智能温室大棚监测控制系统研发

智能温室大棚监测控制系统研发

我国是一农业大国，农业是国家的重要经济命脉。提高单位面积的作物的产量 、生产优质农产品是 现阶段农业发展的迫切要求，而温室大棚是实现高产、优质农业的一个重要的组成部分。温室大棚是一种可以改变植物生长环境，根据作物生的最佳生长条件，调节温室气候使之一年四季满足植物生长需要，不受气候和土壤条件的影响，能够避免外界四变化和恶劣气候对其影响的场所，并且能在有限的土地上周年地生产各种不同的蔬菜、鲜花等反季节作物的一种温室设施。温室生产以达到调节作物生长过程中的产期，促进在不同时期作物的发育提高作物 品质、产量等为目的。温室棚依照不同的屋架、采光材料又可分为很多种类，如玻璃温室、塑料温室等。温室结构的建造标准是既能密封保温，便于通风降温。但是作物要想现高产、优质、仅仅靠温室保温是不行的，需要对农作物的生长环境进行多方位多的精确采集和实时的控制。目前国家提出要狠抓农业科技革命的新型农业道路，实施数字化精准农业温室大棚是现代农业发展改革的一大措施。数字化精准农业温室大棚技术是从 生产理念、经营主体、农业装备、先进科技成果转化、提高农业生产力等方面进行农业的改革，应用先进的技术调控差异，科学利用资源，采用信息化经营管理和组织方式进行农业生产，实现农业生产的目标管理。

与普通的温室大棚相比，数字化精准农业温室大棚不仅能够种植优质高产反季作物而且将电子、计算机、通信和自动控制等信息技术引入到本领域中，朝着精细农业、数字农业的方向发展。数字化精准农业温室大棚系统，可以定量获取和分析农业环境的多种参数 ,实现对环境的多点检测，其检测目标可以是温度、湿度、光照、振动、压力、水/土壤/空气成分等，能对大棚内个环境参数达到良好的检测，进而协调控制大棚内的环境参数，使大棚内的环境条件能够适宜作物的成长 。对温室大棚内的内的环境因子进行多点多参数的采集，一般需要在土壤中铺设大量的线缆，使得对作物 的耕作造成了一定的困难，采用无线的方式进行数据的采集可以解决上述问题；根据所采集的数据，需对温室大棚的环境进行良好的控制，有效地控制大棚内作物在生长过程中需要的水分、通风以及温度

等，高度有效地利用各种资源以求得到最大的产出。大棚内高温高湿的环境 对控制系 统的可靠性控制要求很高，常用的单片机系统难以满足要求，而采用可编程逻辑控制器（PLC）作为大棚的主控制器，可大大提高系统的可靠性。本文所设计的基于ZigBee的温室大棚智能监控系统可很好地满足大棚的控制要求。

托普物联网作为物联网推进研发的主体，致力于温室大棚智能监控系统的研发，并制定多种方案，根据实际的具体情况，根据不同的情况，将温室大棚的系统研发力尽做到最好。

国外研现状和发展趋势

温室大棚智能监控系统的国外研究现状

在15～ 16世纪，法国、荷兰、日本就开始建造简易温室大棚。栽培过时令蔬菜或小水果。17世纪开始采用炉和热气加热以玻璃为材料的温室大棚。19世纪在法国、英格兰、荷兰出现了双面玻璃材料的温室大棚，这个时期的温室大棚 主要种植葡萄、黄瓜、草莓等。在19世纪后期 ，温室大棚种植技术从欧洲传到美洲及其世界各地。在1860年美国就建立了世界上第一个温室大棚试验站，到20世纪初美国已 有1000多个温室大棚用于各季蔬菜种植。20世纪50年代，美国、加拿大的温室大棚生产达到高峰，荷兰、德国的温室大棚工业化生产业已兴起。温室调控技术至今经历了几十年的发展过程。初期是使用传感仪表对温室设施中的光照、温度等参数进行测量，再使用手动或电动执行机构（如幕帘、通风设备等）施行简单控制。欧美等国家在30年代就相继建立了人工气候室，这些气候室就是在人工的调解下进行的。在温室大棚中人工对农作物的环境参数的控制还不是太准确，大部分的控制属于经验控制 。

随着传感仪器仪表及执行器技术的进步，温室大棚逐步可以实现分别对植物所需的环境参数如对温度、湿度、光照等几乎所有室内环境参数进行动控制的智能监控系统。从80年代开始，根据不同作物、不同生长阶段及外界环境 变化对温室环境进行综合调节控制的技术得到了快速的发展。荷兰、日本、以色列、美国、韩国、加拿大等国家是设施农业十分发达的国家，大棚以大型温室棚为主。

这些高水平大型温室大棚的环境控制系统能够根据传感器采集室温、地湿、室内湿度、叶湿、二氧化碳浓度、溶液浓度、风速、风向、土壤含水量等植物生长状态所需的环境相关参数，结合作物生长环境所需的适宜条件，有效调节有关设备装置，将室内温、湿、光、水、肥、气等诸因素综合协调调节到最佳状态 。

随后在温室大棚智能控制技术方面，借鉴了工业领域的先进成果，技术水平不断提 高，除了对温室大棚进行监控外，计算机优化环境参数、节能、节水及设施装备的可靠性等很多方面都取得了不错的技术成果，根据传感器的检测可以实现对相应各个执行机 构的自动控制，如湿帘与风扇配套的降温系统、由热水锅炉或热风机组成的加温系统、无级调节的天窗通风系统、二氧化碳自动施肥系统、定时喷灌或者滴灌的自动灌溉系统等。大棚智能监控系统方面，如美国开发的适宜冬天保温用的双层充气膜、高压雾化降温加湿系统以及适宜夏季降温用的湿帘降温系统处于世界领先水平；荷兰的顶面涂层隔热、加热系统、人工补光等方面有较高的水平；韩国的换气、灌溉、CO2 浓控制等方面比较先进。

温室大棚智能监控系统的国内研究现状

我国温室大棚智能监控系统研究领域起步较晚。20 世纪50年代末，我国在华北地区曾经建造过大型温室大棚，手动控制是在温室大棚技术发展初期所采取的控制手段。温室大棚的种植者既是温室大棚内的各种环境的传感器，又要作为对大棚作物进行管理控制的执行机构，他们成为了温室大棚环境控制的核心。通过对温室大棚内外的气候环境状况和对作物生长状况的观测，凭借长期积累的种植经验对大棚内的农作物需要的环境状况进行推测及判断，采用手动方式调节温室内环境，使其适宜农作物的生长。种植者采用的手动控制方式，这种方式的劳动生产率较低，不适合对农作物生产环境进行精确采集和控制，而且对种植者的素质要求较高。

