电子与信息工程学院2013届本科毕论文(设计)论文题目：天然气泄漏报警控制器设计作者姓名：李龙江班级：09-2 班专业：电子信息科学与技术学号：09071201016指导教师：肖辉 高级讲师完成时间：2013年4月26日电子与信息工程学院二一三年四月天然气泄漏报警控制器设计内容摘要 随着天然气的大量使用,每一座居民大楼都被天然气所“笼罩”。天然气的普及给公共生活带来了方便,减少了城市的污染,提高了生活质量和效率,但是同时,天然气也是潜在的“危险品”,一旦发生大面积泄漏,处置不及时就可能引发大爆炸

2、,给居民的生命财产安全带来巨大的威胁。面对燃气泄漏而造成的种种事故威胁，我们需要一个解决办法。使用天燃气报警器是对付燃气无形杀手的重要手段之一。 本论文以半导体气敏传感器和单片机技术为核心设计的气体报警器可实现声光报警功能，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的气体报警器，具有一定的实用价值。其中选用MQ-5传感器实现对气体的检测，具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强等优点，而且价格低廉，使用寿命长。其与转换器连接，将气体信号转换成单片机可识别的数字信号，经单片机处理，并对处理后的数据进行分析，是否大于或等于某个预设值(也就是报警限)，如果大于则会自动启动报警电路发出报警声音，反

3、之则为正常状态。关键词： 传感器 报警器 单片机 Gas leakage alarm controller designAbstractWith the wide use of natural gas, each a residential towers were gas enveloped. The popularity of natural gas to public life brought convenient, reduce the citys pollution and improve the life quality and efficiency, but at the same

4、 time, natural gas is also potential dangerous, once produce large leak, disposal not timely could trigger, the big bang to peoples life and property safety brought great threat. Facing the gas leak all kinds of accidents caused by threats, we need a solution. Use of natural gas alarm is deal with g

5、as invisible killer one of the important means. This papers to the semiconductor gas sensors and single chip microcomputer as the core design can realize the gas alarm sound-light alarm functions, is a kind of simple structure, stable performance, easy to use, inexpensive and intelligent gas alarm,

6、has certain practical value. Among them choose MQ - 5 of gas detection sensor realize, has a high sensitivity, fast response, strong anti-jamming capability etc, and the price is low, service life long. converters connected with the gas signal, convert microcontroller can identify the digital signal

7、 processing, by for processing the data and analysis, whether is equal to or greater than the a default value (that is, the alarm limit), if will automatically start alarm circuit warning voice, conversely for normal state key word: sensor alarm MCS目 录第一章 绪论 11.1选题背景和意义 11.2 温室控制和信息服务技术国内外研究现状与发展趋势

8、11.2.1 国外温室控制和信息服务技术的研究现状 11.2.2 国内温室控制和信息服务技术的研究现状 21.2.3 温室控制技术的发展趋势 3第二章 系统分析 42.1论文的主要研究内容和目标 42.2系统详细调查概述 42.3可行性分析 42.3.1经济可行性 42.3.2技术可行性 52.3.3管理可行性 52.4数据字典建立 52.5描述处理逻辑的工具 62.6构建设计方案 6第三章 伊犁河谷蔬菜大棚智能自动化控制系统与蔬菜信息化服务系统管理信息系统总体设计 73.1总体设计思想 73.2总体功能结构图 83.3蔬菜大棚智能自动化控制系统 83.3.1智能自动化控制系结构图设计 83.

