随着国民经济的迅速发展,现代农业得到了长足的进步,全国各地根据需要普遍建设了日光温室、塑料大棚等为农作物创造出良好的生长环境。温室工程成为高效农业的重要组成部分。
温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件,创造一个人工气象环境,来消除温度、湿度等对生物生长的限制。能使不同的农作物在不适合生长的季节产出,部分或完全的摆脱农作物对自然条件的依赖。
石家庄圣启科技有限公司自主研发的SQ-WS智能温室大棚控制系统是针对温室大棚正常有效运转的控制要求配置的远程监控与管理系统。采用传感器技术、依托传统温室大棚生产工艺、设计的具有高可靠性、安全性、可扩展性的软硬件系统。
充分利用物联网技术和组态软件实时远程获取温室大棚内部的空气温度、湿度、光照强度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数及视频图像,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,保证温室大棚内的环境最适宜作物生长;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。
第二部分:系统结构及控制模式
(1)系统两大组成部分
SQ-WS系统主要包括:上位机中心服务器控制平台和下位机现场控制节点:
◇中心服务器控制平台可选用物联网感知应用平台或者是为客户专门定制的 *** 作监测平台。能够实现监测、查询、运算、建模、统计、控制、存储、分析、报警等多项功能。
◇现场控制节点由测控模块、电磁阀、配电控制柜及安装附件组成,与中心服务器控制平台可通过有线、无线、3G/2G方式连接到一起。根据温室大棚内空气温湿度、土壤温度水分、光照强度及二氧化碳浓度等参数,对环境调节设备进行控制,包括内遮阳、外遮阳、风机、湿帘水泵、顶部通风、电磁阀等设备。
(2)选择合适的控制方式
◇有线监控-----通过现场布线方式进行数据传输。
◇无线Zigbee监控-----利用Zigbee模块,对0-20KM范围为的数据监测传输。
◇3G/2G网络监控-----利用通信网络形式,可监测传输距离无限远。
◇有线和无线结合------根据实际现场环境,灵活结合。
第三部分:现场数据采集与控制功能
智能温室大棚内的各参数传感器,对温室环境进行多点实时动态采集,经过A/D转换送入单片机处理,驱动执行装置从而实现温室环境的自动智能调节。显示装置实时显示温室内的温湿度、光照度等数值,能够更加一目了然地展示温室大棚数据全貌。
(1)温湿度监测
通过温湿度传感器监测大棚室外空气环境温湿度、室内空气环境温湿度、地表温湿度、土壤温湿度等,并能对数据进行采集、分析运算、控制、存储、发送等。
(2)光照度监测
通过光感和光敏传感器监测记录温室大棚内光线的强度,可以直接与相关的补光系统、遮阳系统等设备相连,必要时自动打开相关设备。通过无线传输技术将相关数据传送到用户监控终端。
(3)CO2、O2浓度监测
在温室大棚内部署二氧化碳浓度传感器,实时监测温室中二氧化碳的含量,当浓度超过系统设定阙值范围时,通过无线传输技术将相关数据传送到用户监控终端,由相关工作人员做出相应调整。
(4)分区域检测
同一个棚内划区域控制管理,可实现每个种植区不同温湿度、不同气体配置等环境技术指标。用户可以通过上位机来监测、查询各区域的数据。也可以对个分块进行单独控制和整体协调控制。
(5)灌溉及喷药施肥控制
水灌溉与农药喷洒采用一套管线系统,根据植物生长模式,可通过自动、手动方式进行 *** 作。
(6)报警控制
用户可设定某些参数指标的上限和下限。比如大棚温度应在30-15摄氏度之间,高于或低于这个温度范围都会产生报警信息,并在上位机中控平台和现场控制节点显示出来。
(7)节点故障通知
现场控制节点出现故障时可及时以中心服务器平台、手机短信、报警信息等方式通知管理者。
(8)备用冗余功能
为了避免设备故障及异常带来不便,影响作物的生长。设备可进行扩展冗余,当设备出现故障时,辅助设备进行0切换。从而实现连续无故障运行,增加系统稳定性和可靠性。
(9)自定义控制模式
可以根据温室大棚具体控制和监测需要,定制一些相应的监测项目及控制内容,该项目可以使模拟信号、数字信号、开关信号、频率信号等监测和控制。
