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一、基本情況:
近年來,農業(yè)溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來極大的便利,得到了迅速的推廣和應用。種植環(huán)境中的溫度、濕度、光照度、土壤濕度、CO2濃度等環(huán)境因子對作物的生產有很大的影響。傳統(tǒng)的人工控制方式難以達到科學合理種植的要求,目前國內可以實現(xiàn)上述環(huán)境因子自動監(jiān)控的系統(tǒng)還不多見,而引進國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統(tǒng)價格昂貴,不適合國情。
針對目前溫室大棚發(fā)展的趨勢,提出了一種大棚遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計。根據(jù)大棚監(jiān)控的特殊性,需要傳輸大棚現(xiàn)場參數(shù)給管理者,并把管理者的命令下發(fā)到現(xiàn)場執(zhí)行設備,同時又要使上級部門可隨時通過互連網(wǎng)或者手機信息了解區(qū)域大棚的實時狀況?;贕PRS的農業(yè)溫室大棚智能監(jiān)控管理系統(tǒng)使這些成為可能。
二、系統(tǒng)方案:
1、系統(tǒng)概述
溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)集傳感器、自動化控制、通訊、計算等技術于一體,通過用戶自定儀作物生長所需的適宜環(huán)境參數(shù),搭建溫室智能化軟硬件平臺,實現(xiàn)對溫室中溫度、濕度、光照、二氧化碳等因子的自動監(jiān)測和控制。
農業(yè)大棚溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)可以模擬基本的生態(tài)環(huán)境因子,如溫度、濕度、光照、CO2濃度等,以適應不同生物生長繁育的需要,它由智能監(jiān)控單元組成,按照預設參數(shù),精確的測量溫室的氣候、土壤參數(shù)等,并利用手動、自動兩種方式啟動或關閉不同的執(zhí)行結構(噴灌、濕簾水泵及風機、通風系統(tǒng)等),程序所需的數(shù)據(jù)都是通過各類傳感器實時采集的。
該系統(tǒng)的使用,可以為植物提供一個理想的生長環(huán)境,并能起到減輕人的勞動強度、提高設備利用率、改善溫室氣候、減少病蟲害、增加作物產量等作用。
2、系統(tǒng)組成:
整個系統(tǒng)主要三大部分組成:數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、數(shù)據(jù)管理中心部分。
A、數(shù)據(jù)管理層(監(jiān)控中心):
硬件主要包括:工作站電腦、服務器(電信、移動或聯(lián)通固定IP專線或者動態(tài)ip域名方式);
軟件主要包括:操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)中心軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺(采用B/S結構,可以支持在廣域網(wǎng)進行瀏覽查看)、 防火墻軟件;
B、數(shù)據(jù)傳輸層(數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡):
采用移動公司的GPRS網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù),系統(tǒng)無需布線構建簡單、快捷、穩(wěn)定;
移動GPRS無線組網(wǎng)模式具有:數(shù)據(jù)傳輸速率高、信號覆蓋范圍廣、實時性強、安全性高、運行成本低、維護成本低等特點;
C、數(shù)據(jù)采集層(溫室硬件設備):
遠程監(jiān)控設備:遠程監(jiān)控終端;
傳感器和控制設備:溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、光照傳感器、土壤濕度傳感器、噴灌電磁閥、風機、遮陽幕等;
3、系統(tǒng)拓撲圖:
三、系統(tǒng)功能
1、數(shù)據(jù)監(jiān)測功能:
-- 監(jiān)測各溫室溫濕度、二氧化碳、光照等參數(shù)。
-- 監(jiān)測各溫室噴灌電磁閥、風機、遮陽幕的工作狀態(tài)。
-- 監(jiān)測各溫室報警信息。
2、遠程控制功能
-- 遠程控制各溫室噴灌電磁閥、風機、遮陽幕的啟停工作。
-- 遠程切換各溫室噴灌電磁閥、風機、遮陽幕的控制模式。
3、報警功能
-- 溫室溫濕度、二氧化碳、光照超過預設值告警。
-- 市電停電、開箱告警。
