智能温室的系统原理

智能温室的系统原理,第1张

温室大棚自动化控制系统是根据温室大棚内的温湿度、土壤水分、土壤温度等传感器采集到的信息,利用RS485总线将传感器信息送给485转232的转换器,接到上位计算机上进行显示,报警,查询。监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储,然后将其与设定的报警值相比较,若实测值超出设定范围,则通过屏幕显示报警或语音报警,并打印记录。与此同时,监控中心可向现场控制器发出控制指令,监测仪根据指令控制风机、水泵等设备进行降温除湿等 *** 作,以保证温室内作物的生长环境。监控中心也可以通过报警指令来启动现场监测仪上的声光报警装置,通知温室管理人员采取相应措施来确保温室内的环境正常。
物联网技术在智能温室中的应用
实际上,物联网技术是将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用。
在温室环境里,单栋温室可利用物联网技术,成为无线传感器网络一个测量控制区,采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点,如风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构,构成无线网络,来测量基质湿度、成分、pH值、温度以及空气湿度、气压、光照强度、二氧化碳浓度等,再通过模型分析,自动调控温室环境、控制灌溉和施肥作业,从而获得植物生长的最佳条件。
对于温室成片的农业园区,物联网也可实现自动信息检测与控制。通过配备无线传感节点,每个无线传感节点可监测各类环境参数。通过接收无线传感汇聚节点发来的数据,进行存储、显示和数据管理,可实现所有基地测试点信息的获取、管理和分析处理,并以直观的图表和曲线方式显示给各个温室的用户,同时根据种植植物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息,实现温室集约化、网络化远程管理。
此外,物联网技术可应用到温室生产的不同阶段。在温室准备投入生产阶段,通过在温室里布置各类传感器,可以实时分析温室内部环境信息,从而更好地选择适宜种植的品种;在生产阶段,从业人员可以用物联网技术手段采集温室内温度、湿度等多类信息,来实现精细管理,例如遮阳网开闭的时间,可以根据温室内温度、光照等信息来传感控制,加温系统启动时间,可根据采集的温度信息来调控等;在产品收获后,还可以利用物联网采集的信息,把不同阶段植物的表现和环境因子进行分析,反馈到下一轮的生产中,从而实现更精准的管理,获得更优质的产品。
物联网智能温室技术的发展与优势
据悉,物联网温室项目建设内容来源于北京市农业机械研究所和北京京鹏环球科技股份有限公司承担的国家科技部863项目《植物工厂化生产低碳设施与装备的研究》,以及市科委“十二五”重点课题《盆花生产关键技术和装备的研发示范》,重点进行低碳物联网温室的建筑结构、配套系统、新能源与工厂化装备高度技术集成与创新,在示范温室中进行果菜、花卉、草莓和种苗的试验、展示与生产。京鹏科技公司已经在通州京鹏现代农业科技成果展示园成功完成物联网温室项目。
温室应用物联网技术,可达到改善产品品质、调节生长周期、提高经济效益的目的,尤其是可实现温室管理的高效和精准。对于规模化的温室设施而言,如果借助人工来调控温室内的环境条件,需要大量人手和时间,而且存在难以避免的人工误差。如果应用物联网技术,就只需点击鼠标,在最短的时间里完成人工 *** 作,而且非常严谨,这也是业内看好物联网在现代农业中应用的重要原因。
随着物联网技术普及应用,普通用户可以通过计算机或手机随时接收各种实时采集的精确传感器数据,还可以通过遥控温室内的视频传感器,观察温室的全面情况。产品出圃后,可以由对应的条形码,随时检索到其流通过程。业界普遍认为,物联网农业智能监控系统将在设施农业中得到更广泛应用。

温室物联网系统的功能有很多,例如温室环境信息采集、智能分析、自动控制,温室作物生长监控,温室机械设备自动控制,这些功能是基本功能,更高新一点的是通过互联网技术实现蔬果的生长信息溯源追踪,物联网系统,可以简单理解为它是农业行业的信息科技的前沿,是未来农业的发展趋势。
我们设计温室前也会建议甲方考虑安装物联网系统,因为它智能化程度高,能帮助农户科学管理温室,还能节约减少使用人工。
---北京蓉坤农业