第四部分:监测软件数据平台
我公司自主研发的生态农业智能温室大棚自动监控软件,采集温室大棚内现场数据,经传感器数据模块传送至ZigBee节点或RS485节点上,然后通过有线、无线、3G/2G网络传输到数据平台,按照相关设定进行分析展示并进一步完成相应控制。
(1)友好的用户登陆管理界面
规定用户使用权限,不同用户提供不同的 *** 作权限,非用户不能登陆系统,保证系统安全, *** 作简单而富有人性化。
(2)实时\历史、曲线\报表数据分析
系统将采集到的数据信息以实时曲线的方式显示给用户,并根据需要按照日、月、季、年参数变化曲线生成历史报表。便于对温室大棚运转情况进行分析做出改进,提高温室大棚的生产效率。
(3)多种形式的报警功能,适合不同场合需要
工作人员根据温室大棚内的具体情况设置温度、湿度等参数限值。在监测时,如发现有监测结果超出设定的阈值时,系统会自动发出报警提醒工作人员,报警形式包括:声光报警、电话报警、短信报警、E-MAIL报警等。
(4)远程控制
现场采集设备将采集到的数据通过有线、无线、3G/2G无线网络传输到中控数据平台,用户从终端可以查看温室大棚现场的实时数据,并使用远程控制功能通过继电器控制设备或模拟输出模块对温室大棚自动化设备进行控制 *** 作,如自动喷洒系统、自动换气系统、自动浇灌系统。
(5)监控终端
监控终端通过可视化、多媒体的人机界面实现以下主要功能:①温室大棚内植物生长环境状况全面显示、查询,包括各种参数、光照强度以及历史数据等;②向温室大棚内监控系统发调度命令、调整设备运转状况,确保温室内为植物生长最适宜环境。不是。化工中控就是中心控制室是通过DCS *** 作系统来进行 *** 作,达不到物联网的程度,所以化工厂的中控不是物联网。化工厂是从事化学工业的工厂。化工厂多依水而建,往往充足的水源可以吸引更多的化工企业。“我们认为一座智能化建筑实际上是一个迷你型的智慧城市。这个迷你版智慧城市要有五个素养:智慧办公、智慧服务、智慧运营、智慧生活、超级大脑”,近日在介绍旷视 科技 布局城市物联网思路时,旷视 科技 高级副总裁、企业业务负责人顾亮直言,他同时提到,“做到建筑智能化有一个先决条件,智慧建筑内部各个子系统要实现互通,内部数据要打通。这就是为什么要有一个超级大脑,把所有子系统的数据和能力联动起来,然后再用超级大脑进行更多数据分析,对物理空间做一些反馈和决策”。目前这一思路已落地在金隅智造工场上。
金隅智造工场位于北京海淀西三旗,原是金隅天坛家具生产基地。2019年金隅同海淀区政府签订《战略合作协议书》,园区开启了以打造“大信息和智能制造”为核心的创新 科技 园区的升级之路,2019年9月以全新面貌投入运营。
谈到为什么如此重视园区智能化,北京金隅文化 科技 发展有限公司党支部书记兼总经理表示,“不是所有开发商都有主动能动性愿意做智慧化投入的,包括日常和未来的维护等,都需要投入大量的人力、财力和物力。但是目前金隅智造工场的概念和思路,主要还是想顺应物联网的大趋势,结合好的 科技 应用技术。我们愿意在自己的空间里去做大胆的尝试”。
尝试的成效可通过一组数据展示,在效率提升方面,AI摄像机实时查看园区的人员、车辆,实现人员和车辆数据的结构化,可设定告警规则并自动触发告知相关人员,管理效率综合提升40%左右;在降低成本方面,在线巡逻、线上工单、保安中控室监测等功能实现,提高了处理事件效率,减少线下人员工作量,综合节省人员时间约30%;在园区整合度方面,对接园区智慧应用,子系统整合,多系统联动,提高整合度近95%。
上述效率的提升,基于旷视 科技 的一整套AIoT的软硬件和解决方案。据顾亮介绍,旷视 科技 为金隅智造工场量身打造了一套覆盖云边端的AIoT基础平台,平台不仅能够接入智能摄像机、面板机、边缘计算单元等数十种智能硬件设备,同时集成了园区数据中台、业务中台、使能中台,以及视频监控、报警、门禁、访客、消防、停车等各个子系统,是一套全面、综合且具有极大扩展性的建筑级AIoT *** 作系统。
全生命周期服务方面,旷视 科技 能够提供整个端到端的智慧建筑能力,包括咨询、设计、整体交付和运维服务。目前,旷视 科技 是市场上少有的能端到端地承接智慧建筑智慧化服务的团队,以保证建设、运营等环节的流畅连接,保证从提案到施工再到运营的通畅、可用和稳定。
