智能溫室控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

◎劉 亮 吳世海

（貴州航天智慧農(nóng)業(yè)有限公司 550000）

隨著世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民物質(zhì)生活水平的大幅提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式已從傳統(tǒng)的分散小規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榧s化、工業(yè)化、規(guī)?；r(nóng)業(yè)生產(chǎn)。智能溫室控制系統(tǒng)是專為農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)檢測和控制而開發(fā)的環(huán)境自動控制系統(tǒng)，它使溫室中的T環(huán)境參數(shù)保持在適合作物生長范圍，讓作物在良好的環(huán)境中生長。

一、智能溫室控制系統(tǒng)的意義

本設(shè)計(jì)采用Client/Server（C/S）模式管理智能溫室遙控系統(tǒng)，適用性強(qiáng)、可靠性高。它可以根據(jù)具體的耕地條件方便地調(diào)整系統(tǒng)控制規(guī)模。采用人性化的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可以更簡單、方便地實(shí)施溫室監(jiān)控。利用現(xiàn)場控制系統(tǒng)的主控模塊，實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)的顯示、分析和處理，使服務(wù)器系統(tǒng)免于繁忙的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸，提高了系統(tǒng)的可行性。該系統(tǒng)采用無線通信代替?zhèn)鹘y(tǒng)的總線方式，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行控制命令的傳輸，解決了溫室總線布局難等技術(shù)問題，避免了因總線老化而導(dǎo)致的系統(tǒng)通信故障。同時(shí)，在數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，將一定范圍內(nèi)具有不同功能的傳感器集成到無線數(shù)據(jù)采集模塊中。該設(shè)計(jì)不僅減少了無線節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，而且提高了數(shù)據(jù)采集的可靠性。進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)以增強(qiáng)溫室中系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

二、智能溫室控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

智能溫室控制系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)溫室的智能化監(jiān)測，控制側(cè)窗、濕簾，對天窗、風(fēng)機(jī)、降溫濕風(fēng)扇、內(nèi)外遮陽網(wǎng)等設(shè)備的自動控制。實(shí)現(xiàn)對溫室的濃度、光照、濕度、溫度的監(jiān)測。使用t6.02監(jiān)控軟件，對監(jiān)測數(shù)據(jù)的記錄、匯總、顯示等形成數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔分析。為保證溫室的順利運(yùn)行，還設(shè)置了手動模式，并實(shí)現(xiàn)了自動手動的自由切換，遇到特殊情況可切換手動模式進(jìn)行處理。

三、智能溫室控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

（一）溫度控制

當(dāng)系統(tǒng)開始工作且測量值大于設(shè)定值時(shí)，打開通風(fēng)幕；當(dāng)測量值小于設(shè)定值且大于設(shè)定值時(shí)，加熱系統(tǒng)打開。當(dāng)測量溫度達(dá)到設(shè)定點(diǎn)時(shí)，關(guān)閉加熱系統(tǒng)或通風(fēng)幕。

（二）濕度控制

系統(tǒng)開始運(yùn)行，根據(jù)傳感器傳達(dá)的數(shù)據(jù)分析環(huán)境濕度。根據(jù)測量結(jié)果，數(shù)值會跟設(shè)定數(shù)值進(jìn)行對比，若等于或者大于設(shè)定值則不需要打開噴淋系統(tǒng)，若小于設(shè)定值，則打開噴淋閥進(jìn)行澆灌，直至數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動關(guān)閉噴淋系統(tǒng)。

（三）光照控制

系統(tǒng)啟動時(shí)，根據(jù)傳感器傳達(dá)的數(shù)據(jù)分析環(huán)境照明強(qiáng)度參數(shù)，經(jīng)過PLC與設(shè)定值進(jìn)行對比，判斷是否與設(shè)定值存在差異，若存在差異則當(dāng)測量值大于或小于設(shè)定值時(shí)陰影將被關(guān)閉，并且當(dāng)測量值小于設(shè)定值時(shí)輔助光學(xué)裝置將被打開。

圖3．1 系統(tǒng)總體框架圖

四、結(jié)束語

隨著科技的發(fā)展，智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也成為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的主方向。利用溫室及其配套設(shè)施控制作物生產(chǎn)的環(huán)境條件，是一種新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，是擺脫農(nóng)業(yè)受自然約束的有效手段。