随着我国单片机电子技术、自动化技术的进步，在80年代中后期，研究出了基于自动控制的温室大棚控制技术。这种控制系统需要种植者输入温室作物生长所需环境的

目标参数，单片机根据传感器的实际测量值与预先设定环境阈值进行比较，

以决定对 温室大棚内的的相应执行机构进行加热、降温和通风等控制操作。基于单片机的自动控制的温室控制技术实现生产自动化，劳动生产率得到提高。该系统以89C51为核心，能自动控制温室内100天的温湿度，用户以小时为单位设定温湿度值。每个下位机与上位机之间采用RS-485通信，上位机为PC机，程序用VB 开发，用户根据作物长要求，在PC机上 输入温湿度试验数据。控制器对比室内温度、湿的测量值与设定值，调温室大棚的温湿度环境。通过改变温室大棚不同农作物的成长环境需要的目标值，实现环境气候的自动调节，但是这种控制方式对作物生长状况的改变难以及时做出反应，难以介入作物生长的内在规律，而且方便对控制机构加入相应的控制算法 。

随着智能化控制的发展，温室大棚的控制系统向着越来越先进、功能越来越完备的 方向发展。在1994年胡建东、肖建军等人运用模糊控制的原理设计了连栋温室控制系统，该系统结合了模糊控 制技术使温室大棚环境达到最佳的生长状态。在温室自动控制技术和生产实践的基础上，通过总结、收集农业领域知识、技术和各种试验数据构造专家系统，以建立植物生长的数学模型为理论依据，研究开发出的一种适合不同作物生长基于ZigBee的温室大棚智能监控系统的研究 的温室专家智能控制系统技术。 在1996年江苏理工大学李萍萍等人研制的基于工控机温室自动控制系统，它可以利用各类传感器测量温室大棚的温度、湿度、光照强度等环境因子，并能对环境因进行控制，以基于作物和境信息的知识的专家决策系统为依 托，实现利用智能化和信息化的温室大棚智能监控系统 。

我国的温室大棚种类的蔬菜种类多，分布地域广，需要进行多点多参数测量，测控 设施安装和维护工作量大，采用有线通信方式传输信号存在诸多不便。目前，随着国内信息化产业的展和国家领导人的大力扶持，将物联网产业加入了十二五规划，根据《规划》智能农业作为九大流域之一将作为战略性新型产业给予大力推进，使我国的农业走向了一个新型的智能化阶段中。因此实现无线通信和远程监控是现代农业的发展要求。在我国的很多地方，都在大力发展和建设智能化业。在我国南方城市无锡人多地少，人均耕地面积仅为0.4亩，在耕地有限的情况下，发展高效农业是无锡的选择。而无锡又是我国网联网信的发源地，无锡政府重点启动实施4万亩具有现代化设施的市属蔬菜大棚基地建设。比如在锡山区鹅湖镇今年就依托江省现代物理农业技术与装备创新中心，实施了“水产养殖

物联网智能控制管理系统”农业物联网实用项目。该物联网能控制管理系统具有水质监测、环境监测、视频监测、远程控制、短信通知等功能；在惠山区益家康无公害蔬菜基地，利用来自洋马农机的蔬菜移栽机和配套起垄覆膜设备，进行黄瓜苗移栽应用试验，效果良好，实现来高产、优质 。

在温室大棚种植基地里，除了能种植农作物以外，种植稀有珍贵的经济型作物也是发展高效、经济农业的一大需求。在福建省闽侯县白沙镇上寨村鼎天连坪洋农场上建有一个现代农业物联网科技示范种植铁皮石斛的基地，铁皮石斛是现在石斛属植物中经济价值最高的种类，药用及保健效果极好，生产的产品有 “铁皮枫斗”，国际市场价格为每公斤1300-3600 美元。农场各项数据用手机就能看到，从而实现工作人员对基地的远程无线遥控。鼎天连坪洋农场占地 约230亩，一期投资550万元，部署了农业物联网技设备，将建成78个标准种植大棚及部分机械化耕种设备。 在大棚里架设有一个农业 多功能采集仪器，在这个仪器最顶端的太阳能设备是维持整个仪器的动力。而从仪器中间引出的一些分支仪器，插入培土或悬挂着，可实时监测大棚内温度、湿度、光照条件、

二氧化碳量、PH值等生长条件数据，最终通过仪器上的发射设备传输至在北京的终端服务器平台上，实时地对铁皮石斛进行监控。只要计算机、手机、iPad 等接入该物联网平台，均可接收到该监测点传输来的实时数据实现对农业基地的远程遥控。

目前，国外现代化温室棚的内部设施己经发展到比较完备的程，并形成了一定的标准。现代对温室大棚的控制己经不是独立的、简单的、静态的数字控制，而是基于环境模型上的智能控制，以及基于专家系统上的智能制，现在很多国家在实现自动化的基础上正朝着完全自动化、无人化的方向发展。如日本、韩 国开发了瓜类、茄果类蔬菜嫁接机器人。日本开发了自动耕耘、育苗移栽、自动施肥移动机器人，可完成多项功能的多功能机器，能在温室大棚内完6 成各 项作业的无人行走车，用于组织培养作用的机器人，柑橘、葡萄收获机器人等 。

基于ZigBee技术的温室大棚智能监控系统总体设计系统方案的提出

某蔬菜基地共有8个蔬菜大棚，在设计中每个大棚无线数据监测面积大约为

400m2，宽5m, 长80m。温室大棚的监测目标具有分散性、多样性、及环境偏僻甚至恶劣等特点。检测目标主要是温度、湿度、光照强度、CO2浓度这些环境参数，这些是农作物 进行适宜生长的关键因素，对环境参数进行实时监测以后 ，要对相应的执行机构进行控制，参数控制执行机构可以通过地热发生器、湿帘湿帘泵、喷灌、补光等实现。温室大棚整体结构如图1.1所示 。

图1.1温室大棚整体结构图

基于ZigBee的温室大棚智能监控系统的研究

（1 ）IE EE 802.11x 无线局域网（WLAN）标准适用的是2.4G H z的IS M 频段，WLAN的应用平台是笔记本电脑和掌上电脑组成的 无 线 以太网，是互联网的无 线延伸。IEEE802.11在1997年提出无线高保真（Wi- Fi）无线通信协议，其目是提供WLAN接入。Wi- Fi采用IEEE 802.11b标准，最大传输速率11Mbit/s。但目前，IEEE802.11标准的复杂性为用户选择标准化无线平台增加了困难，虽然具有 优越的带宽，可是功耗损耗较大，因此大多数的 Wi - F i 装置都需要常规充电。这些特点限制了它在工业场合的应用；