4、數(shù)據(jù)存儲
-- 定時存儲各種監(jiān)測數(shù)據(jù)。
-- 記錄事件報警信息及當時監(jiān)測數(shù)據(jù)。
-- 記錄各種操作信息及當時監(jiān)測數(shù)據(jù)。
5、信息查詢
-- 可以進行所有監(jiān)測信息查詢。
-- 可以進行所有事件報警信息查詢。
-- 可以進行所有操作信息查詢。
6、數(shù)據(jù)報表
-- 將監(jiān)測數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)生成報表,數(shù)據(jù)可以導出,支持打印輸出。
7、人機界面
-- 所有溫室實時監(jiān)測數(shù)據(jù)在同一界面上顯示,可以同屏顯示多個溫室數(shù)據(jù),也可以切換成單個溫室數(shù)據(jù)顯示。
8:曲線數(shù)據(jù)
-- 自動生成各溫室的溫濕度、二氧化碳、光照的歷史曲線,可以查看歷史數(shù)據(jù)庫中任意溫室、任意時段的歷史曲線。
-- 歷史曲線即可分列顯示,也可并列顯示,方便比較不同溫室環(huán)境狀態(tài)。
9、權限管理
-- 對不同的操作使用者授予不同的使用權限。
10、擴展
-- 可以任意增加、減少所監(jiān)控的溫室。
-- 可以增加、修改、刪除軟件功能模塊。
-- 預留與其他系統(tǒng)的通訊接口。
四、現(xiàn)場安裝圖片:
五、監(jiān)控中心軟件:
監(jiān)控中心通過路由器從傳輸網(wǎng)絡將農業(yè)溫室大棚現(xiàn)場的空氣溫濕度、土壤溫濕度、二氧化碳、光照等環(huán)境信號收集上來,匯總至管理服務器。管理服務器安裝系統(tǒng)管理軟件負責接收數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)存儲、客戶端及設備安全認證等功能。各部門、各級別管理人員可以通過網(wǎng)絡訪問系統(tǒng)軟件進行相關信息查詢、管理。具體功能特點如下:
1、數(shù)據(jù)實時顯示模塊:
數(shù)據(jù)實時顯示模塊主要是將各種傳感器實時采集到的環(huán)境參數(shù)、設備運行狀態(tài)進行顯示,以滿足人們對溫室環(huán)境監(jiān)測的需求。
用戶可檢索回放溫室環(huán)境的任意歷史數(shù)據(jù)。系統(tǒng)提供了智能化快速檢索回放歷史數(shù)據(jù)的功能,可按時問、異常情況等進行檢索,大大降低了檢索時間和復雜程度,使用戶可以迅速地查找到需要的歷史數(shù)據(jù)。
用戶可通過對曲線、趨勢圖數(shù)據(jù)的分析,從中找出對溫室中農作物生長最為有利各種參數(shù),提供一個農作物生長最為有效的環(huán)境。
通過該模塊,用戶可以實現(xiàn)全方位的報警信息通報。在線報警欄中的報警信息,在每一個監(jiān)控頁面都是相同的,無論在中心還是辦公網(wǎng)絡內的客戶端,可以讓操作人員最短時間內發(fā)現(xiàn)報警信息,解決故障。
通過該模塊,用戶可以控制整個溫室系統(tǒng)中的所有設備,并能查看任何一個溫室的實時工作情況,能對溫室中的異常情況進行實時遠程控制(風機、噴灌、卷簾)與處理,并可通過手動/自動控制功能鍵切換溫室監(jiān)控系統(tǒng)設備控制的方式。
本系統(tǒng)可設置具備用戶管理模塊,通過該模塊可設置不同用戶的使用權限,根據(jù)不同監(jiān)控點的職權對用戶權限進行分級。
01、實用性:溫室地理位置分散,因此采用覆蓋廣泛的GPRS網(wǎng)絡高信號捕捉,必要是采用高增益天線,可確保網(wǎng)絡的正常運行;
02、實時性:采用最新的通信和軟硬件技術,建立了清晰和合理的系統(tǒng)架構,可以實現(xiàn)多線程的遠程并發(fā)通信,在幾秒時間內,可以讓成百上千臺的監(jiān)控終端實時傳送到監(jiān)控中心進行集中監(jiān)視和遠程調度,實現(xiàn)故障信息的及時報警;
03、可擴充性:系統(tǒng)預留接口,可以進行系統(tǒng)或軟硬件模塊的無限擴展,便于長期的升級和維護,延長系統(tǒng)的壽命,通過更新部件,能讓系統(tǒng)一直存在下去,而不至于整個系統(tǒng)癱瘓,造成大量的投資損失;
04、易維護性:系統(tǒng)可對監(jiān)控終端執(zhí)行相應的遠程操作命令,包括遠程參數(shù)設置,遠程控制、遠程數(shù)據(jù)抄收、監(jiān)控終端復位、升級等;
05、操作簡易性:系統(tǒng)軟件功能完善,模塊化、圖形化設計,全過程全中文幫助,操作簡單方便;
七、適用范圍:
01、農業(yè)、園藝、畜牧業(yè)等領域。
02、食品、電子生產車間、藥房、冰箱、冷庫、庫房、機房、實驗室、工業(yè)暖通、圖書館、檔案室、博物館、孵房、溫室大棚、煙草、糧庫、醫(yī)院等需要環(huán)境監(jiān)測領域。