9、3.2智能自动化控制系统硬件结构图设计 93.3.3智能自动化控制系统各子系统的功能模块图及流程图 103.4信息服务平台系统 213.4.1信息服务平台系统总体功能结构图和框架图 223.4.2信息服务平台系统系统各子系统功能模块图 243.5代码设计 273.6系统物理配置方案的设计 273.6.1硬件选择 273.6.2计算机网络选择 273.6.3数据库管理系统选择 273.6.4应用软件选择 273.7制定设计规范 283.8数据存储设计 283.8.1结构化数据存储 283.8.2非结构化数据存储 293.8输入设计 303.9输出设计 303.10无线传感器节点处理流程图设计 3

10、0第四章 结束语 32参考文献 33致谢 34第一章 绪论1.1选题背景和意义随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室蔬菜大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而现今我国大多数对大棚温度、湿度

11、、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。伊犁河谷地处祖国的西北边陲,东西长350公里,南北宽280公里,土地面积56148.83平方公里。光热资源丰富,年日照时数达3150小时,积温丰富,昼夜温差

12、大,降水量是全疆平均水平的2倍,气候湿润，丰富的水土资源和良好的自然环境十分适宜农作物生。截止2011年底，州直蔬菜生产面积65万亩，生产蔬菜120万亩，其中设施农业面积达到16.59万亩，其中温室8万亩，拱棚6.94万亩。设施农业在丰富淡季蔬菜供应、发展高效农业、增加农民收入和出口创汇中发挥着越来越重要的作用，呈现出良好的发展态势，对蔬菜大棚自动化的需求也越来越强烈。1.2温室控制和信息服务技术国内外研究现状与发展趋势1.2.1国外温室控制和信息服务技术的研究现状欧美等国家在30年代就相继建立了人工气候室。温室调控技术至今经历了几十年的发展过程。初期是使用仪表对温室设施中的光照、温度等参数进

13、行测量，再使用手动或电动执行机构（如幕帘、通风设备等）施行简单控制，随着传感元件、仪表及执行器技术的进步，逐步发展成为对温度、湿度、光照等几乎所有室内环境参数分别进行自动控制。计算机技术的发展使环境参数的综合控制成为可能。70 年代中期，荷兰、日本、美国、意大利等国家已使用微型计算机控制植物生长环境。从 80 年代开始，根据不同作物、不同生长阶段及外界环境变化对温室环境进行综合调节控制的技术得到了快速的发展。目前国外先进现代大型温室控制系统主流是多因子综合控制系统。这些控制系统系统提供键盘等人机交互界面进行参数设置和必要的信息显示，利用计算机对各种环境因子监测、传感、调控均实现了一体化控制，实

14、现了对温室内环境实施自动控制调节和计算机自动监控管理，并且涉及的环境因子范围比较广，从温室内的环境状况如温湿度、二氧化碳浓度到室外的气候特征，从生物体生长的活体信息到果实的性状、成色等。随着微型计算机技术进步和价格逐步下降、遥测技术、网络技术、控制局域网等技术应用于温室的管理与控制以及对温室控制要求的提高，以微机为核心的温室综合环境控制系统在欧美得到了长足的发展，正向高度自动化、智能化和网络化方向发展。而信息服务方面，欧美发达国家采用以EAN.UCC 码作为主要技术手段的农产品质量安全可追溯系统，准确的获取到农产品种值、生产、加工、运输、存储及销售过程中的负责人等信息，将整个蔬菜从生产到销售等

15、信息准确的提供给企业和消费者。1.2.2国内温室控制和信息服务技术的研究现状我国温室产业起步比较晚。自70年代末起，我国先后从日本、美国、荷兰和保加利亚等国引进了40套左右的现代化温室成套设备。虽然这些温室技术领先、设备先进，但在我国的使用过程中还存在较严重问题，主要有以下几点:引进价格高，运行经济效益差;技术要求过高，要求经营者既要懂农业技术，熟悉英文，还要掌握电脑操作和机械运营和维护；运营模式没有与中国的实际结合起来，不适合于我国的气候特征。所以，研究开发符合我国国情、产生明显经济效益并适用于大范围推广应用的自动控制温室系统己经迫在眉睫。基于以上的种种原因，我国的农业工程技术人员在吸收发达