温室大棚中的温度取决于太阳光的强度和室内加温措施,运用温室智能控制系统不仅能对温室大棚生产过程中的参数在线高精度测量,而且能够实现棚内调温,实现自动保湿、通风、光照调节和历史数据的记录,对管理和调节是很方便的,这其实也是属于物联网的一部分的,托普仪器在这方面做得挺好的,你可以找他们网站看看。

农业物联网本来就是针对大规模的作物种植的,我知道托普农业物联网可以针对采集温室内的空气温湿度、土壤水分、土壤温度、二氧化碳、光照强度等实时环境数据,通过中继节点传输到控制中心,由中心平台系统将最新监测数据与预先设定适合农作物生长的环境参数与进行比较,做到节省人力物力的效果。。。。

当前,智慧农业、农业物联网和智能大棚控制系统被不断的提起和广泛热议。那么,这三者如何区别?这里我们重点探讨一下。
一、智慧农业
1、定义
智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去,运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制,使传统农业更具有“智慧”。除了精准感知、控制与决策管理外,从广泛意义上讲,智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。
2、应用领域
农业生产环境监控:通过布设于农田、温室、园林等目标区域的大量传感节点,实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度以及土壤水分、电导率等信息并汇总到中控系统。农业生产人员可通过监测数据对环境进行分析,从而有针对性地投放农业生产资料,并根据需要调动各种执行设备,进行调温、调光、换气等动作,实现对农业生长环境的智能控制。
食品安全:利用技术,建设农产品溯源系统,通过对农产品的高效可靠识别和对生产、加工环境的监测,实现农产品追踪、清查功能,进行有效的全程质量监控,确保农产品安全。物联网技术贯穿生产、加工、流通、消费各环节,实现全过程严格控制,使用户可以迅速了解食品的生产环境和过程,从而为食品供应链提供完全透明的展现,保证向社会提供优质的放心食品,增强用户对食品安全程度的信心,并且保障合法经营者的利益,提升可溯源农产品的品牌效应。

二、农业物联网
1、定义

农业物联网,即在大棚控制系统中,运用物联网系统的温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、CO2传感器等设备,检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分、CO2浓度等物理量参数,通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中,保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。远程控制的实现使技术人员在办公室就能对多个大棚的环境进行监测控制。采用无线网络来测量获得作物生长的最佳条件,可以为温室精准调控提供科学依据,达到增产、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。

2、应用功能

a实时监测功能

通过传感设备实时采集温室(大棚)内的空气温度、空气湿度、二氧化碳、光照、土壤水分、土壤温度、棚外温度与风速等数据;将数据通过移动通讯网络传输给服务管理平台,服务服管理平台对数据进行分析处理。

b远程控制功能

针对条件较好的大棚,安装有电动卷帘,排风机,电动灌溉系统等机电设备,可实现远程控制功能。农户可通过手机或电脑登录系统,控制温室内的水阀、排风机、卷帘机的开关;也可设定好控制逻辑,系统会根据内外情况自动开启或关闭卷帘机、水阀、风机等大棚机电设备。

c查询功能

农户使用手机或电脑登录系统后,可以实时查询温室(大棚)内的各项环境参数、历史温湿度曲线、历史机电设备 *** 作记录、历史照片等信息; 登录系统后,还可以查询当地的农业政策、市场行情、供求信息、专家通告等,实现有针对性的综合信息服务。

d警告功能

警告功能需预先设定适合条件的上限值和下限值,设定值可根据农作物种类、生长周期和季节的变化进行修改。 当某个数据超出限值时,系统立即将警告信息发送给相应的农户,提示农户及时采取措施。
三、智能大棚监控系统

1、定义

深圳信立科技有限公司智能大棚监控系统集传感器、自动化控制、通讯、计算等技术于一体,通过用户自定仪作物生长所需的适宜环境参数,搭建温室智能化软硬件平台,实现对温室中温度、湿度、光照、二氧化碳等因子的自动监测和控制。

