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自动灌溉

智能温室大棚监控系统自动控制开窗、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥

关键词:自动控制开窗,风机湿帘,生物补光,灌溉施肥,温室大棚,大棚温湿度
自动滴灌功能
卷帘/遮阳控制
天窗/侧窗控制
风机控制
空气温湿度
土壤温湿度
CO2气体浓度光照强

智能温室控制系统介绍

    智能温室控制系统是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开发生产的环境自动控制系统。可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素,根据温室植物生长要求,自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备,自动调控温室内环境,达到适宜植物生长的范围,为植物生长提供最佳环境。温室控制系统可以使温室运行于经济节能状态,实现温室的无人值守自动化运行,降低温室能耗和运行成本。该系统已成为目前为止国内先进的温室环境控制系统。
 

功能及特点

    根据目前正在施工和目前已经存在的温室,实现单个温室作物生长情况的相关数据在线检测,如每个温室的空气温湿度、土壤温度、土壤水分、CO2浓度、光照强度等,实现远程对这些参数的监测。
单个温室具备协调生长的自动化设备的集中控制:
(1) 滴灌功能
(2) 卷帘/遮阳控制
(3) 天窗/侧窗控制(可选)
(4)风机控制(可选)
 采用现代化的通讯设备将温室组成网络系统,并且进行集中控制,从而节省运行成本,提高生产力。温室大棚智能管理系统的任务目标:通过目前的光纤网络以及GPRS、CDMA无线网络建造一个现代化温室大棚环境监控系统。
(1)棚内控制系统中的数据采集器,可自动监测和采集农作物环境的温湿度、光照以及CO2浓度等参数。
(2)实现棚内自动化设备的远程控制,如通风、卷帘升降、滴灌控制、灯光控制等。
(3) 温室大棚智能管理系统的组网设计。采用光纤和光电转换技术将分布多点的温室组成可靠的光纤通讯网络,实现远程设备的操作和相关数据的报警提示等。
(4)实现温室大棚的集中控制。帮助种植者做全面细致的数据分析,将数据通过网络和相关的通讯协议传递给上位数据存储和显示区域,实现远程的数据采集。

技术参数

  设备配置 说明
 
 
 
传感器
 
空气温度  
传感器是温室控制系统中的感知层,主要是为控制系统提供数据保障,实现控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等控制设备,自动调控温室内环境,达到适宜植物生产的范围,为植物生长提供最佳环境。
空气湿度
光照强度
土壤水分
土壤温度
二氧化碳
数据采集 数据采集器 数据收集、分析、上报
系统控制 智能控制系统 通过设定的控制逻辑,控制各种设备运行,调节室内环境
     电源  供电电源 AC220V(市电)或太阳能等多种供电方式
     通讯  通讯系统 可采用有线、WIFE、无线GPRS等
电气柜   开关、断路器、交流接触器、热继电器、插头、指示灯等。用户选配

 

系统结构图

系统模块划分

感知层

传感器:温室常规六要素
   空气温湿度:百叶箱型温湿度传感器是一款全数字化检测,高精度传感器,是由高精度数字温度,湿度集成,内置信号处理单元能根据客户需求输出相应信号。
   光照强度:照度传感器变送器采用灵敏度较高硅蓝光伏探测器作为传感器。用户可根据不同测量场所配置不同的量程,具有测量范围宽,线性度好,防水性好,安装方便,适于远距离传输等特点。
   土壤水分:土壤水分传感器是一款高精度、高灵敏度的土壤水分测量仪器,通过测量土壤的介电常数,能直接稳定地反映各种土壤的真是含水量。
   土壤温度:土壤温度传感器(变送器)采用高精度热敏电阻作为感应部件,具有测量精度高、稳定性好等特点。信号变送器采用先进的电路集成模块,可根据用户的不同需求将温度转换为相应的电压或电流信号。
   二氧化碳: 二氧化碳传感器采用近红外吸收的原理,用于检测各种环境中CO2的浓度,具有精度高、稳定性好等特点。
   环境数据采集器:塑料采集仪和金属采集仪
 
 功能特点
1、可远程烧写程序,方便系统改进与升级。
2、友好的人机界面,可直接在盘面上进行参数设定。
3、与云平台通讯可采用RS232、RS485、GPRS、USB、以太网等多种方式。
4、机身数据储存容量12M,可扩展U盘外部数据存储器,实现数据的海量存储。
5、显示形式:图形点阵液晶192X64。
6、可靠运行于各种恶劣的野外环境,低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守。
7、气象传感器、通讯方式、供电方式可根据用户需要选配。
8、可靠的三防设计,防护级别达到IP65级,完善的防雷击、抗干扰等保护措施。
9、可以配套多种户内户外型LED显示屏。

传输层

GPRS模块传输:
Lora传输:

STM8L超低功耗内核,搭载12位A/D采样转换模块和高精度元器件;
高度集成化设计,可扩展各种在线式传感器、脉冲磁控制接口,配套航插接驳,让售后、维护、更换更加方便、无忧;
具有超强的穿墙功能以及抗干扰能力,可实现可视距离2KM以上的信号传输;
具有RS485有限数据输出集联方式多个采集节点可使用一个集控路由,可实现控制有线传输成本的节省控制。
 
集控路由:
基于STM8L内核的低功耗设计的多路汇集板
可支持WIFI、GRPS、 470M、以太网、 光纤、RS485/RS232信号输出
具有超强的穿墙功能以及抗干扰能力,可实现远距离信号汇总、接收,可选配2W/2000mA的太阳能+锂电池设计

NB IOT 网络传输:
基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。
NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
NB-IoT具备四大特点:
一是广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,相当于提升了100倍覆盖区域的能力;
二是具备支撑海量连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;
三是更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;四是更低的模块成本,企业预期的单个接连模块不超过5美元。
NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IOT)市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。其具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。NB-IOT使用License频段,可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式,与现有网络共存。[4]
因为NB-IoT自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势,使其可以广泛应用于多种垂直行业,如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。3GPP标准的首个版本预计在今年6月发布,到时候将有一批测试网络和小规模商用网络出现。

应用层

建立电脑和手机系统,客户直接采用电脑平台和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,风机,等设备功能。
手机微信端控制

 

电脑云端界面
依托物联网云平台软件,实现智能施肥系统在手动模式、自动模式、时间段模式以及阈值控制模式下自动控制。 

 

控制模式
手动模式即为人为手动控制个个泵以及阀门实现灌溉施肥的目的。手动模式适用于在施肥灌溉情况较复杂时,通过人为的干预,达到施肥灌溉目的。采用此种方式,需要有一定的技术专业知识作为支撑,
自动模式即为对园区种植作物固定,在一段时间内执行相同的命令,实现相同的功能下使用,此操作节省人力,使施肥灌溉自动化、智能化。
时间段模式,时间段模式即为预设时间,在相应的时间段内执行相应的命令,实现各区的灌溉施肥的目的。 
阈值模式,阈值模式即为上下限模式,工作在此模式下,当采集的墒情或其他数据达到预设的阀值时,设备自动运行,执行相应的开启或关闭泵或阀门的命令。

 

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