16、国家高科技温室生产技术的基础上，进行了温室中温度、湿度、光照等单因子控制技术的研究，并逐步推出既适宜我国经济发展水平又能满足不同生态气候条件要求的温室控制系统。20世纪90年代初期，中国农业科学院农业气象研究所和作物花卉研究所，研制开发了温室控制与管理系统，并开发了基于Windows操作系统的控制软件；90年代中后期，江苏理工大学毛罕平等人研制开发了温室软硬件控制系统，能对营养液系统、温度、光照、二氧化碳 、施肥等进行综合控制，是目前国产化温室计算机控制系统较为典型的研究成果。在此期间，中国科学院石家庄现代化研究所、中国农业大学、中国科学院上海植物生理研究所等单位也都侧重不同领域，研究温室设施

17、的计算机控制与管理技术。总的来说，国内的众多研究人员和公司在温室自动控制系统结构、智能控制算法、温室环境建模等方面进行了大量的研究和实际系统的开发。总体上看，国内温室自动控制系统在功能、可靠性、可扩展性等方面还有待进一步提高。信息服务方面，我国进行了食品可追溯系统初步的研究，制定了一些相关的标准和指南；一些地方和企业初步建立了部分食品可追溯制度，发布了一些法规，如北京、上海、天津；进行了农产品可追溯系统的初步试点，如山东省寿光田苑蔬菜基地。1.2.3温室控制技术的发展趋势温室控制系统是设施农业的重要组成部分，具有广阔的应用前景，其发展趋势可概括为以下几点：温室分布式控制系统基于Interner

18、的远程控制系统智能化控制系统第二章 系统分析2.1论文的主要研究内容和目标本文温室的建造将按照荷兰的Venlo型联栋温室，本系统将采用无线物联网技术对温度及湿度控制、信息服务的基本原理实例化，可以24小时实时监控大棚内的光照、温度、空气湿度、二氧化碳浓度和土壤湿度等信息，设计一个实时控制温室大棚环境的控制系统和信息化服务系统，实现温室蔬菜大棚智能自动化控制和信息化服务。本论文的总体目标是研究开发一种功能较全、集数据采集、环境监测和控制于一体、低成本、低价格的温室环境智能监控系统，也是一种数字化、网络化、智能化的温室智能自动化控制和信息化服务管理信息系统。研究的重点内容是系统的总体功能结构图、各

19、模块的功能结构图、流程图。关键技术是无线射频技术。2.2系统详细调查概述通过我们查阅伊犁政府发布的年报、网上信息和实际调查，可以知道蔬菜智能化控制在伊犁地区还存在着大量的空白，蔬菜的供求也存在着大的缺口。在传统模式下，蔬菜大棚是农民自己建设，没有经过科学的研究和计划，对市场的信息把握不够准确。所以，总是会产生许多问题无法解决，影响了农民的收入，其最终后果是导致工程建设成本增加,生产质量下降,甚至会由此造成整个工程项目建设的失败。所以需要科学的建设蔬菜大棚智能自动化控制系统与蔬菜信息化服务系统管理信息系统，实现蔬菜大棚的智能自动化控制和蔬菜信息化服务的系统建设。2.3可行性分析2.3.1经济可行

20、性蔬菜大棚自动化控制系统和信息化服务系统具有较大的本地和区内市场空间，能够为企业带来良好的经济效益。根据调查可知，伊犁州直拥有263万人口，占全疆人口的12.8%。每年淡季净菜消费量在30万吨左右，目前的实际生产能力只有14万吨，尚缺口16万吨以上，近年来每年淡季从内地调进6万吨左右的鲜菜和果品。随着人口的增长和人们消费能力、生活水平的不断提高，对反季节蔬菜、瓜果的需求量还会增加，当地有着现实和潜在的大市场。就疆内市场而言，预计全疆淡季净菜消费量在250万吨左右，目前的实际生产能力只有119万吨，尚缺口130万吨以上，这为州直设施鲜活农产品生产发展提供了较大的市场空间。2.3.2技术可行性到目

21、前为止无线射频技术在研究上比较成熟，并且无线射频技术在当今农业生产中的具有一定的范围，随着科技的进步， 无线射频技术必将成为温室蔬菜大棚智能自动化控制的趋势。无线射频技术为本系统提供了一定的理论基础。2.3.3管理可行性本系统的研究对象是企业和消费者，故此本系统的开发会得到政府、企业的支持，更会给本地经济带来效益。2.4数据字典建立表2.1 指标单位表(INDEX_UNIT)编号名称单位备注01单价元/公斤02成交额元03重量公斤表2.2 节点类型表(NODE_TYPE)节点编号节点名称备注0001大棚基地0002批发市场0003零售市场0004超市0005其他包括大中型企业、学校、酒店、加工