（2 ）红外线数据协会（Infrared Data As socia tio n , IrDA ）是一种利用红外线进行点

对点通信的技术。它具有功耗低、体积小、成本低廉的特点。但是I让DA智能在两台设之间连接，只支持视距的直线传播；

（3 ）ZigBee技术就是一种短距离、低复杂度、低功耗、与低传输速率、低成本的双向无线通信技术，主要用于自动控制和远程控制领域。这种技术主要有以下五个方面的特点：低功耗。发射功率近1mW，采用休眠的低耗电待机模式下，采用2节5号干电池可 支持一个子设备工作半年到两年甚 至 更长时间，这是Zi g Bee的 突出优势低成本。ZigB ee模块 成本只有几美元；再通过大幅简化协议，降低了对通信控制器的要求，而且ZigBee免协议专利费。低近距离。传输范围一般在几十米到几百米，如果通过增大发射功率、路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。短时延。ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠模式转入工作状态只需15ms,节点连接加入网络只需30ms。高容量。Zi gBee可采用星状、树状和网状结构，由一个主节点可以管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由路由节点管理，可以组成65000个节点的大网。如表格 1.1所示，可以更加直观的表述和比较这三种短距离无线通信技术的性能 。

表 1.1三种短距离无线通信技术的比较

通过对上述三种短距离无线通信技术对比，显然ZigBee从功耗、传输距离、容量方面具有优势，也完全符合对温室大棚的环境参数进行监测和控制。大棚内的环境参数进行无线数据采集以后，不同的作物在不同的生长时期不同季节对温度、灌溉和补光量都有严格的要求，温室大棚的环境变化对农作物的生长和产量都有很影响，而且一般作物的成长环境都是在高温高湿下，这就对控制系统的抗干扰性提出了更高的要求。因此选择合适的控制器对大棚内的相应的执行机构进行控制也是系统需要解决的主要问题。

目前，市场上主要的控制器有单片机和PLC（ 可编程逻辑控制器）两种。单

片机适用于微小型设备，具控制方便和灵活性大、价格便宜的优 点，但自身的抗干扰性差；可编程逻辑控制器PLC构成灵活，扩展容易，使用方便，编程简单，抗干扰能力强，易于与上位机接口，并能构成网络控制系统。考虑到温室大棚环境中农作物的生长环境具有高温高湿并且要进行多参数控制的特点，选用PLC作为系统的控制器，非常适合高效温室的控制。有效地提高了系统的可靠性。另外对于多个大棚的控制，可进行组网实现分布式控制系统 。

综上分析，本课题设计的温室大棚智能监控系统采用ZigBee的无线通信技术避 免了繁琐的布线的问题；采用可编程逻辑控制器（PLC）作为大棚的主控制器，提高了系统的可靠性。基于ZigBee的无线数据采集节点，对温室内温度、湿度、CO2浓度以及光照强度的环境参的数据采集，通过构建的ZigBee星型网络，实现采集数据的无线传输；用PLC作为系统的主控机构，将主节点传输的数据通过一定的通信格式传输给PLC以后，PLC根据系统设置的环境阈值对相应的执行机构进行控制，启动增温降温、加湿除湿、遮阳补光等调控设备，从而使温室环境符合作物的生长规律；为了实现对多个大棚的分布式 控制，组建了基于RS-485总线的PLC分布式控制系统；采用易控工业组态软件实现上位监控设计，对整个PLC 网络控制统进行监控；利用易控工业组态软件的Web发表功能，实现了温室大棚组的远程监控，使得管理人员不深入现场同样可以获得温室大棚的环境参数信息，实现远程监控。

基于ZigBee温室大棚智能监控系统总体设计实现方案

设计中以一个温室大棚中的智能监控系每一个大棚需要采集4组数据，每一组数据包括大棚内的温度、湿度、光照强度和

CO2浓度。温室大棚的数据采集是通过单片机来实现的，数据采集模块共有4组，每一组有4种不同的传感器，分别采集大棚内的温度、湿度、光照强度和CO2浓度数据。数据采集模块由单片机分时对各个测控点进行巡回检测首先将温度传感器、光照强度传感器和CO2浓度的传感器三种模拟感器通过A/D转换器转化为数字信号，再送单片机芯片进行数据采集，湿度传感器是数字传感器，因此可直接传输到单片机上，主控芯片对数据进行滤波处理后打包送至无线网络中的子点。

其数据采集结构如图1.2所示 。

图1.2数据采集结构框图

单片机将大棚内的4种环境参数信息传输到无线网络中的子节点，子节点每隔一定的时间轮流向主节点发送信息。主节点组建了基于ZigBee技术的星型网络拓扑结构，主节点在星型网络中充当协调 器的角色协调器主实现对整个网络的管理以及接受子节点转发来的数据等功能；各子节点具有数据采集和转发的功能，可以将大棚内温湿度数据，空气中光照含量，CO2浓度这些农作物生长的环境信息采集过来，该设备节点安装在温室大棚内。主节点收到数据之后通过串口将各点的数据传给PLC，PLC是智能监控系统的控制中心，负责对大棚内的各个执行机构进行控制。PLC接受从中心计算机传来的控制参数阈值从而启动控制增温降温、加湿除湿、遮阳补光等调控设备，按不同环要求调控与协调温室大棚的环境适应不同的作物的成长需求 。

另外，为了对8个大棚进行集中监控，将8个大棚中的PLC通过RS- 485线构成分布式网络，PC机作为控制网络中主机，实现了上位机与8个PLC之间的通信。操作员即可以在某个大棚内单独控制每个P LC控制器，控制这个大棚的环境；也可在控制室内通过上位机对对每一个大棚进行监控。当某一个大棚的设备出现故障时，不影响其它大棚的控制设备。系统结构图如图1.3所示 。

为了更方便清晰的掌握温室大棚作物的环境参数情况，选用易控工业组态软件作为上位组态开发平台，通过易控本身提供的各图形模板可方便地进行监控界面设计，过数据流连接和设置，可以实现易控上位界面和无线收发模块的实时通信另外利用易控的程发表功能，还可以通过远程监控界面在IE浏览器上直接查

