智能温室监测系统
一、温室监测系统的介绍
我国是一个农业大国，目前在广大农村，农业温室比比皆是。近年来，随着我国农业和农村经济的发展，农业生产方式逐步由传统的粗放经营式向现代集约型经营方式转变，农业科技示范园，作为现代集约型农业和高新科技应用的示范窗口，应运而生。随着科学技术的进步，温室的结构档次在逐步的提高，建设一种可提高温室内作物产量和质量，降低生产成本，减轻工作人员劳动强度的温室智能监控系统，是广大温室作物生产人员的迫切需求。
目前，虽然也有不少单位或个人引进了一些国外的计算机智能控制系统，如温室环境控制系统，施肥灌溉控制系统，工厂化育苗智能控制系统等，这些系统真正实现了温室控制的智能化和自动化，但往往存在投资过大。系统维护不方便等各种发展制约瓶颈，再者就是要求温室的管理操作人员本身有较高的文化素质和较丰富的工程技术经验，目前我国广大农民还不具备，这也限制了国外同类产品在国内的推广应用。开发低价位、实用型的温室只能监控系统对于推进我国农业自动化、智能化进程具有重要的意义，同时也具有很大的市场潜力。据调查，目前市场上迫切需要的是一种低成本、操作使用简便的实用温室智能监控系统。针对这一要求及我国日光温室量大、面广的特点，研究一种既符合我国农业水平实际又适合农民经济承受能力、技术上不低于国外同类产品的日光温室智能集成控制系统是非常必要的。
智能化温室是集农业科技上的高、精、尖技术和计算机自动控制技术于一体的先进的农业生产设施，是现代农业科技向产业转化的物质基础。它能营造相对独立的作物生长环境，彻底摆脱传统农业对自然环境的依赖性。目前，计算机控制在温室种植中得到了越来越广泛的应用，并正在成为温室控制的核心。智能化温室研究是当今兴起的一门横跨生物学、计算机科学、电子科学、机械设计和环境控制等几大学科的综合了多种高新技术的边缘学科。
从目前我国农业发展政策看，未来10一15年我国农业科技进步的重要内容就是推动规模经营和农业产业化的发展，所以研究开发适合我国的国情的光温室的智能集中控制系统是非常必要的。
二、本监控系统的特点
温室智能监控系统集传感器、自动化控制、通讯、计算等技术与专家系统于一体，通过预装多种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。
本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、加热器、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。
该系统的使用，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。
1、预测性：通过对气候参数的分析，可以预测控制设备的运行情况，提高设备的利用率，降低能耗。
2、强大的扩展功能：通过选用不同的外围设备，可以控制温室环境及灌溉、施肥等。
3、完善的资料处理功能：通过中央控制软件，可以不问断地记录各种传感器的信息以及各种控制设备的动作记录等。
4、远程监控功能：即使工作人员不在现场，也可以通过远程监控系统对温室内的设备参数进行监视和控制。
5、数据联网功能：通过GPRS，可将各种数据联入局域网或INTERNET，真正实现数据共享。
三、温室智能监控系统的设计
（1）系统设计要求
日光温室智能控制系统是一个涉及到温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度及蔬菜品种等多种因素的复杂系统。因此，该系统的没计应具备以下功能：
l、较宽的工作电压范围：160V一一260V Ac：
2、能长时间连续、稳定、可靠的工作；3、能对温室内的温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等参数进行准确的测量：
4、能根据蔬菜品种的不同，可以人工／自动设定温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等参数的报警范围：
5、可以设定系统的控制状念：手动控制状态和自动控制状态。在手动控制状态下。系统只具有参数检测和警告功能，对电机、水泵等控制设备不作控制。在自动控制状态下，系统既具有参数检测和警告功能，又能对电机、水泵等控制设备进行自动调控。
6、温室内部前端设备既能单独工作，又具有数据远传、联网功能；7、检测中心的计算机通过GPRS网络或zigbbe网络可与多个前端设备相连，并能检测、控制这些设备的被控对象。
（2）系统设计原则
1、系统性能稳定，运行可靠。
2、操作简单，维护方便。
3、整个系统易于扩展。
4、运行经济节能，维护费用低。
5、性能价格比高。
（3）系统整体架构
本系统采用上、下位机控制方案，下位机为系统前端控制器，实施对温室大棚环境参数的检测与环境调整机构的控制；上位机为系统远程监控计算机，采用可视化编程语言设计界面友好的环境监测与管理系统，实现对温室的远程监控与管理操作。其基本的框架图如下：
四、系统优势
本系统采用分布式控制结构，依据分散采集数据。集中操作管理，相对独立的设计思想，综合运用计算机网络通信和模糊控制技术，实现了单个温室的智能控制以及多个温室的联网监控。控制系统可根据温室内温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等参数的变化，按照预先设定的条件对风机、水泵、卷帘机、开窗机、加热、灌溉、二氧化碳发生器等设备进行全自动控制，也可以根据需要实现手动控制。系统具有功能强大、性能优越、配置灵活、安全可靠等优点。
1、低带宽占用本系统大大降低了数据实时传输占用的网络带宽。当多个监控点同时工作，出现大比特流的数据同时传输时，平均占用带宽不到250kbps，大大节约了用户的网络资源投入。
2、无限制位点远程实时监控通过GPRS和zigbee完成组网，可同时对无限制多个监控位点实施远程实时监控，并可实时查看各监控点的各种监控数据。
3、系统结构灵活数字化温室智能监控系统采用标准的组网方式，支持IP单播、组播功能，可以组成点对点的监控系统，又可以组成一个中心对各站点的系统；在网络上可以设置多个监控工作站，满足多个用户的需要。也可以用WEB方式组成多级监控系统。
4、扩展性强采用模块化设计，能够平滑实现系统功能的升级以及与其他农业系统的接口，尤其是与农业专家系统的接口。
5、易操作性本系统采用的操作平台是Windows中文版，控制界面为图形方式，界面、菜单全为中文，用户可以非常迅速地熟悉操作软件的使用。
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(文章来源：中国智慧农业网)