22、厂等表2.3 超市蔬菜进场基本信息表。(MARKET_IN_INFO_BASE)属性名称属性命名类型定义字段长度是否可为空备注超市编码SUPERMARKET_ID字符串20否超市名称SUPERMARKET_NAME字符串50是进场日期IN_DATE日期型50是供货商编码SUPPLIER_ID字符串50否供货商名称SUPPLIER_NAME字符串20是交易凭证号TRAN_ID字符串20是产品检疫合格证号QUARANTINE_ANIMAL_PRODUCTS_ID字符串20是蔬菜品质检验合格证号INSPECTION_MEAT_ID字符串20否产地证明号PROV_ID字符串20是检测合格证号QUARA

23、NTINE_VEGE_ID字符串20是进货批次号BATCH_ID字符串20是表2.4 批发市场蔬菜进场信息。（WS_MAR_VEG_IN_INFO）属性名称属性命名类型定义字段长度是否可为空备注批发市场编码MARKET_ID字符串20否批发市场名称MARKET_NAME字符串50是进场日期DATE日期型50是批发商编码WHOLESALER_ID字符串20是批发商名称WHOLESALER_NAME字符串20是产地证明或检测合格证号或交易凭证号WS_TRAN_ID字符串20否进货批次号BATCH_ID字符串20是商品编码VEG_CODE字符串20是商品名称VEG_NAME字符串20是重量WEIGH

24、T数值型50是单价PRICE数值型50是产地编码AREA_0RIGIN_ID字符串20是产地名称AREA_ORIGIN_NAME字符串20是2.5描述处理逻辑的工具本系统中描述处理逻辑的工具将采用决策表。决策表是采用表格方式来描述处理逻辑的一种工具，如用文字表达这种多元的逻辑关系，不仅十分繁琐，而且难以看清，采用了决策表可以清晰地表达条件、决策规则和应采取的行动之间的逻辑关系，容易为管理人员和系统分析人员所接受。2.6构建设计方案本系统将采用无线物联网技术对温度及湿度控制、信息服务的基本原理实例化，利用现有资源设计一个实时控制温室大棚温度、湿度等的控制系统，实现温室蔬菜大棚自动化控制和信息化服

25、务。本系统可自动监测调节农作物环境的温湿度、光照、二氧化碳浓度、通风、卷帘升降、滴灌控制等参数。根据需要，通过按键将温度信息输入MCU（微控制单元），根据情况可随时调节环境。并且整个系统实现自动信息检测与控制，通过配备无线传感节点，太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备、配备无线传感传输系统，每个基点配置无线传感节点，每个无线传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度。计算机通过各种传感器接收各类环境因素信息，通过逻辑运算和判断控制相应温室设备运作以调节温室环境。第三章 伊犁河谷蔬菜大棚智能自动化控制系统与蔬菜信息化服务系统管理信息系统总体设计针对当前国内外温室生产和管理模式上的差别，本文设计

26、了一种温室蔬菜大棚智能自动化控制系统与蔬菜信息化服务系统管理信息系统，该系统是由 PC 机为上位机、以各种传感器为主的下位机组成的温室集群控制系统。3.1总体设计思想伊犁河谷蔬菜大棚智能自动化控制系统与蔬菜信息化服务系统管理信息系统整体设计思路采用的是软件工程中的瀑布模型和快速原型模型相结合的设计方法。本系统可自动监测调节农作物环境的温湿度、光照、二氧化碳浓度、通风、卷帘升降、滴灌控制、门禁、巡更等参数。根据需要，通过按键将温度信息输入MCU（微控制单元），根据情况可随时调节环境。并且整个系统实现自动信息检测与控制，通过配备无线传感节点，太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备、配备无线传感传输

