生態(tài)農(nóng)業(yè)溫室大棚環(huán)境智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)
1、智能溫室大棚控制系統(tǒng)概述
石家莊圣啟科技有限公司自主研發(fā)的SQ-WS智能溫室大棚控制系統(tǒng)是針對(duì)溫室大棚正常有效運(yùn)轉(zhuǎn)的控制要求配置的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)。采用傳感器技術(shù)、依托傳統(tǒng)溫室大棚生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)的具有高可靠性、安全性、可擴(kuò)展性的軟硬件系統(tǒng)。
充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和組態(tài)軟件實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程獲取大棚內(nèi)部的空氣溫度、濕度、光照強(qiáng)度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、葉面濕度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)及視頻圖像，通過模型分析，遠(yuǎn)程或自動(dòng)控制濕簾風(fēng)機(jī)、噴淋滴灌、內(nèi)外遮陽、頂窗側(cè)窗、加溫補(bǔ)光等設(shè)備，保證溫室大棚內(nèi)的環(huán)境最適宜作物生長(zhǎng)；同時(shí)，該系統(tǒng)還可以通過手機(jī)、計(jì)算機(jī)等信息終端向農(nóng)戶推送實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息、預(yù)警信息、農(nóng)技知識(shí)等，實(shí)現(xiàn)溫室大棚集約化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。
2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制模式
（1）系統(tǒng)兩大組成部分
SQ-WS系統(tǒng)主要包括：上位機(jī)中心服務(wù)器控制平臺(tái)和下位機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)：
◇中心服務(wù)器控制平臺(tái)可選用物聯(lián)網(wǎng)感知應(yīng)用平臺(tái)或者是為客戶專門定制的操作監(jiān)測(cè)平臺(tái)。能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)、查詢、運(yùn)算、建模、統(tǒng)計(jì)、控制、存儲(chǔ)、分析、報(bào)警等多項(xiàng)功能。
◇現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)由測(cè)控模塊、電磁閥、配電控制柜及安裝附件組成，與中心服務(wù)器控制平臺(tái)可通過有線、無線、3G/2G方式連接到一起。根據(jù)溫室大棚內(nèi)空氣溫濕度、土壤溫度水分、光照強(qiáng)度及二氧化碳濃度等參數(shù)，對(duì)環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備進(jìn)行控制，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)布線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
◇無線Zigbee監(jiān)控-----利用Zigbee模塊，對(duì)0-20KM范圍為的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)傳輸。
◇3G/2G網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控-----利用通信網(wǎng)絡(luò)形式，可監(jiān)測(cè)傳輸距離無限遠(yuǎn)。
◇有線和無線結(jié)合------根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，靈活結(jié)合。
3、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與控制功能
（1）溫濕度監(jiān)測(cè)
通過溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)大棚室外空氣環(huán)境溫濕度、室內(nèi)空氣環(huán)境溫濕度、地表溫濕度、土壤溫濕度等，并能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析運(yùn)算、控制、存儲(chǔ)、發(fā)送等。
（2）光照度監(jiān)測(cè)
通過光感和光敏傳感器監(jiān)測(cè)記錄溫室大棚內(nèi)光線的強(qiáng)度，可以直接與相關(guān)的補(bǔ)光系統(tǒng)、遮陽系統(tǒng)等設(shè)備相連，必要時(shí)自動(dòng)打開相關(guān)設(shè)備。通過無線傳輸技術(shù)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到用戶監(jiān)控終端。
（3）CO2、O2濃度監(jiān)測(cè)
在溫室大棚內(nèi)部署二氧化碳濃度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫室中二氧化碳的含量，當(dāng)濃度超過系統(tǒng)設(shè)定闕值范圍時(shí)，通過無線傳輸技術(shù)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到用戶監(jiān)控終端，由相關(guān)工作人員做出相應(yīng)調(diào)整。
（4）分區(qū)域檢測(cè)
同一個(gè)棚內(nèi)劃區(qū)域控制管理，可實(shí)現(xiàn)每個(gè)種植區(qū)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)來監(jiān)測(cè)、查詢各區(qū)域的數(shù)據(jù)。也可以對(duì)個(gè)分塊進(jìn)行單獨(dú)控制和整體協(xié)調(diào)控制。
（5）灌溉及噴藥施肥控制
水灌溉與農(nóng)藥噴灑采用一套管線系統(tǒng)，根據(jù)植物生長(zhǎng)模式，可通過自動(dòng)、手動(dòng)方式進(jìn)行操作。
（6）報(bào)警控制
用戶可設(shè)定某些參數(shù)指標(biāo)的上限和下限。比如大棚溫度應(yīng)在30-15攝氏度之間，高于或低于這個(gè)溫度范圍都會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信息，并在上位機(jī)中控平臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)顯示出來。
（7）節(jié)點(diǎn)故障通知
現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)以中心服務(wù)器平臺(tái)、手機(jī)短信、報(bào)警信息等方式通知管理者。
（8）備用冗余功能
為了避免設(shè)備故障及異常帶來不便，影響作物的生長(zhǎng)。設(shè)備可進(jìn)行擴(kuò)展冗余，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，輔助設(shè)備進(jìn)行0切換。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。
（9）自定義控制模式
可以根據(jù)溫室大棚具體控制和監(jiān)測(cè)需要，定制一些相應(yīng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及控制內(nèi)容，該項(xiàng)目可以使模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、開關(guān)信號(hào)、頻率信號(hào)等監(jiān)測(cè)和控制。
