近年來，中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，進(jìn)入智能農(nóng)業(yè)時(shí)代。農(nóng)業(yè)成為高科技產(chǎn)業(yè)不再遙遠(yuǎn)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能測(cè)控系統(tǒng)和溫室環(huán)境遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，使隨時(shí)田間耕作成為流行。

一.系統(tǒng)概述

合肥鴻昇科技有限公司自主研發(fā)的SQ-WS智能溫室控制系統(tǒng)，是為溫室正常有效運(yùn)行而配置的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)。利用傳感器技術(shù)，依托傳統(tǒng)溫室生產(chǎn)技術(shù)，設(shè)計(jì)了具有高可靠性、安全性和可擴(kuò)展性的軟硬件系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制模式

(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

SQ-WS系統(tǒng)主要包括:上位機(jī)中央服務(wù)器控制平臺(tái)和下位機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)；

◇中央服務(wù)器控制平臺(tái)可選擇物聯(lián)網(wǎng)感知應(yīng)用平臺(tái)或?yàn)榭蛻籼貏e定制的運(yùn)行監(jiān)控平臺(tái)?？梢詫?shí)現(xiàn)監(jiān)控、查詢、計(jì)算、建模、統(tǒng)計(jì)、控制、存儲(chǔ)、分析、報(bào)警等多種功能。

◇現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)由測(cè)控傳感器、電磁閥、配電控制柜和安裝附件組成，可通過有線、無線、以太網(wǎng)、4G和妻子網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與中央服務(wù)器控制平臺(tái)連接。根據(jù)溫室內(nèi)的空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等參數(shù)，控制環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備，包括內(nèi)遮陽、外遮陽、風(fēng)機(jī)、濕簾水泵、頂部通風(fēng)、電磁閥等設(shè)備。

(2)選擇合適的控制方式。

◇有線監(jiān)控-通過現(xiàn)場(chǎng)布線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

◇無線Zigbee監(jiān)控——使用Zigbee模塊，在0-20KM范圍內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸。

◇4G網(wǎng)絡(luò)測(cè)控——利用通信網(wǎng)絡(luò)形式，傳輸距離可無限遠(yuǎn)監(jiān)控。

◇老婆的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)——利用老婆的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，可以無限遠(yuǎn)的監(jiān)控傳輸距離。

◇有線和無線結(jié)合——根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境靈活組合。

三。溫室現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與控制

智能溫室中的各個(gè)參數(shù)傳感器可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集多點(diǎn)的溫室環(huán)境，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后送到單片機(jī)進(jìn)行處理，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境的自動(dòng)智能調(diào)節(jié)。顯示裝置實(shí)時(shí)顯示溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照等數(shù)值，能夠更清晰地顯示溫室的整體數(shù)據(jù)。

(1)溫度和濕度監(jiān)測(cè)

溫濕度傳感器用于監(jiān)測(cè)室外空氣溫濕度、室內(nèi)空氣溫濕度、地表溫濕度、土壤溫濕度等。數(shù)據(jù)可以被收集、分析、操作、控制、存儲(chǔ)和發(fā)送。

(2)照明監(jiān)控

通過光傳感器和光敏傳感器可以監(jiān)測(cè)和記錄溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度，可以直接與補(bǔ)光系統(tǒng)、遮光系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備連接，必要時(shí)可以自動(dòng)開啟相關(guān)設(shè)備。相關(guān)數(shù)據(jù)通過無線傳輸技術(shù)傳輸?shù)接脩舯O(jiān)控終端。

(3)CO2和O2濃度監(jiān)測(cè)

溫室內(nèi)部署二氧化碳濃度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)二氧化碳的含量。當(dāng)濃度超過系統(tǒng)設(shè)定的閾值范圍時(shí)，通過無線傳輸技術(shù)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩舯O(jiān)控終端，相關(guān)工作人員會(huì)做出相應(yīng)的調(diào)整。

(4)分區(qū)域檢測(cè)

通過對(duì)同一個(gè)大棚內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行控制和管理，可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)種植區(qū)域的不同溫濕度、不同氣體配置等環(huán)境技術(shù)指標(biāo)。用戶可以通過上位機(jī)監(jiān)控和查詢各個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)。也可以對(duì)每個(gè)塊進(jìn)行單獨(dú)控制和整體協(xié)調(diào)控制。

(5)灌溉、噴霧和施肥控制

水灌溉和農(nóng)藥噴灑采用管道系統(tǒng)，可根據(jù)植物的生長(zhǎng)方式自動(dòng)和手動(dòng)操作。

(6)報(bào)警控制

用戶可以設(shè)置一些參數(shù)的上限和下限。例如，溫室的溫度應(yīng)該在30-15攝氏度之間。如果高于或低于此溫度范圍，將產(chǎn)生報(bào)警信息，并顯示在上位機(jī)中央控制平臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)上。

(7)備用冗余功能

為了避免設(shè)備故障和異常帶來的不便，影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)。設(shè)備可以擴(kuò)展冗余，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，輔助設(shè)備可以切換到0。從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)無故障運(yùn)行，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。

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