27、系统，每个基点配置无线传感节点，每个无线传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度。计算机通过各种传感器接收各类环境因素信息，通过逻辑运算和判断控制相应温室设备运作以调节温室环境。其中，温室大棚的现场参数：温度、湿度和光照，通过传感器采集后，借助于GSM/GPRS无线网络传输到远程终端，接收到信息后进行远程自定义控制或自动控制。而传感器的数目也可以视情况增加。本系统不仅为身处异地的用户提供了决策管理的信息支持，也使用户能够在任意时刻任意地方查看温室现场环境信息，具有人性化、实用化的特点。蔬菜信息服务系统方面将采用以质量安全追溯为主的信息服务系统，将蔬菜从生产到销售一条线服务的信息进行设计，整个

28、过程继续采用无线射频技术进行跟踪追溯。本文系统立足经济全球化和知识经济的现状，结合我国蔬菜产业发展方向，着眼于整个蔬菜产业链的业务流程，设计开发一套面向蔬菜产业链的信息管理系统，从而把蔬菜产业链的产前、产中和产后服务的各个环节结成统一的利益共同体，实现基础工作流引擎和农业知识相结合的工作流管理，为蔬菜产业链的生产、管理和销售等方面提供高效信息服务，增强劳动者的信息化水平和工作效率，增强蔬菜生产、流通和销售企业的行业竞争力，力争达到生产的专业化、布局的区域化、服务的社会化和管理的企业化，促进蔬菜产业的健康科学发展。3.2总体功能结构图伊犁河谷蔬菜大棚智能自动化控制系统与蔬菜信息化服务系统管理信息

29、系统信息服务平台系统智能自动化控制系通风系统CO2补气系统智能监控系统病虫害防除系统防雷系统卷帘控制系统风机湿帘降温系统供暖系统灌溉施肥系统空气循环系统照明系统蔬菜产后管理系统蔬菜产中管理系统蔬菜产前管理系统图3.1 总体功能结构图3.3蔬菜大棚智能自动化控制系统3.3.1智能自动化控制系结构图设计本智能化温室控制系统主要完成以下两个任务：一是实现对温室内环境因子的采集，并通过以无线射频为基础的无线传感网络传输给上位机和下位机；二是依据农业专家系统对温室环境进行实时自动控制，并可通过GSM网络实现远程控制。本系统由一台PC机与多个微处理控制器装置组成主从式分布结构由上位机模块、下位机模块和室外

30、环境监测模块组成。其中，上位机模块放在温室外不远处，主要通过短距离无线通信方式接收由下位机模块传来的温室环境参数，并进行监视；下位机模块放置在温室内部，与其他传感器节点组成短距离无线传感器网络，在采集到各传感器节点传来的环境参数后，结合农业专家系统实现对温室环境的监测与自动控制，并可以通过成熟的GSM网络实现对温室环境的远程控制；室外环境监测模块可模拟为户外气象站，通过短距离无线通信将温室外的环境参数传送给下位机。其总体结构图下图所示：图3.2 总体结构图3.3.2智能自动化控制系统硬件结构图设计上位机监控历史数据查询显示打印湿度传感器继电器控制供暖系统温度传感器空气循环系统A/D转换器下位机

31、驱动器CO2传感器卷帘控制系统光照传感器自然通风系统土壤水传感器风机湿帘系统土壤PH传感器灌溉施肥系统风向风速传感器防雷系统系统执行系统信息处理传感照明系统图3.3 智能自动化控制系统硬件结构图设计3.3.3智能自动化控制系统各子系统的功能模块图及流程图 通风系统通风控制系统的主要作用是通风、降温和排湿，一般是利用气窗自然换气，同时安装排风扇进行纵向通风换气。自然通风系统：自然通风系统由天窗和侧窗组成，自然通风系统的作用原理包括热压作用和风压作用，前者是利用温度差而产生的室内外空气的压力差形成热压作用而通风换气。后者是利用风吹向建筑物时，迎风面形成正压，背风面形成负压，形成风压作用而自然通风。