看温室大棚作物的生长情况 。

图1.3基于ZigBee技术的温室大棚智能监控系统结构图

农作物温室环境智能监控系统研究背景意义及国内外现状

农作物温室环境智能监控系统研究背景意义及国内外现状 1研究背景及其研究意义 (1) 研究背景概述 (1) 项目研究意义 (2) 2国内外研究现状 (3) 国外研究现状 (3) 国内研究现状 (4) 1研究背景及其研究意义 研究背景概述 农业是国家重要的支柱产业，我国作为世界第一农业大国，农业生产在我国经济建设和社会发展中占有举足轻重的地位。良好的气候与生态环境条件是农业生产的重要保障，而我国幅员辽阔，气候与生态环境条件相对恶劣，制约农业的发展。 我国作为世界第一农业大国，在农业也是积累的相当多的经验和知识，但我国大部分地区都存在山多土地少，土质不好，土壤资源匮乏，气候条件复杂多变等劣势，这些劣势对农作物的生长极其不利；况且随着社会的进步，从事农业生产的人也日趋减少，而社会的对农产品的需求却日益增高，原有农作种植方式已经不能满足社会发展的需要，必须对传统的农业进行技术更新和改造。因此，在我国发展现代化农业和生态农业是今后农业发展的必然趋势，推广高新技术在农业生产中的应用势在必行。而现代温室农业技术就能满足以上的要求。 温室控制技术主要针对湿度、温度、光照度等温室作物生长必须的外在物理要素进行调节，以达到作物生长的最佳条件。现代温室控制技术主要是能通过系统实时采集温室环境的温湿度和光照度，以达到温室植物生长环境实时监控的目的。近年来，我国在温室控制技术方面也做了很多的研究，并在温室栽培等方面取得了显着成果。但由于我国在这方面的研究时间不算长，在配套技术与设备上都比较匮乏，使得环境的监控能力不高，生产力有限。能够实现全年生产的大型现代化温室很少。而且需要进口温室设备，但投资又太大，需要的操作人员的素质要求也高。所以我国温室环境控制还有很多地方需要改善与提高。 温室环境智能监控系统的研究涉及到计算机技术、传感器技术、控制技术、通讯技

温室大棚湿度控制系统

温室大棚湿度控制系统 ——加湿设备及除湿设备的选择依据及应用领域 1、前言 1.1、课题背景 设施农业是外来词汇，在我国也称“工厂化农业”，目前学术界和经济界还没有一个统一和权威的定义。一般来说，所谓设施农业是具有一定的设施、能在局部范围改善或创造出适宜的气象环境因素、为动植物生长发育提供良好的环境条件而进行有效生产的农业。具体地说，设施农业是指利用人工建造的设施，通过调节和控制局部范围内环境、气象因素，为作物生长提供最适宜的温度、湿度、光照、水和肥等环境条件，使作物处于最佳生长状态，从而获得高产优质的农产品。但随着经济的发展和科技的进步，高新技术在设施农业中的应用的趋势日趋明显。 1.2、国内外温室控制技术发展概况 1.2.1我国温室产业发展现状与发展趋势 我国是温室栽培起源最早的国家，在2000多年前就已经能利用保护设施(温室的雏形)栽培多种蔬菜，至20世纪60年代，中国的设施农业始终徘徊在小规模、低水平、发展速度缓慢的状态，70年代初期地膜覆盖技术引入中国，对保温保墒起到一定的作用。随着经济的发展和科技的进步，70～80年代，相继出现了塑料大棚和日光温室。90年代开始，中国设施农业逐步向规模化、集约化和科学化方向发展，技术水平有了大幅度提高。随着近年来国家相关科研项目的启动，在学习借鉴、吸收消化国外先进技术成果的基础上，中国的设施农业有了较快发展，设施面积和设施水平不断提高。近代温室的发展经历了改良型日光温室、大型玻璃温室和现代化温室三个阶段，但由于各地区生产状况、经济条件和利用目的的差异，至今各阶段不同类型的温室依然并存。 我国在“九五”、“十五”期间，在科技部领导和组织下，实施了“工厂化高效农业研究与示范”项目，利用引进的现代化温室设备及配套技术，通过消化吸收与技术创新，进行了品 CO等环境因素综合调控技术的研究与种选育、设施栽培、配套设备及温室中温度、湿度和 2

农业温室大棚智能控制系统详解

随着温室大棚近年来的发展，农业智能温室大棚控制系统也被广泛的应用，该监控系统充分应用现代信息技术，集成软件、物联网技术、音视频技术、智能控制、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现大棚控制各关键环节的信息化、标准化，是云计算、物联网、地理信息系统等多种信息技术在大棚控制中综合、的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。 【温室大棚控制系统作用】 （农业温室大棚智能控制系统构架-图例） 农业智能温室大棚控制系统可以实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像、通过模型分析，自动控制温室湿帘风机、喷淋灌溉、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备。同时，系统还可以通过手机、计算机等信息终端向管理者发送实时监测信息、

报警信息，以实现温室大棚智能化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用，保证温室大棚内环境适宜作物生长，实现精细化的管理，为作物的高产、生态、安全创造条件，帮助客户提率、降低成本、增加收益。 【温室大棚控制系统组成部分】 （农业温室大棚智能控制系统-图例） 一、智能控制 通过控制系统，可以对农业生产区域内各种设备运行条件进行设定，当传感器采集的实时数据结果超出设定的阈值时，系统会自动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操作，如自动喷洒系统、自动换气系统等，确保温室内为植物生长适宜环境。 常用的现场设备包括灌溉设备、风机、水帘、遮阳板等，这些设备均可以通过信号线进行控制，服务

器发送的指令被转化成控制信号后即可实现远程启动/关闭现场设备的运转。 用户通过点击界面上的按钮即可完成启动/关闭现场设备的指令发送。 除了手工进行指令的发送之外，系统还能够根据检测到的环境指标进行自动控制现场设备的启动/关闭。用户可以自定义温湿度、光照、CO2浓度等指标的上限值、下限值，并定义当指标超过上限或者下限时，现场设备如何响应（启动/关闭）；此外，用户可以设置触发后的设备工作时间。 建立手机系统，客户直接采用微信客户端就可以控制和查看实时数据，手机端具有手动启动、关闭电磁阀，水泵等设备功能。 二、视频监控 （农业温室大棚智能控制系统-图例） 通过在农业生产区域内安装高清摄像机置，对包括种植作物的生长情况、投入品使用情况、病虫害状况情况进行实时视频监控，实现现场无人职守情况下，种植者对作物生长状况的远程在线监控，农业专家远程在线病虫害作物图像信息获取，质量监督检验检疫部门及上主管部门对生产过程的有效监督和及时干预，以及信息技术管理人员对现场数据信息和图像信息的获取、备份和分析处理。

农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统解决方案

农业大棚远程智能监控与P L C自动化控制系统解决方案 目录

1前言 1.1 智能农业远程智能监控系统的概念 智能农业是采用比较先进、系统的人工设施，改善农作物生产环境，进行优质高效生产的一种农业生产方式，20世纪80年代以来，智能农业发展很快，特别是欧美、日本等一些发达国家，目前已经普遍采用计算机控制的大型工厂化设施，进行恒定条件下全年候生产，效益大为提高；在社会主义市场经济条件下，我国的智能农业以其较高的科技含量、市场取向的新机制、短平快的产销特点、效益显着的竞争力，取得了快速发展，改善了传统农业的生产方式、组织方式和运行机制，提高了农业科技含量和物质装备水平，成为现代农业重要的生产方式。 深圳市信立科技有限公司智能农业远程智能监控系统是指利用现代电子技术、移动网络通信技术、计算机及网络技术相结合，将农业生产最密切相关的空气的温度、湿度及土壤水分等数据通过各种传感器以无线ZigBee技术动态采集，并利用中国电信的4G，4G CDMA网络通讯技术，将数据及时传送到智能专家平台，使智能农业管理人员、农业专家通过手机或手持终端就可以及时掌握农作物的生长环境，及时发现农作物生长症结，及时采取控制措施，及时调度指挥，及时操作，达到最大限度的提高农作物生长环境，

