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“新普惠”——溫室大棚智能控制系統

描述:全面提升設施農業(yè)的信息化水平,實(shí)現設施農業(yè)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全和可持續發(fā)展

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溫室大棚管理系統

智能農業(yè) 農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺 武漢新普惠國內領(lǐng)先的農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺

在《西游記》車(chē)遲國斗法中,有這么一段。孫悟空邀鹿力大仙比賽求雨,先求到雨者勝。結果想必大家都知道,孫悟空用分身術(shù)飛上天,然后說(shuō)服了風(fēng)雨雷電四位神仙,嚴格按照齊天大圣的要求進(jìn)行作法。如此一來(lái),想不贏(yíng)也難。

如今,這個(gè)神話(huà)般的故事已經(jīng)成為現實(shí)!

在物聯(lián)Zigbee技術(shù)的引領(lǐng)下,現代化的精準農業(yè)采用了先進(jìn)的溫室大棚種植技術(shù)。可以在陽(yáng)光不足的時(shí)候,通過(guò)物聯(lián)產(chǎn)品自動(dòng)補充人造光線(xiàn),促進(jìn)光合作用;可以在濕度不夠的時(shí)候,通過(guò)物聯(lián)產(chǎn)品自動(dòng)為農作物補充水份;更可以創(chuàng )造一個(gè)恒溫的空間,讓農作物一年四季不停的生長(cháng),生生不息……

總之一句話(huà),您可以按照自己的要求來(lái)隨心所欲的控制陽(yáng)光、空氣、雨露等等……

??1 建設目標

??面向現代設施農業(yè)發(fā)展需求,運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構建“智慧溫室”系統,提供溫室大棚環(huán)境信息智能感知、可靠傳輸、智能控制、精細管理、病蟲(chóng)害預警與遠程診斷等服務(wù),全面提升設施農業(yè)的信息化水平,實(shí)現設施農業(yè)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全和可持續發(fā)展。

?   2 系統架構

??系統主要包括:傳感終端、有線(xiàn)傳感網(wǎng)、控制終端、視頻監控、安防監控、廣播系統、監控中心和應用軟件系統。系統架構如下圖所示。


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??1. 傳感終端

??溫室大棚環(huán)境信息感知單元由各種環(huán)境信息傳感器和無(wú)線(xiàn)數據采集終端組成,可實(shí)時(shí)監測空氣溫濕度、土壤含水量、土壤溫度、光照強度、CO2濃度、作物長(cháng)勢,農殘檢測(蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類(lèi)農藥殘留量快速檢測)等信息,以及農業(yè)氣象信息。


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??2.傳感網(wǎng)及通信終端

??溫室大棚無(wú)線(xiàn)傳感通信網(wǎng)絡(luò )主要由如下兩部分組成:溫室大棚內部感知節點(diǎn)間的自組織網(wǎng)絡(luò )建設;溫室大棚間及溫室大棚與農場(chǎng)監控中心的通信網(wǎng)絡(luò )建設。前者主要實(shí)現傳感器數據的采集及傳感器與執行控制器間的數據交互。溫室大棚環(huán)境信息通過(guò)內部自組織網(wǎng)絡(luò )在中繼節點(diǎn)匯聚后,將通過(guò)溫室大棚間及溫室大棚與農場(chǎng)監控中心的通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)現監控中心對各溫室大棚環(huán)境信息的監控。

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??3. 控制終端

??溫室大棚環(huán)境智能控制單元由測控模塊、電磁閥、配電控制柜及安裝附件組成,通過(guò)GPRS模塊與管理監控中心連接。根據溫室大棚內空氣溫濕度、土壤溫度水分、光照強度及CO2濃度等參數,對環(huán)境調節設備進(jìn)行控制。適用于:科研型溫室、檢疫隔離溫室 、育苗溫室 、高檔花卉溫室 、農業(yè)示范園區;控制系統可同時(shí)控制雙向天窗、側通風(fēng)窗、外遮陽(yáng)幕、內遮陽(yáng)幕、內保溫幕、一級風(fēng)扇、二級風(fēng)扇、三級風(fēng)扇、濕簾、濕簾外翻窗、微霧、一級加熱器、二級加熱器、三級加熱器、環(huán)流風(fēng)扇、補光燈、Co2補氣閥、除濕風(fēng)扇、負壓變頻風(fēng)機、空調機組、水暖三通調節閥、水暖循環(huán)泵、遮蔭棚、頂噴淋、6組灌溉閥、6組施肥閥、灌溉水泵等。

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??4. 視頻監控系統

??作為數據信息的有效補充,基于網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和視頻信號傳輸技術(shù),對溫室大棚內部作物生長(cháng)狀況進(jìn)行全天候視頻監控。該系統由網(wǎng)絡(luò )型視頻服務(wù)器、高分辨率攝像頭組成,網(wǎng)絡(luò )型視頻服務(wù)器主要用以提供視頻信號的轉換和傳輸,并實(shí)現遠程的網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)。在已有Internet上,只要能夠上網(wǎng)就可以根據用戶(hù)權限進(jìn)行遠程的圖像訪(fǎng)問(wèn)、實(shí)現多點(diǎn)、在線(xiàn)、便捷的監測方式。