32、自然通风系统主要用于春季、秋季等气温不很高的季节的通风换气和降温。通风温度的设定是通过设置全天24h的通风温度曲线来初步完成的，这样每一时刻都对应有每一时刻的通风温度。本次设计中横向通风采用塑钢窗，在室内两侧及室顶纵向开启，开启窗均采用机械式控制方法，既保证开启角度达到所需风量，又要保证关闭后的密封效果以保证室内温度。自然通风系统结构图如下：图3.4 自然通风系统结构图自然通风系统程序流程图如下：图3.5 自然通风系统程序流程图强制通风系统当自然通风不足以起到降低室温的时候，往往需要启动强制通风装置。强制通风强制通风是在温室一端设置侧窗，在另一端设置风机，利用风机由室内向室外排风，使室内形成负

33、压，强迫空气通过侧窗进入温室，穿越温室由风机排出室外。强制通风的理论降温极限是室内温度等于室外温度，但在实际应用中是不可能达到的。由于机械设备和植物生理上的原因，一般温室的通风强度设置在每分钟换气0.751.5次,这样能控制室内外温差在5以内。强制通风的优点在于温室的通风换气量受外界气候影响很小。目前常用通风设备配件卷膜通风卷膜通风用于塑料温室。主要配件为卷膜器，可分为手动式和电动式。卷帘控制系统卷帘控制系统分为外遮阳系统和内遮阳保温系统。外遮阳系统外遮阳系统采用遮光率为70%或者50%的透气黑色网幕，外遮阳降温系统包括骨架、遮阳网、驱动系统，驱动系统分为齿轮齿条驱动系统与钢索驱动系统两种。外

34、遮阳系统夏季能够将多余的阳光挡在室外，形成阴凉，保护作物免受强光灼伤，为作物创造适宜的生长条件。遮阳幕布可满足室内控制温度及保持适当的热水平，使阳光漫射进入温室种植区域，保持最佳的作物生长环境。内遮阳系统内遮阳保温系统一般采用的是缀铝膜，白天遮阳降温，白天覆盖铝箔可以反射掉光能的95%以上；夜间保温，夜间因其具有隔断红外波，可阻止热量散失可节能耗2040%。根据设计要求，设置遮阳系统，系统采用卷帘装置，对该系统也采用自动控制方式。当光照强度大于系统设定的上限时，则系统启动卷帘机构，遮蔽日光的暴晒，防止室内的光照强度过大；当外部的光照强度小于系统设定的下限时，则启动室内光照设备，进行室内光照的补

35、充。卷帘控制系统程序流程图如下：图3.6 卷帘控制系统程序流程图风机湿帘降温系统风机湿帘降温系统由由湿帘箱、循环水系统、轴流风机、控制系统四部分组成。湿帘箱由箱体、湿帘、布水管和集水器组成。温室中排风机讲吸收太阳辐射热而提高了温度的空气排出温室，带走辐射热，使温室内处于一定的负压状态，室外的空气便可透过湿帘表面进入室内。过帘空气中的显热由于湿帘水分的蒸发而被吸收，从而使自身的干球温度得以降低，蒸发了的水分由供水装置不断的进行补充。主要用于夏季，室外处于高温，自然通风系统不能起到降温作用时的降温。相对于喷雾排风法，湿帘降温系统具有不易产生病虫害，降温效果好，成本低等优点。当需要降温时，通过控制系

36、统的指令启动风机，将室内的空气强行抽出，造成负压；同时水泵将水打在湿帘墙上，室外空气被负压吸入室内时，以一定的速度从湿帘的缝隙穿过，导致水份蒸发、降温、冷空气流经室温，吸收室内热量后，经风机排出，从而达到循环降温的目的。风机湿帘降温系统的原理结构示图如下：图3.7 风机湿帘降温系统的原理结构风机湿帘降温系统程序流程图如下：传感器启动程序判断是否启动 NY 启动设备关闭设备 报警检测图3.8 风机湿帘降温系统程序流程图供暖系统 供热系统主要有提高室内温度、促进室内空气流动和降低空气湿度的作用。当室内的温度低于当时的加热温度时，供热系统开启。在供暖正常的情况下，温室内温度一般不低于该设定温度。加热