降低运营成本，提高生产产量，降低劳动量，增加收益。 1.2 实施农业远程智能监控系统的必要性 江苏智能农业发展，已经初步形成了政府引导、社会支持、市场推动和农民投入的良性运行机制，当前，全省发展智能农业，有丰富的资源、成熟的技术和广阔的市场，具备了进一步发展的基础，也蕴藏着巨大的潜力。 智能农业远程监控管理系统融合先进的信息技术、自动化控制、无线通讯技术等高新技术和农业科技专家为一体的综合平台，实现资金、技术、人才和信息的有效调配，改善农民的传统作业和手工操作，将产生巨大的经济和社会效益，推动农业和农村经济发展，成为江苏统筹城乡经济发展，建设现代化农业的重要内容和全面建设小康社会的强势产业。 2背景分析 江苏省在“十二五”期间加大智慧城市建设，将智能农业纳入六大智慧产业之一，突出显示了农业信息化在智慧城市建设中的重要地位。智慧农业建设较好地适应了市场经济发展要求和农业增效、农民增收的需要，取得了突破性进展，生产规模稳步扩大，突破了光热水气资源的限制，基本实现了淡季不淡、全年生产、保障供应；科技含量较快提高，无立柱日光温室、二氧化碳气肥、病虫害生物防治、无公害栽培、组织培养、工厂化育苗等先进技术得到推广应用，科技进步贡献率达到65%以上，成为种植业中科技含量较高的产业；智能农业以其病虫害相对较轻、用药量少、标准化程度高的优势，成为全省无公害蔬菜的骨干，质量安全水平明显提高。 随着自动化农业、精准农业、绿色农业的发展需求，迫切需要在农业领域引入物联网、4G等技术，进一步深化农业各环节的信息化水平，结合ZigBee技术、CDMA网络数据传输和传感器技术组成无线传感网络，通过ZigBee无线网络实时采集温室内温度、湿度信号以及光照、土壤湿度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求，随时进行处理，为智能农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依

基于单片机的智能温室大棚控制系统

摘要 温室是现代农业生产所必需的基本设备，用它有效地控制温度、光照、湿度、二氧化碳浓度等是改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的前提。本设计以STC89C52单片机为核心完成了对空气温度、土壤湿度、光照度进行数据的采集、处理、显示等系统的基本框图、工作原理和继电器控制的设计的工作。主要内容有：（1）通过单片双端集成温度传感器AD590采集实时温度。（2）通过湿度传感器HS1100采集实时湿度。（3）通过固态电化学性二氧化碳传感器TGS4160采集二氧化碳浓度。（4）判断采集到的参数值与设置值是否一致，并进行继电器控制。 通过以上设计可以对植物生长过程中的土壤湿度、环境温度、光照度以及二氧化碳浓度进行了实时地、连续地检测、直观地显示并进行自动地控制。克服了传统的人工测量方法不能进行连续测量的弊端，节省了工作量，并避免了人为的疏漏或错误造成的不必要的损失。 关键词：单片机温度传感器湿度传感器二氧化碳传感器

In this paper Greenhouse is essential for modern agriculture basic equipment, use it to effectively control, such as temperature, light, humidity, carbon dioxide concentration is to change the plant growth environment, create the best condition for plant growth, avoid the seasons change and the influence of bad weather. This design to STC89C52 single-chip microcomputer as the core to complete the air temperature, soil moisture, and light for data acquisition, processing and display system of the basic block diagram, working principle and the design of relay control work. Main contents are: (1) by monolithic integrated temperature sensor AD590 to collect real-time temperature. (2) by the humidity sensor HS1100 gathering real-time humidity. (3) through solid electric chemical carbon dioxide sensor TGS4160 collecting carbon dioxide concentrations. (4) determine whether collected parameter value and set value, and relay control. Through the above can be designed for plants to grow in the process of soil humidity, environment temperature, light and co2 concentration in real time, continuous detection, display visually and automatically control. Overcomes the traditional continuous measurement of the shortcomings of manual measurement method does not, and save the workload, and avoid the unnecessary loss caused by the omission or human error. Key words：SCM temperature sensor humidity sensor carbon dioxide sensor

农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统项目解决方案

农业大棚远程智能监控与PLC自动化控制系统解决方案 目录 1 前言 (2) 1.1 智能农业远程智能监控系统的概念 (2) 1.2 实施农业远程智能监控系统的必要性 (2) 2 背景分析 (3) 3 大棚温湿度光照采集与自动化控制设计 (5) 3.1 系统设备组成 (9) 3.2 网络架构 (10) 3.3 采集原理 (11) 3.4 数据架构 (13) 3.5 设计原则 (14) 4 系统功能 (16) 4.1 功能架构 (16) 4.2 功能特点 (17) 4.2.1 数据采集 (17) 4.2.2 数据查询 (18) 4.2.3 数据分析与诊断 (18) 4.2.4 数据报警 (18) 4.2.5 视频监控 (19) 4.3 设备参数 (19) 4.3.1 数据采集与传输设备 (19) 4.3.2 温/湿度测试仪昆仑海岸 (20) 4.3.3 光照测试仪昆仑海岸 (25) 5 施工组织方案 (25) 5.1 施工方案介绍 (25) 5.2 施工计划安排 (26) 5.3 资源准备 (27) 5.4 施工内容 (27) 6 售后服务及承诺 (28) 7施工与验收时间表 (28)

1前言 1.1智能农业远程智能监控系统的概念 智能农业是采用比较先进、系统的人工设施，改善农作物生产环境，进行优质高效生产的一种农业生产方式，20世纪80年代以来，智能农业发展很快，特别是欧美、日本等一些发达国家，目前已经普遍采用计算机控制的大型工厂化设施，进行恒定条件下全年候生产，效益大为提高；在社会主义市场经济条件下，我国的智能农业以其较高的科技含量、市场取向的新机制、短平快的产销特点、效益显著的竞争力，取得了快速发展，改善了传统农业的生产方式、组织方式和运行机制，提高了农业科技含量和物质装备水平，成为现代农业重要的生产方式。 深圳市信立科技有限公司智能农业远程智能监控系统是指利用现代电子技术、移动网络通信技术、计算机及网络技术相结合，将农业生产最密切相关的空气的温度、湿度及土壤水分等数据通过各种传感器以无线ZigBee技术动态采集，并利用中国电信的4G，4G CDMA网络通讯技术，将数据及时传送到智能专家平台，使智能农业管理人员、农业专家通过手机或手持终端就可以及时掌握农作物的生长环境，及时发现农作物生长症结，及时采取控制措施，及时调度指挥，及时操作，达到最大限度的提高农作物生长环境，降低运营成本，提高生产产量，降低劳动量，增加收益。 1.2实施农业远程智能监控系统的必要性 江苏智能农业发展，已经初步形成了政府引导、社会支持、市场推动和农民