提到建筑内各子系统间的联动,顾亮说,“以前的消防、安防、能源、楼控等都是相对独立的,我们提出安消一体化,再把通行、就餐,以及车辆的管理等,用AIoT系统串接到一起”。
按照金隅的计划,未来智慧园区还将继续智能化,“我们智慧园区的一期建设主要是以智造工场为蓝本,金隅也会不断征求入园企业的需求、服务等特点,然后定制化进行园区服务迭代。现在园区北侧是金隅另一个项目,叫金隅智慧中心,未来两个园区的联动,也会成为金隅智慧园区下一步功能升级和产品迭代的动因”,叶菲说。
中控系统运行方式主要有触摸式以及物理按键控制两种方式。当我们设计中控系统时,我们经常需要一个中央控制来实现数据的收集和指令分发。设备节点只是一个没有思想的执行者。一旦智能中控系统出现故障,整个系统就会瘫痪,智能中控系统包括三个模块:智能传感器、智能执行器和智能服务器。
中控系统结构
智能中控系统由于内置了物联网芯片,这些设备节点都有世界上唯一的地址,所以不需要通过服务器就可以自行通信,这就是所谓的分散化。智能中控系统还支持用户通过RGB调光执行器、开关光执行器、窗帘执行器等与丰富的智能执行器无界任何增减设备产品。
快速将设备添加到智能中控系统中,而不需像过打开接口就可以使用新的设备。当系统添加新的时,就可以在不需要添加任何边界的情况下发到每个设备中。
实现这样的远程监控需要以下几点:1、互联网或者你自己的光纤到c,自己额光纤这个费用大,应该是借用互联网的方式,所以有么能直接连接到互联网的网络或者3G、4g网关。保证能连互联网。
2、连接互联网的话有一定的风险,所以需要防火墙或者网闸之类的物理防护设备,将内网映射到外网。
3、远程连接的时候有两种方式,一种是直接数据传输,通过组态软件远程连接到组态的计算机,在读取数据。
还有一种是比较方便的web发布的方式,这样直接远程输入IP和web发布的页面的名称就可以直接访问发布的页面数据,第二种挺常见的,也很容易实现,类似你自己搭个服务器的网站,然后远程访问,就和访问网站一样的。
桥梁健康检测及监测桥梁结构健康监测(SHM)是一种基于传感器的主动防御型方法,可以弥补目前安全性能十分重要的结构中,把传感器网络安置到桥梁、建筑和飞机中,利用传感器进行SHM是一种可靠且不昂贵的做法,可以在第一时间检测到缺陷的形成。这种网络可以提早向维修人员报告在关键结构中出现的缺陷,从而避免灾难性事故。粮仓温湿度监测无线传感器网络技术在粮库粮仓温度湿度监测领域应用最为普遍,这是由于粮库粮仓温度湿度的测点多,分布广,使用纵横交错的信号线会降低防火安全系数,应用无线传感器网络技术具有低功耗,低成本,布线简单,安装方便,易于组网,便于管理维护等特点。混凝土浇灌温度监测在混凝土施工过程中,将数字温度传感器装入导热良好的金属套管内,可保证传感器对混凝土温度变化作出迅速的反应。每个温度监测金属管接入一个无线温度节点,整个现场的无线温度节点通过无线网络传输到施工监控中心,不需要在施工现场布放长电缆,安装布放方便,能够有效解决温度测量点因为施工人员损坏电缆造成的成活率较低的问题地震监测通过使用由大量互连的微型传感器节点组成的传感器网络,可以对不同环境进行不间断的高精度数据搜集。采用低功耗的无线通信模块和无线通信协议可以使传感器网络的生命期延续很长时间。保证了传感器网络的实用性。无线传感器网络相对于传统的网络,其最明显的特色可以用六个字来概括即:“自组织,自愈合”。这些特点使得无线传感器网络能够适应复杂多变的环境,去监测人力难以到达的恶劣环境地区。BEETECH无线传感器网络节点体积小巧,不需现场拉线供电,非常方便在应急情况下进行灵活部署监测并预测地质灾害的发生情况。建筑物振动检测建筑物悬臂部分不会因为旁边公路及地铁交通所引发的振动而超过舒适度的要求;通过现场测量,收集数据以验证由公路及地铁交通所引发的振动与主楼悬臂振动之相互关系; 同时,通过模态分析得到主楼结构在小振幅脉动振动工况下前几阶振动模态的阻尼比,为将来进行结构的小振幅动力分析提供关键数据。本次应用采用高精度加速度传感器,捕捉大型结构微弱振动,同样适用于风载,车辆等引起的脉动测量。
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