37、温度的设定主要通过设置全天24h的加热温度曲线来完成，这样每一时刻都对应有每一时刻的加热温度。本温室的加热系统采用中央锅炉系统，热水锅炉是把锅炉中的水加热到 80100，形成较高的水压。这套系统热容量很高，使用热水锅炉给温室加热，室内的气温比较稳定，此系统中水容量大，蓄热量也高，即使在寒冷的冬天，锅炉偶尔出现了故障，也不会使室内的温度骤然降至危害作物生长的程度。本温室的加热方法是在温室上、下方安装热水管道。底部的热水管道可以使作物根部温度更高，生长环境更好，对作物的健康成长十分有益，同时也减少热资源的浪费；上方的热水管道防止冬天夜间温室顶部结霜致使室内温度骤然下降，减少对温度控制系统的影响，同

38、时也使整个温室加热均匀，有利于作物生长。供暖系统的数据流程图如下： 1.锅炉2.管道泵3.散热片4.逆止阀5.三向调节阀图3.9 供暖系统的数据流程图在整个采暖期间，根据温室热负荷的大小分为两个阶段，热负荷大时2台水泵全开，较小时只开1台水泵。同时采用三向调节阀，根据室内实际温度与要求的室内温度的差通过三向阀调节网络供水温度，使供热负荷与随时变化的散热量匹配，避免冬季通过换气调节温度而浪费能量。灌溉施肥系统灌溉施肥系统的主要作用是增湿、降温。它是将水进行加压、过滤后，必要时连同可溶性化肥（农药）一起，通过低压管道系统输送至滴头，然后将水均匀而缓慢地滴入作物根区土壤中的灌溉方法，同时具有节水、增

39、产、适应性强等优点。灌溉施肥系统融合计算机与传感器监控技术，对灌溉系统进行全程控制，实时监控灌溉水流量和水的PH值、EC值，并通过控制器及时调节供水量、供费量和加酸量，保证给作物及时、准确的水份和营养供给，同时根据温度、湿度、降雨情况等调节灌溉运行时间，达到智能化节水灌溉，以及高效精确的灌溉目的。灌溉施肥系统结构图如下：图3.10 灌溉施肥系统结构图灌溉施肥系统程序流程图如下：图3.11 灌溉施肥系统程序流程图空气循环系统空气循环系统采用环流风机。流通不畅的空气将导致温室内温度、湿度分布的显著差异。在冬季及早春季节，温室通风换气少，气密性强，往往会导致温室内温度分布的不均匀，热空气积聚在温室上

40、层空间导致温室内垂直温差大，而作物叶面附近的水汽又不能及时地散失，从而产生高湿点，为病害的产生提供了条件。即便在夏季，由于自然通风受外界风速和室内温度变化的影响，仍难以保证室内温度均匀，沿温室长度和跨度方向的室内温度都存在一定梯度。采用循环通风，可以促使空气流通，使温度、湿度等在温室内均匀分布，保证作物正常的一致性及品质。通过均匀的压力送风系统，可有效形成棚内空气微循环，减少叶面结露，降低病害发生，减少农药用量，为无公害蔬菜生产创造了条件。空气循环系统结构图如下：图3.12 空气循环系统结构图照明系统包括温室内部普通照明和作物栽培补光照明两种类型。普通照明仅在温 室走道、控制室等处设照明灯具即

41、可；而对于蔬菜、花卉、育苗等温室作物栽培床面当自然光照远不能满足光合作用需用光照时，可考虑人工光照进行补光。普通照明：普通照明光源主要有白炽灯、荧光灯、紧凑型荧光灯等。由于高温、高湿的温室环境及经常进行灌水作业等情况，温室照明中的灯具需要防水和防雾，一般应采用密闭灯具。常用的灯具有防水防尘灯、密闭单管荧光灯、密闭双管荧光灯等。灯具的安装方式主要有柱上安装、吊链安装、吊杆安装等几种方式。温室补光照明：选取光源是应充分考虑作物的种类及不同生长期对光照的需要。作物补光的目的一般有两个：一是以抑制或促进作物花芽分化、调节花期，满足作物光周期的需要为目的，这种光照度要求较低，只要有几十勒克斯的光照度就可