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??5.安防監控

??無(wú)線(xiàn)紅外安防監控,配置一臺監控主機,可安裝SIM卡,實(shí)現遠程短信、飛信軟件報警等功能,在監控中心放置警報喇叭,當有人或物觸動(dòng)門(mén)、窗警報時(shí),警報及響,同時(shí)配備2把遙控鑰匙,可實(shí)現輕松布防需求。

??特色功能:

??◎ 4路有線(xiàn),99路無(wú)線(xiàn)防區。

??◎ 具有2路12V可編程繼電器輸出。

??◎ 支持飛信功能,能實(shí)現免信息費報警。

??◎ 3組定時(shí)布防,3組定時(shí)撤防。

??◎ 內置數字語(yǔ)音器,人工智能自動(dòng)播報警情。

??◎ 電話(huà)叩機,通過(guò)主機鍵盤(pán)撥號能與任何電話(huà)通話(huà)。

??◎ 符合3C安全標準和GB126家標準。

??6. 監控中心

??監控中心由服務(wù)器、大屏幕顯示系統、UPS及配套網(wǎng)絡(luò )設備組成,是整個(gè)系統的核心。建設管理監控中心的目的是對整個(gè)示范園區進(jìn)行信息化管理并進(jìn)行成果展示。(詳見(jiàn)第6章園區監控部分)

??7. 應用軟件系統

??通過(guò)應用軟件系統可將土壤信息感知設備、空氣環(huán)境監測感知設備、外部氣象感知設備、視頻信息感知設備等各種感知設備的基礎數據進(jìn)行統一存儲、處理和挖掘,通過(guò)中央控制軟件的智能決策,形成有效指令,通過(guò)聲光電報警指導管理人員或者直接控制執行機構的方式調節設施內的小氣候環(huán)境,為作物生長(cháng)提供優(yōu)良的生長(cháng)環(huán)境。

??(1)實(shí)時(shí)監控

??點(diǎn)擊菜單欄中的“實(shí)時(shí)監控”,將會(huì )看到每個(gè)溫室大棚中實(shí)時(shí)采集上來(lái)的數據信息,如采集時(shí)間、空氣溫度、空氣濕度、光照、二氧化碳、土壤溫度、土壤水分等,并可以根據實(shí)際情況自動(dòng)控制風(fēng)機、濕簾、水泵的開(kāi)與關(guān)。如下圖所示。


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??點(diǎn)擊頁(yè)面右下角的各個(gè)參數曲線(xiàn),將會(huì )看到24小時(shí)之內的變化情況,將鼠標移動(dòng)到曲線(xiàn)上就可以看到每個(gè)點(diǎn)的采集時(shí)間及采集的數據值,如下圖所示。

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??每個(gè)大棚里面的控制設備的當前狀態(tài)可以看到,根據當前狀態(tài)的情況進(jìn)行開(kāi)啟或關(guān)閉控制設備,如點(diǎn)擊“開(kāi)啟”按鈕,將會(huì )提示“是否啟動(dòng)設備?”,點(diǎn)擊“確定”按鈕就可以遠程控制設備了。如下圖所示。

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??(2)數據匯總

??點(diǎn)擊菜單中的“數據匯總”,系統將會(huì )自動(dòng)計算出當前時(shí)間每個(gè)溫室大棚中各個(gè)參數的平均值,有利用溫室大棚的管理員進(jìn)行有效對比各個(gè)大棚的數據是否正常。

??(3)曲線(xiàn)分析

??點(diǎn)擊菜單中的“曲線(xiàn)分析”,系統將會(huì )分類(lèi)列出每個(gè)參數,選擇自己所關(guān)心的參數,并選擇視圖類(lèi)型,如24小時(shí)、7天、30天、全年、自定義。根據實(shí)際需要選擇一個(gè)時(shí)間段,然后點(diǎn)擊“提交”按鈕,系統將會(huì )根據選擇的各個(gè)條件將數據取出繪制出曲線(xiàn)。如下圖所示。


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??(4)數據查詢(xún)

??點(diǎn)擊菜單中的“數據查詢(xún)”,系統將會(huì )分類(lèi)列出每個(gè)參數,選擇自己所要查詢(xún)的參數,并選擇視圖類(lèi)型,如24小時(shí)、7天、30天、全年、自定義。根據實(shí)際需要選擇一個(gè)時(shí)間段,然后點(diǎn)擊“提交”按鈕,系統將會(huì )根據選擇的各個(gè)條件將數據取出以表格形式顯示。如下圖所示。


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??(5)綜合管理

??點(diǎn)擊菜單中的“綜合管理”,此部分分為4部分:應用配置、LED管理、報警配置、短信監控配置。 “短信監控配置”模塊的主要功能是配置每個(gè)溫室大棚的數據將發(fā)送到哪些手機上,此模塊是早、中、晚三次發(fā)送溫室大棚的信息。

??(6)智能手機客戶(hù)端軟件

??本系統還配置了智能手機客戶(hù)端軟件,用戶(hù)通過(guò)手機監控軟件系統也可實(shí)時(shí)監測溫室大棚內的環(huán)境信息和設備狀態(tài)。


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