现代智能温室大棚

现代智能温室大棚 在互联网时代智能农业的概念已越来越多地被提及并受到高度关注，智能设施为现代农业保驾护航，设施农业是指在人工设施保护条件下，通过工程技术手段为生物提供适宜的生长环境，以达到高产优质生产目的的现代农业生产方式。传统的现代化设施农业是高投入、高耗能的产业，对环境并不友好。从发达国家来看，高投入常规现代农业已暴露出一系列问题，而且无一不与高投入大规模单一经营的农作方式直接相关，所以提高水肥利用效率是促进现代农业快速发展的关键。 在我国农业生产中，水资源和肥料利用效率低是普遍存在的问题，在很大程度上限制了农业生产的进步。为此，物联网整合了计算机技术、电子信息技术、自动控制技术、传感器技术及施肥技术，设计了一款农业一体化智能控制系统。该系统由环境智能采集、专家知识库支持、农业一体化自动灌溉三部分组成，详细功能如下： 1.环境智能采集 系统通过传感器设备智能采集农业土壤的温湿度、PH值、EC值及氮、磷、钾等环境数据，环境数据的智能采集是实现科学水肥灌溉的关键。通过对采集到的数据分析及系统知识库支持，可判断出农作物在此生长阶段对水肥的需求。 2.专家知识库支持 系统根据农作物在不同环境、不同季节、不同生长阶段的根水肥吸收规律，建立了农作物水肥一体化灌溉专家知识库。用户结合系统对种植环境的数据采集及农作物对水肥需求的分析，可制定出科学的水肥自动灌溉方案。 3.农业一体化自动灌溉 针对系统专家知识库提供的灌溉意见及农作物各生长时期的农业需求规律，通过控制水量

和肥量的供给，实现水肥在土壤的分布层与作物吸收层空间同位供给，该模块可分为控制子系统、配肥子系统和灌溉子系统三部分。控制子系统根据专家知识库提供的数据，设定配肥比重、灌溉时间、灌溉区域等数据，通过总控制器对多个控制节点进行控制，进行定量定时施肥轮灌。配肥子系统通过上位机的人机界面、PC 机或远程控制界面设定配肥方案；配肥控制系统通过控制器对直流变频器的控制实现对水泵和肥泵的控制，从而完成配肥过程。灌溉子系统通过上位机的人机界面、PC 机或远程控制界面设定控制方案，来实现定量定时定区域的灌溉。 农业一体化智能控制系统农业一体化智能控制系统将信息技术与农艺技术相结合，实现了农业的信息化和自动化控制，完成了农作物水肥一体化自动控制生产管理功能。根据农作物水肥需求规律进行施肥与灌溉，对农田水分和养分进行综合调控和一体化管理，具有肥随水走，利于作物吸收的特点，通过以水促肥、以肥调水，实现水肥耦合，全面提升农田水肥利用效率，不仅节水、节肥、节能、节省人力，而且还可大大提高农作物的产量和质量，同时减轻了增施肥料对环境的污染。

温室大棚控制系统-设计报告详解

哈尔滨师范大学 物联网感知综合课程设计报告 题目：温室大棚控制系统 年级： 2013级专业：物联网工程姓名：高英亮袁昊慈指导教师：李世明杜军

温室大棚控制系统 高英亮、袁昊慈 摘要中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。利用物联网的传感器技术实时采集温室环境的空气温湿度、土壤水分和光照度等因素，单片机将数据进行分析处理做出合理的控制决策，控制执行器进行自动喷灌，实现了计算机自动控制，按需、按期和按量喷灌。系统主要由温室环境信息采集模块、单片机模块和控制模块组成，采集模块包括光照度传感器和空气温湿度传感器。该系统采用传感器技术和单片机相结合，由上位机和下位机( 都用单片机实现) 构成，采用接口进行通讯，实现温室大棚自动化控制。本系统环保节能、节水、省力，具有很好的实用性和推广性。 1 引言 中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。 目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。

农业智能大棚控制溯源系统设计方案

农业智能大棚控制溯源系统设计方案

生态农业智能温室大棚监测、溯源及控制系统 设 计 方 案xxxxxxxx有限公司

目录 背景......................................................................错误!未定义书签。一：客户需求 ......................................................错误!未定义书签。二：系统结构及控制模式 ..................................错误!未定义书签。三：现场数据采集与控制功能...........................错误!未定义书签。四：监测软件数据平台 ......................................错误!未定义书签。五：功能应用 ......................................................错误!未定义书签。六：农产品溯源系统 ..........................................错误!未定义书签。 七、条码仓储管理系统(WMS) ...........................错误!未定义书签。 八、商品盘点 ......................................................错误!未定义书签。

背景 温室智能控制系统是利用环境数据与作物信息，指导用户进行正确的栽培管理。物联网温室环境监测系统可广泛应用于农业、园艺、畜牧业等领域，在需要特殊环境要求的场所实施监控和管理，为实现对生态作物的健康成长和及时调整栽培、管理等措施提供及时的科学的依据，同时实现监管自动化。 近年来，随着温室大棚化种植、工厂化育秧和设施栽培等农业生产技术的广泛应用，快速准确地环境参数的收集和分析就成为现实的需求，利用计算机技术对相应的农业气象参数进行采集，则一方面可及时了解作物生长的环境参数，另一方面也可根据采集的参数控制大棚环境的调节从而为农作物的生长提供适宜的生长环境。由于温室内的湿度、温度等环境条件不适合于普通PC 机工作，故这里选用单片机进行数据采集，而采集的数据可经过串口发射接收设备传送给上位PC 机进行分析处理。 一：客户需求 （1）智能温室大棚控制系统 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。

大棚自动控制系统设计

摘要 本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻，以及四位八段数码管等元器件，设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路，实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统，解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大，且费时费力、效率低等问题。该系统运行可靠，成本低。系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集，并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节，达到了温室大棚自动控制的目的。促进了农作物的生长，从而提高温室大棚的产量，带来很好的经济效益和社会效益。 关键词:STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测