42、满足，多用白炽灯；二是以促进作物光合作用，促进作物生长，补充自然光照不足为目的，这种补光对光源的要求是补光照度应高于植物的光补偿点，一般在3000lx以上。防雷系统根据瞬间过电压产生、危害途径和智能温室自动化控制系统大量采用高度集成的CMOS电路和CPU单元，以及智能温室集控制、通讯、监测为一体，而且分散面广的特点，我们认为要避免雷击对智能温室控制系统造成的破坏，就必须采取系统的、综合的防雷措施。特别应从配电系统防雷、通讯线和网络线的防雷、总控制室防雷和合理接地等四方面着手。众所周知，雷电具有很强的破坏性，主要有直击雷、雷电感应、雷电波侵入和地电压反击四种形式。而智能温室一般都建于空旷的郊区，

43、许多监控设备和部分传感器等都安装在较高的地方，相对周围环境而言，形成十分突出的目标，从而导致雷击概率增多。避雷器是一种既容易实施，效果又好的防雷措施，因此智能温室自动化控制系统将主要采用避雷器。在温室总电源进线处加装雷电保护器。钢结构做防雷接地。室外气象站防雷接地。抗震设防：7级。病虫害防除系统 功能结构图如下：病虫害防除系统粘虫板熏蒸器防虫网图3.13病虫害防除系统功能结构图防虫网防虫网覆盖栽培是一项增产实用的环保型农业新技术，通过覆盖在棚架上构建人工隔离屏障，将害虫拒之网外，切断害虫（成虫）繁殖途径，有效控制各类害虫，且具有透光、适度遮光等作用，创造适宜作物生长的有利条件，确保大幅度减少菜

44、田化学农药的施用，使产出农作物优质、卫生，为发展生产无污染的绿色农产品提供了强有力的技术保证。防虫网还具有抵御暴风雨冲刷和冰雹侵袭等自然灾害。在选择防虫网时，应该以20-32目为宜，幅宽1-1.8米。白色或银灰色的防虫网。熏蒸器熏蒸器采用的是温控式电热硫磺蒸发，使用最先进的温控电热技术开发成功的温室病虫害防治专利产品。它将硫磺和其它抗菌杀虫剂快速蒸发到周围环境中，其药剂成份扩散快、渗透力强、分布均匀，具有很好的病虫害防治效果。具有使用方便、安全可靠、操作简单、病虫防治效果好、无污染等显著特点。是温室大棚蔬菜生产，特别是绿色食品生产的必备装置。粘虫板粘虫板采用的是黄色粘虫板杀虫，黄色粘虫板杀虫技

45、术是利用昆虫的趋黄性诱杀农业害虫的一种物理防治技术，它绿色环保、成本低，全年应用可大大减少用药次数。采用黄色纸（板）上涂粘虫胶的方法诱杀昆虫，可以有效减少虫口密度，不造成农药残留和害虫抗药性，可兼治多种虫害。智能监控系统本系统利用物联网技术，可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，通过模型分析，远程或自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备，保证温室大棚内环境最适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。同时，该系统还可以通过手机、PDA、计算机等信息终端向农户推送实时监测信息、预警信息、农技知识等，实现温室大棚集约化、网络化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。系统功能结构如下图所示：传感终端通信终端无线传感网控制终端视频监控中心应用软件平台智能监控系统图3.14 系统功能结构系统框架示意图如下：图3.15 系统框架示意图传感终端温室大棚环境信息感知单元由无线采集终端和各种环境信息传感器组成。环境信息传感器监测空气温湿度、土壤水分温度、光照强度、二氧化碳浓度等多点环境参数，通过无线采集终端以GPRS 方式将采集数据传输至监控中心，以指导生产。