智能大棚监控系统可以模拟基本的生态环境因子,如温度、湿度、光照、CO2浓度等,以适应不同生物生长繁育的需要,它由智能监控单元组成,按照预设参数,精确的测量温室的气候、土壤参数等,并利用手动、自动两种方式启动或关闭不同的执行结构(喷灌、湿帘水泵及风机、通风系统等),程序所需的数据都是通过各类传感器实时采集的。 该系统的使用,可以为植物提供一个理想的生长环境,并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善温室气候、减少病虫害、增加作物产量等作用。
2、系统组成

整个系统主要三大部分组成:数据采集部分、数据传输部分、数据管理中心部分。

A、数据管理层(监控中心):硬件主要包括:工作站电脑、服务器(电信、移动或联通固定IP专线或者动态ip域名方式); 软件主要包括: *** 作系统软件、数据中心软件、数据库软件、温室大棚智能监控系统软件平台(采用B/S结构,可以支持在广域网进行浏览查看)、 防火墙软件;

B、数据传输层(数据通信网络):采用移动公司的GPRS网络传输数据,系统无需布线构建简单、快捷、稳定;移动GPRS无线组网模式具有:数据传输速率高、信号覆盖范围广、实时性强、安全性高、运行成本低、维护成本低等特点;

C、数据采集层(温室硬件设备):远程监控设备:远程监控终端;传感器和控制设备:温湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器、土壤湿度传感器、喷灌电磁阀、风机、遮阳幕等;

物联网在农业领域的应用如下:

目前物联网在农业领域有很多应用,以物联网和现代信息化技术为纽带,通过“建立体系、平台管理”的思路,将农业园区进行统一规划,建立了视频监测系统、物联网监测与控制系统、水肥一体化智能灌溉系统、智慧农业展示系统,分步建设现代化服务体系,打造智慧型现代农业产业链的生态圈。

视频监测系统主要用于大棚内部安防检测,观察作物的生长态势。系统由前端摄像机采集数字图像信号,通过传输系统将信号传输至本地监控中心系统,由该系统进行控制、切换、显示、录像、回放等 *** 作,实现系统的各项功能,同时通过本地广域网线路,中心监测系统可使用电脑或手机进行远程显示、录像和控制远程视频。

物联网监测与控制系统

系统是以物联网为基础,应用农业物联网传感器作为支撑,在农业生产管理过程中,可以进行实时的环境参数采集,将光照、空气温湿度、二氧化碳浓度、土壤温湿度等采集到数据库,并通过网络将其传输到控制平台。

系统可以根据数据进行智能判断,远程控制温室大棚设备(包括风机、湿帘、滴灌设备等),进而进行环境调控,以“对症下药”的方式,满足温室大棚作物的生长要求,智能温室大棚控制系统在农业生产种植中的应用,正真实现了种植自动化、管理智能化、 *** 作简单化,不仅提升了温室大棚种植技术水平,而且降低了农业生产的成本费用。

考虑到大棚面积有200亩,在种植管理上需要不少人工,可以考虑直接建设成智能温室大棚。

温室大棚,作为反季节作物种植的必备建筑物,广泛应用于经济附加值高的作物种植中。如今随着物联网技术的应用,山东寿光等地区的温室大棚已经实现了智能化,鸟q换炮,成为了智能温室。智能温室大棚因其结构轻便,造价相对较低、建设周期短、应用范围广泛等原因,农业种植、育种育苗、科研实验等方面都有其身影,用于现代化农业园区、特色农业小镇、休闲观光产业园的建造。

一、设计规划

为了提升设计方案的落地可执行性,通常由设计方和使用方共同来完成。设计方一般是有设计资质的专业机构,根据使用方的应用目的、建设场地环境、当地气象历史数据、建设预算、地质情况、土壤成分、后期管理使用人员等需求,因地制宜。

温室设计

关于整体布局、采用类型、跨度、间隔和开间尺寸等数据方面的设计,应考虑到结构、机械、覆盖与支撑材料、通风、增温、内外排水,以及环境控制系统,也就是智能温室控制系统等多种因素,结合当地的地理气候条件、种植作物类型,根据结构框架设计特点归纳:

①、结构布局。由于国内特殊的地理环境,通常南北栋建筑的太阳直射光更佳,平均日总量透过率最高。宜采用主向阳面的屋面,其光照总量要比采用对称向北屋面大大增加。同时为埋件结构件需求,应低于室外地面05米。

②、覆盖材料。玻璃作为非晶非金属的材料,透光率高,用于建设温室大棚,其透光率衰减少,定期维护清理,使用周期长,是较为理想的温室覆盖材料。

③、通风问题。为了通风以及与外界进行热交换,应充分利用自然条件,确定温室开窗的朝向。以当地季风的风向为依据,选择在温室的对应方向留下天窗,即某地风向为东南,天窗位置应在温室的北侧。

④、遮阳系统。由于玻璃温室的特殊性,其遮阳系统多采用遮阳网之类的设备,在顶面上需留下安装遮阳网等设备的接口,同时最好与顶面天窗有01米的距离,便于遮阳的同时还能开启天窗通风。

⑤、温控功能。温控的实现根据季节不同,夏季以降温为主要需求,可采用高压喷雾等方式降温问题。冬季实现增温的装备类型较多,如热风机、采暖机、保温帘等。根据应用的便捷性,需留下对应安装应用的位置。

⑥、灌溉排水。由于各种农作物生长阶段的需水量有一定差异,且使用方存在轮换种植多种作物的可能性,并没有具体规律可循。因此智能温室大棚的灌溉问题宜采用喷灌方式,可接入水肥一体机。

二、建设阶段

完成场地平整、独立基础、圈梁、挡水墙、水帘用蓄水池等土建建设。进行下一步安装工作,有主体骨架的安装、系统安装、现场装配覆盖材料安装等。宜由专业的安装建设队伍进行安装,同时需要现场和业主沟通交流好细节问题。

大棚建设

三、系统安装

这一部分指的是移动苗床、种植支架、种植槽、基质袋、配电安装等,以及智能温室控制系统相关硬件设备的安装与调试。

智能温室设施

重点说明下智能温室控制系统安装与调试,主要硬件设备有:空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、土壤PH值传感器、土壤电导率传感器、二氧化碳传感器、光照度传感器等采集类终端,智能电磁阀等控制终端和、智能开关柜等设备。采集终端设备除土壤采集设备外,多采用壁挂式安装,用螺丝固定在监测点即可;土壤类采集设备需要插入到种植土壤中;智能控制柜是手动管理玻璃温室的设备,宜安装在显眼且距地面有一定距离的位置。各类设备的数量至少需要一个,根据玻璃温室的面积以及划分的种植区域多少,数量随之增加。

智能温室控制系统硬件设备

安装完成后,依次将各采集、控制、控制柜等设备接入到管理云平台上,将对应的采集终端与控制终端一一绑定,举例:空气温湿度传感器与天窗系统的电机、采暖机、通风机等温控设备绑定,并设定运行逻辑,即当传感器采集到室内空气过高时,开启天窗、通风机,室温降到某一数值时关闭天窗等设备,若温度再降到某一数值时则开启采暖机等增温设备,具体数值根据种植作物生长所需而定。同理,光照度传感器与人工补光灯、遮阳系统、土壤温湿度、土壤PH值等采集土壤数据的传感器与控制水肥一体机的智能阀门等。

设备安装

关于智能温室大棚在云平台上设定的逻辑管理规则,可以随时随地在手机、电脑端上进行修改,即时生效。同时可根据传感器的采集数据、智能阀门的电池/电压/信号等数据,设置自动报警,一旦达到报警条件,云平台自动向绑定接收信息的管理者,推送短信、微信、云平台信息、拨打电话等方式示警。

智能温室控制云平台

总的来说,建设玻璃温室的框架难度并不大,与传统温室的建设区别不大,而实现温室智能化管理的重点在于对智能温室控制系统的应用,根据种植经验,指导云平台管理策略与方案,才能发挥出现现代化智能温室的最大功效,实现降低人工劳动强度,提升作物产量与品质。

智能温室


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