目录第1章绪论 §1.1选题背景 §1.2选题的现实意义 第2章系统硬件电路的设计 §2.1系统硬件电路构成系统整体框图 §2.1.2系统整体电路图 §2.1.3系统工作原理 §2.2温度传感器的选择 §2.2.1 DS18B20简介 §2.2.2 DS18B20的性能特点 §2.3单片机的选择 §2.3.1单片机概述 §2.3.2 AT89C2051芯片的主要性能 §2.4 RS-485通信设计 §2.5小结 第3章系统软件的设计 §3.1系统主程序 §3.2系统部分子程序 §3.2.1 DS18B20初始化子程序 §3.2.2 DS18B20读子程序 第4章总结 参考文献 附录

第一章绪论 1.1选题背景 在人类的生活环境中，温湿度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度和湿度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温湿度有着密切的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温湿度的因素。温湿度不但对于工业如此重要，在农业生产中温度的监测与控制也有着十分重要的意义。我国人多地少，人均占有耕地面积更少。因此，要改变这种局面，只靠增加耕地面积是不可能实现的，因此我们要另辟蹊径，想办法来提高单位亩产量。温室大棚技术就是其中一个好的方法。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，来消除温度对生物生长的约束。而且，温室大棚能克服环境对生物生长的限制，能使不同的农作物在不适合生长的季节产出，使季节对农作物的生长不再产生过度影响，部分或完全摆脱了农作物对自然条件的依赖。由于温室大棚能带来可观的经济效益，所以温室大棚技术越来越普及，并且已成为农民增收的主要手段。 随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的温湿度控制便成为一个十分重要的课题。传统的温湿度控制是在温室大棚内部悬挂温度计和湿度计，通过读取温度值和湿度值了解实际温湿度，然后根据现有温湿度与额定温湿度进行比较，看温湿度是否过高或过低，然后进行相应的通风或者洒水。这些操作都是在人工情况下进行的，耗费了大量的人力物力。现在，随着国家经济的快速发展，农业产业规模的不断提高，农产品在大棚中培育的品种越来越多，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。温室大棚的建设对温湿度检测与控制技术也提出了越来越高的要求。 今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化已成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。采用单片机来对温湿度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温湿度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。因此，单片机对温湿度的控制问题是一个工农业生产中经常会遇到的问题。因此，本课题围绕基于单片机的温室大棚控制系统展开了应用研究工作。

物联网温室智能控制系统的应用案例

物联网温室智能控制系统的应用案例 在全国各地区，现代化的农场种引进物联网技术是时代发展的需要，也是现代科技农业的重要体现。在乌拉特中旗海流图镇设施农业科技示范园区的温室内，物联网温室智能控制系统正在在紧罗密鼓的安装中。 物联网温室智能控制系统通过基于物联网技术对温室内外监测数据的分析，结合作物生长发育规律，利用相关设备，对温室进行实时监控，实现对作物优质、高产、高效的栽培目的。该套智能监控系统具有自动开启关闭卷帘、补光、滴灌等功能，并凭借智能化、自动化控制技术，调节作物的最佳生长环境。种植户可通过电脑、手机等信息终端随时随地查看温室内实时环境监测、预警信息，实现对温室大棚的网络智能化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。 在地区农业的发展中，引进物联网温室智能控制系统有利于建设该地区的科技农业设施，起到示范作用，也有利于提高地区设施农业生产的科技含量和综合生产水平，促进设施农业现代化发展。另外通过农产品的安全质量追溯，可以改善市民的食品安全条件，增强市民的购买信心，提升农产品的市场竞争力。目前来看，农业物联网技术是现代农业逐步实现智能化、精确化、信息化的有力保障，而随着种植规模的扩大和温室大棚的普及推广，物联网温室智能控制系统将会得到越来越多的应用。 对于规模化的温室种植而言，借助人工管理需要大量人手和时间，并且存在难以避免的 人工误差。物联网技术的应用，真正实现了农业信息数字化、农业生产自动化、农业管理智能化，使温室大棚种植可达到提高产量、改善品质、节省人力、降低人工误差、提高经济效益的目的，实现温室种植的高效和精准化管理。托普温室种植监控系统，改变了传统温室种植管理在技术上的桎梏状态。

温室大棚环境监测系统在温室大棚的作用

温室大棚环境监测系统在温室大棚的作用对于植物生长来说，农业气象环境非常重要，虽然现在随着温室大棚的推广，植物的生长不再受太多自然环境的影响，但是由于温室大棚是一个封闭的环境，因此在这个环境中，利用温室大棚环境监测系统创造适合植物生长的条件，是现代农业温室生产的重要内容。 温室大棚环境监测系统集传感器、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。温室大棚环境监测系统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。 在现代智能温室大棚中，温室环境监测是其中一项重要的功能，智能温室大棚内湿度、温度、光照强弱及土壤的温度和含水量等因素，对大棚内的农作物生长起着关键性作用。而通过温室环境监测，可以帮助种植户通过计算机监测整个大棚内农作物生长情况，从而更便于记录农作物生长各种数据，也有利于新品种的实验。同时，温室环境监测的另外一个重要意义在于，通过环境的监测，可以获知温室中环境的变化，从而方便种植户采取措施进行调控，保证植物所处的环境始终是合适的，这样更加便于育苗工作的开展，育苗也更成功，需要的工作人员也少了很多。 温室大棚环境监测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（遮阳幕、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。

智能大棚控制系统的设计与构想

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/9c14249562.html, 智能大棚控制系统的设计与构想 作者：赵杨 来源：《乡村科技》2017年第18期 [摘要] 本文介绍一种智能大棚控制系统的设计与构想。其是将智能化控制系统应用到大 棚种植上，利用最先进的生物模拟技术，模拟出最适合棚内植物生长的环境，采用温度、湿度、CO2、光照度传感器等感知大棚的各项环境指标，并通过微机进行数据分析，由微机对棚内的水帘、风机、遮阳板等设施实施监控，从而改变大棚内部的生物生长环境。 [关键词] 智能大棚；控制系统；STC89C52 [中图分类号] TP273.5 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2017）18-85-2 1 智能大棚控制系统概述 智能大棚，可以使传统农作物的种植不再受自然环境、地域、气候等多方面不可控因素的影响，对推动农业生产、提高农业生产力有着积极的作用。智能大棚的控制系统是实现这一切自动化、高效化的关键。 相比存在诸多问题的传统人工控制大棚，运用控制系统的智能大棚有着显著的优势，如可以在准确测量大棚温湿度等多种环境数据，并根据所得到的环境数据进行自动调节，达到节省人力物力，提高生产资源的使用效率，降低生产成本等多个目的。而且智能控制系统运行可靠、成本低，有着极强的功能扩展性，其直接结果就是促进农作物的生长，提高产量，在为农民带来良好经济效益的同时带来显著的社会效益。 基于单片机的智能控制系统是通过一种微处理器进行系统控制，以单片机作为控制器以实现控制功能。该系统的特点是小体积、低成本、低功耗、扩展性强及适用范围广。本构想采用目前市场应用最为广泛的STC89C52单片机作为控制器，其被广泛应用于生产生活中，有着良好的口碑和成熟的设计。 2 智能大棚控制系统的优点 ①节省人工成本，降低因人为原因导致减产等不利后果的可能性。 ②采用智能化的控制系统，能够对环境条件的改变作出及时反馈，使得大棚内的环境参数始终处于合理的范围内。 ③提高生产资源的利用效率。 ④提高农作物的产量，增加种植者的收入。

