現代化蔬菜大棚自動化控制系統

北京盛世宏博科技有限公司

蔬菜大棚自動化控制系統

一、系統組網絡以及通訊協議

（1）系統組網絡組成

  根據工藝運行的需求，我們做如下的網絡系統設計：網絡采用以太網絡設計。每個站作為一個網絡節點。這個網絡采用性能可靠的工業以太網。可以將辦公網絡、自動控制網絡和視頻監控網絡無縫結合到該網絡環境，實現“多網合一”。

 

整個系統可承載的數據分成如下的幾個部分：

1：工業控制數據

2：采集數據

3：工業標準的MODBUS總線通訊

4：視頻語音數據采集和監控

4：手機遠程監控和控制系統

（2）組網特點

  自動化控制系統是開放的控制系統，除了具有良好的網絡通訊能力外，還具有與其它控制系統通訊功能和標準的對外通訊接口，以后可以任意擴展控制系統。

  整個系統采用多級網絡結構，即生產管理網和生產控制網，將過程實時數據、運行操作監視數據信息同非實時信息及共享資源信息分開，分別使用不同的網絡。有效地提高了通訊的效率，降低了通訊負荷。

（3）采用的通訊協議

   Modbus協議由著名的自動化設備制造商莫迪康公司開發，是應用于自動控制器上的一種通用協議。通過此協議，控制器相互之間、控制器經由網絡(例如以太網)和其它設備之間可以通信。它已經成為一種通用工業標準。

蔬菜大棚自動化控制系統

二、現代農業大棚控制系統

（1）控制系統概述

隨著社會經濟的發展，設施農業作為農業可持續發展的一個重要途徑，已經越來越受到世界各國的重視，而設施農業中問世工程的建設與發展是都市型發展的重要組成部分，是設施農業發展的高級階段。希望通過改變植物生長的自然環境、．創造適合植物的生長條件，避免外界惡劣的氣候，達到調節產期，促進生長發育、防治病蟲害等目的。

  遠程大棚監控系統是一種用于家庭、倉庫(廠房、花棚和塑料薄膜大棚)內環境溫濕度監控及控制的全自動遠程智能調節系統。它通過控制加熱器及制冷器(通風)對溫度進行自動調節，同時通過控制加濕機及除濕機的工作自動調節環境的相對濕度，使環境的溫度和濕度達到適宜的范圍。

（2）大棚環境特點與調控

　　大棚因有塑料薄膜覆蓋，形成了相對封閉與露地不同的特殊小氣候。進行蔬菜大棚栽培，必須掌握大棚內環境的特點，并采取相應的調控措施，滿足蔬菜生長發育的條件，從而獲得優質高產。

　大棚內環境條件：

   1、光照

   2、溫度：

　3、空氣濕度

　4、棚內空氣成分

　5、土壤濕度和鹽分：

（3）現代化大棚遠程控制工藝

本方案使用我公司系列系列高速32位控制器、高性能溫度濕度以及氧氣傳感器、視頻設備等硬件通過目前的高速光纖網絡建造一個現代化農業用溫室大棚環境監控系統。本系統可自動監測調節農作物環境的溫濕度、光照、O2濃度、通風、卷簾升降、滴灌控制、門禁等參數，通過BJBT現遠程的數據采集。并采取可靠的光纖通訊網絡實現遠程的設備的操作和相關數據的報警提示等。以及根據目前國家提倡的環保節能的標準對每個大棚都有相關的能源的計量裝置，方便了客戶對自己所用資源的調配和對運行參數的維護。

（4）控制系統的原理

溫室環境包括非常廣泛的內容，但通常所說的溫室環境主要指空氣與土壤的溫濕度、光照、O2濃度等。計算機通過各種傳感器接收各類環境因素信息，通過邏輯運算和判斷控制相應溫室設備運作以調節溫室環境。輸出和打印設備可幫助種植者作全面細致的數據分析，保存歷史數據。

（5）控制系統功能     

1．風機控制系統

2．卷簾控制系統

3．滴灌控制系統

4．室內環境數據采集

5．室內溫度濕度控制系統

6．室內燈光控制系統

7．單獨大棚的能源計量系統

8．視頻監控系統

9．語音廣播系統

10.短信報警系統

11.手機遠程查看數據功能

12.手機遠程控制功能

 

三、遠程監控系統

（1）系統的原理特點

溫室測控自動化注重于節省勞動力，提高溫室生產的效率和技術水平，實現溫度、濕度的測量記錄和卷簾、滴灌等設備的自動化控制，實現農機和農藝的有機結合。從而大幅度提高溫室生產的技術水平，協助推進設施農業向精品、高端、高效方向發展。

（2）系統的功能

數據服務器負責數據的實時采集和存儲。通訊服務器負責數據的運算和報表等邏輯的輸出，操作員站進行控制回路的建立、修改局部控制器中的內部策略的參數 , 設置數據采集參數和報表供操作員對生產過程的控制回路、測量參數進行監測并實現自動記錄、報表打印和報警打印；通過以太網通信完成與現場控制層的局部控制器進行通信。

（3）上位組態軟件及其開發

我們將根據要求使用1套組態軟件作為開發平臺，開發系統是一個集成的開發環境，可以創建工程畫面、分析曲線、報表生成，定義變量、編制動作腳本等，同時可以配置各種系統參數等。我們說的“組態”就在這里完成，運行系統將開發完的系統進行執行，完成計算機監控的過程。開發人員可以在開發環境中完成監控界面的設計、動畫連接的定義、數據庫的配置等。開發系統可以方便的生成各種復雜生動的畫面，可以逼真的反映現場數據。

（4）協調運行軟件模塊

我們會根據現場調研及目前行業的運行情況，我們將采用BJBT程序開發一套運行模塊來實現現代農業大棚遠程控制計算需要的參數，將其寫入數據庫（數據庫采用Microsoft SQL Server）中，以備下一步的處理，在每個季節到來的時候我們可以根據我們預先設計的計算方法來提前模擬其運行的情況。以及根據使作物的生長及其所適應的環境條件的前提下。并且該軟件可以連系到上位的軟件，可以采集其相關的數據。并可以根據其做相應的計算。完成提前計算數據模型。運行策略，實監控，數據計算和采集，三個系統統一工作在一個數據庫平臺上，形成一個統一的數據庫應用，即一個平臺三種應用。

開放的現代遠程大棚運行軟件模塊

SQLSEVER

數據計算模塊

運行策略控制模塊

蔬菜大棚自動化控制系統 –

四、系統硬件配置

這款蔬菜大棚綜合環境指標監測儀，體積小巧，安裝方便，使用方便，精度高，適合在現代化蔬菜大棚內安裝使用，可以有效地解決蔬菜大棚內各項環境指標的時時監測，對蔬菜大棚的現代化管理起到至關重要的作用，該設備可以在線式監測，可配合控制設備對環境指標進行調整，也可以獨立顯示，靈活方便，不失為現代化大棚的首選設備。

監測數據：溫度 濕度 氧濃度 二氧化碳