智能温室控制系统案例分享

智能温室控制系统

一、系统背景

    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。同时农业温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，因此温室工程逐渐成为高效农业的重要组成部分。

通过在温室中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，消除温度、湿度、光照、CO2 浓度等环境因子对生物生长的限制。从而使不同的农作物在不适合生长的季节产出，部分或完全的摆脱农作物对自然条件的依赖。但是传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求。

如何快速准确地收集环境参数，及时了解作物生长的环境参数，并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。就成为现代农业的的迫切需求。

二、系统介绍

    伴随着信息化时代的到来，智能温室也正在逐渐成为现代化农业的中流砥柱。

《智能温室控制系统》是专门为农业温室、农业环境控制、农业气象观测研发生产的环境自动控制系统。通过对温室外部风向、风速、空气温度、湿度、光照、雨量、降雪的监测，综合温室内空气温湿度、光照、二氧化碳浓度等农业环境要素，进行自动分析记录，再根据温室植物生长要求，自动控制开关窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉等环境控制设备，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。 

三、主要功能

(一)、温室内、外环境同时监测

同时监测温室内部环境因素与外部环境因素的改变。

实时数据显示

(二)、智能分析

根据采集数据自动智能分析，调控温室环境。

自动调控与手动调控互相结合

1、手动控制

手动操作

2、手动触屏控制

开机启动进入控制系统

    根据外购环境的改变以及温室内部环境的需要及时控制遮阳系统、天窗的开启与关闭

遮阳系统控制

    通过温室内土壤温湿度、二氧化碳浓度、光照等综合数据分析，控制风机，补光灯，水帘的的开启与开关。

根据温室内温湿度的改变控制风机和水帘。

四、控制逻辑

控制优先级：风速、雨雪 > 光照 > 温度

（一）、风速、雨雪控制

    风速超限或者有雨雪超过预设时间后，收拢外遮阳，天（顶）窗关闭，湿帘外翻窗关闭。

（二）、温度控制

xx ：实际温度与温度设定值的差值

1、 xx ≥8 度时，

开：湿帘水泵打开，环流风机全开，湿帘外翻窗打开 （使空气能流进温室内），负压风机2组全开，外遮阳展开，内遮阳展开.

关：天（顶）窗关闭。

2、6度 ≤ xx  < 8度时

开：湿帘水泵打开，环流风机全开（间隔时间为15分钟），湿帘外翻窗打开 （使空气能流进温室内），负压风机2组全开，外遮阳展开

关：天（顶）窗关闭

3、3度≤xx  < 6度时，

开：天（顶）窗打开，湿帘外翻窗打开 （使空气能流进温室内），负压风机2组全开

关：湿帘水泵关闭，环流风机全部关闭，外遮阳收拢

4、2度 ≤  xx  < 3度时，

开：天（顶）窗打开，负压风机2组全部打开， 

关：湿帘水泵关闭，环流风机全部关闭，湿帘外翻窗关闭（阻止空气流过湿帘），外遮阳收拢，内遮阳收拢

5、 -2度 ≤ xx  < 2 度时，

开：保持上一状态

关：保持上一状态

6、xx < -2 度时，

开：无

关：湿帘水泵关闭，环流风机全部关闭，湿帘外翻窗关闭（阻止空气流过湿帘），天（顶）窗关闭，负压风机2组全部关闭，外遮阳收拢，内遮阳收拢

    以上是升，降温控流程，当条件检测持续超过预设时间成立后，才能执行相应的操作。

（三）、光照控制

xx：实际光照值跟光照设定值的差值

yy：光照回差值

1、 xx  >  - yy 时，  外遮阳展开

2、 xx ≤ -yy 时， 外遮阳的动作由温度控制

（四）、室内补光灯控制

手动模式： 手动打开、关闭；

定时模式：

第一组补光灯  开灯起始时间 xx ，开灯结束时间 xx

第二组补光灯  开灯起始时间 xx ，开灯结束时间 xx

二组补光灯分别独立控制，二组之间没有制约关系。

（五）、自动喷灌控制

手动模式：手动打开、关闭；

定时模式：定时1：开时间，开时长

          定时2：开时间，开时长

          定时3：开时间，开时长

五、系统参数

（一）工作环境条件

工作温度：-30度---70度

工作湿度：0—100% 

（二）传感器参数：

1、空气温度

-50～70℃   精度：±0.1

2、空气湿度

0～100%     精度： 1.5%

3、风速传感器

精度：±1m/s、启动风力：0.2-0.4 m/s、量程：0~60 m/s 

4、风向传感器

测量范围：0--360度：(0.4V,或4MA对应0度，北的方向)负载能力：小于600欧 一般建议250欧

5、雨量

０～50mm/小时 精度： 0.2mm或0.5mm  工作原理：翻斗式，每斗0.2mm或0.5mm 输出信号：脉冲信号

6、雨雪传感器

响应时间：3秒

输出信号：开关量  5V

7、光照传感器 

光照范围： 0～200  KLUX  

反应时间：100ms

环境温度：-20～80°C

精    度：±5%

重    量：210g

8、二氧化碳

测量范围：0～2000ppm         

测量精度：±5%

（三）主机采集

    生态农业智能温室大棚自动监控软件，采集温室大棚内现场数据，经传感器数据模块传送至ZigBee节点或RS485节点上，然后通过有线、无线、3G/2G网络传输到数据平台，按照相关设定进行分析展示并进一步完成相应控制。

（1）友好的用户登陆管理界面

    规定用户使用权限，不同用户提供不同的操作权限，非用户不能登陆系统，保证系统安全，操作简单而富有人性化。

（2）实时/历史、曲线/报表数据分析

    系统将采集到的数据信息以实时曲线的方式显示给用户，并根据需要按照日、月、季、年参数变化曲线生成历史报表。便于对温室大棚运转情况进行分析做出改进，提高温室大棚的生产效率。

（3）多种形式的报警功能，适合不同场合需要

    工作人员根据温室大棚内的具体情况设置温度、湿度等参数限值。在监测时，如发现有监测结果超出设定的阈值时，系统会自动发出报警提醒工作人员，如声光报警、电话报警、短信报警、E-MAIL报警等。

（4）远程控制

    现场采集设备将采集到的数据通过有线、无线、3G/2G无线网络传输到中控数据平台，用户从终端可以查看温室大棚现场的实时数据，并使用远程控制功能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。

（5）监控终端

    监控终端通过可视化、多媒体的人机界面实现以下主要功能：①温室大棚内植物生长环境状况全面显示、查询，包括各种参数、光照强度以及历史数据等；②向温室大棚内监控系统发调度命令、调整设备运转状况，确保温室内为植物生长最适宜环境。

（四）专业配电柜

专业不金属防护箱很好的保护了仪器的核心部分，使主机不会受到风吹，雨淋，风沙等干扰，保证设备正常工作。