农业温室大棚智能环境监控系统解决方案

智能温室大棚环境监控系统 1、系统简介 该系统利用物联网技术，可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，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，保证温室大棚内环境最适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。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，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。本系统适用于各种类型的日光温室、连栋温室、智能温室。 2、系统组成 该系统包括：传感终端、通信终端、无线传感网、控制终端、监控中心和应用软件平台。 （1）传感终端 温室大棚环境信息感知单元由无线采集终端和各种环境信息传感器组成。环境信息传感器监测空气温湿度、土壤水分温度、光照强度、二氧化碳浓度等多点环境参数，通过无线采集终端以GPRS方式将采集数据传输至监控中心，以指导生产。 （2）通信终端及传感网络建设 温室大棚无线传感通信网络主要由如下两部分组成：温室大棚内部感知节点间的自组织网络建设；温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络建设。前者主要实现传感器数据的采集及传感器与执行控制器间的数据交互。温室大棚环境信息通过内部自组织网络在中继节点汇聚后，将通过温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络实现监控中心对各温室大棚环境信息的监控。 （3）控制终端 温室大棚环境智能控制单元由测控模块、电磁阀、配电控制柜及安装附件组成，通过GPRS模块与管理监控中心连接。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。 （4）视频监控系统

温室大棚控制系统

目录 摘要............................................................ I ABSTRACT........................................................... II 第1章绪论.. (1) 1.1 引言 (1) 1.2 设计目的 (1) 1.3 设计任务 (2) 1.4 设计要求 (2) 第2章系统总体方案设计 (3) 2.1 集散控制系统结构 (3) 2.2 集散控制系统设计 (3) 第3章硬件选型与连接 (5) 3.1 主控的选型与连接 (5) 3.2 热风机的选型与连接 (7) 3.3 遮阳帘的选型与连接 (7) 3.4 温度传感器的选型与连接 (8) 3.5 光照传感器的选型与连接 (8) 3.6 光照传感器的选型与连接 (9) 3.7 模拟量的选型与连接 (9) 第4章软件设计与运行 (11) 4.1 光照控制软件设计 (11) 4.2 CO2浓度控制软件设计 (11) 4.3 PIC软件设计 (13) 第5章调试与总结 (20) 5.1 软件的调试 (20) 5.2 软件的总结 (21) 结论 (23) 致谢 (24) 参考文献 (25)

摘要 随着社会经济的快速增长，人民生活水平不断提高，资源短缺、环境恶化与人口剧增的矛盾越来越突出。传统农业大棚生产中，主要依靠人力、畜力和各种手工工具以及一些简单的机械动作，农业科技含量、装备水平相对滞后，浇水、灯光、施肥等控制全凭经验、靠感觉，导致农业大棚生产率低下、产量增长缓慢，从而阻碍了农业技术的进步以及生产工具的创新。据此，特设计了智能化农业大棚控制系统。 设计目标指在实现对农业大棚内的温度、适度、光照、二氧化碳浓度、土壤酸碱度等环境进行智能化的采集，并通过PC主机对大棚进行无人管理，达到节省资源、提高效率的目的。 该智能农业大棚主要包括:智能通风控制、智能补光、智能灌溉、大棚空气质量(C02)自动调整等组成部分。 关键词：智能；采集；管理

蔬菜大棚智能测控系统

蔬菜大棚智能测控系统 第一章绪论 1.1 选题的背景及研究意义： 中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。 目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能...... 第2章检测电路设计 2.1基于嵌入式Web服务器的智能温室监控系统： 现代化的温室监控系统用来实时采集温室内温度、湿度、光照、土壤温度、CO2浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数，根据种植作物的需求提供各种声光报警信息。当温湿度超过设定值的时候，自动开启或者关闭指定设备。现有的温室监控系统采用无线方式的居多，且传输范围有限，价格比较昂贵，与其他系统的兼容性不好。本设计提出基于以太网的温室监控系统，使用Luminary公司的LM3S102处理器，在其有限的内存空间上构建精简的TCP ／IP协议栈，实现通用的嵌入式Web服务器，实现基于以太网的智能温室大棚监控功能。 1 系统设计： 系统由传感器子系统、Web服务器子系统、外设控制子系统、人机接口子系统4个部分组成。基本结构如图1所示。

智能温室大棚控制系统解决方案

智能温室大棚控制系统解决方案 智能温室大棚控制系统充分应用现代信息技术，集成软件、智能控制、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现大棚控制各关键环节的信息化、标准化，是云计算、物联网、地理信息系统等多种信息技术在大棚控制中综合、全面的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。 图：传统农业向现代农业转变的过程 云飞智能温室大棚控制系统可以实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像、通过模型分析，自动控制温室湿帘风机、喷淋灌溉、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备。同时，系统还可以通过手机、计算机等信息终端向管理者发送实时监测信息、报警信息，以实现温室大棚智能化远成管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用，保证温室大棚内环境最适宜作物生长，实现精细化的管理，为作物的高产、优质、高效、生态、安全创造条件，帮助客户提高效率、降低成本、增加收益。 系统架构

一、温室环境监测 温室大棚智能化远程管理，通过温室环境监测对种植环境的空气温湿度、土壤温湿度、光照度、二氧化碳浓度等信息进行采集，对采集的数据进行分析，根据参数的变化实施调控或自动控制温控系统、灌溉系统等现场生产设备，保证农作物最优质的生长环境、促进农业生产的优质、高效、高产！

监测站点数据总览、分站点设备运行状态、记录时间、详细数据实时显示

二、视频监控 通过在农业生产区域内安装全方位高清摄像机置，对包括种植作物的生长情况、投入品使用情况、病虫害状况情况进行实时视频监控，实现现场无人职守情况下，种植者对作物生长状况的远程在线监控，农业专家远程在线病虫害作物图像信息获取，质量监督检验检疫部门及上级主管部门对生产过程的有效监督和及时干预，以及信息技术管理人员对现场数据信息和图像信息的获取、备份和分析处理。 三、智能预警 通过将监测点上环境传感器采集到的数据与作物适宜生长的环境数据相比较，当实时监测到的环境数据超出预警值时，系统自动进行预警提示，包括环境