現(xiàn)代化蔬菜大棚自動化控制系統(tǒng)
蔬菜大棚自動化控制系統(tǒng)(盛世宏博科技)
一、系統(tǒng)組網絡以及通訊協(xié)議
（1）系統(tǒng)組網絡組成
根據(jù)工藝運行的需求，我們做如下的網絡系統(tǒng)設計：網絡采用以太網絡設計。每個站作為一個網絡節(jié)點。這個網絡采用性能可靠的工業(yè)以太網。可以將辦公網絡、自動控制網絡和視頻監(jiān)控網絡無縫結合到該網絡環(huán)境，實現(xiàn)“多網合一”。
整個系統(tǒng)可承載的數(shù)據(jù)分成如下的幾個部分：
1：工業(yè)控制數(shù)據(jù)
2：采集數(shù)據(jù)
3：工業(yè)標準的MODBUS總線通訊
4：視頻語音數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控
4：手機遠程監(jiān)控和控制系統(tǒng)
（2）組網特點
自動化控制系統(tǒng)是開放的控制系統(tǒng)，除了具有良好的網絡通訊能力外，還具有與其它控制系統(tǒng)通訊功能和標準的對外通訊接口，以后可以任意擴展控制系統(tǒng)。
整個系統(tǒng)采用多級網絡結構，即生產管理網和生產控制網，將過程實時數(shù)據(jù)、運行操作監(jiān)視數(shù)據(jù)信息同非實時信息及共享資源信息分開，分別使用不同的網絡。有效地提高了通訊的效率，降低了通訊負荷。
（3）采用的通訊協(xié)議
Modbus協(xié)議由著名的自動化設備制造商莫迪康公司開發(fā)，是應用于自動控制器上的一種通用協(xié)議。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經由網絡(例如以太網)和其它設備之間可以通信。它已經成為一種通用工業(yè)標準。
蔬菜大棚自動化控制系統(tǒng)
二、現(xiàn)代農業(yè)大棚控制系統(tǒng)
（1）控制系統(tǒng)概述
隨著社會經濟的發(fā)展，設施農業(yè)作為農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個重要途徑，已經越來越受到世界各國的重視，而設施農業(yè)中問世工程的建設與發(fā)展是都市型發(fā)展的重要組成部分，是設施農業(yè)發(fā)展的高級階段。希望通過改變植物生長的自然環(huán)境、．創(chuàng)造適合植物的生長條件，避免外界惡劣的氣候，達到調節(jié)產期，促進生長發(fā)育、防治病蟲害等目的。
遠程大棚監(jiān)控系統(tǒng)是一種用于家庭、倉庫(廠房、花棚和塑料薄膜大棚)內環(huán)境溫濕度監(jiān)控及控制的全自動遠程智能調節(jié)系統(tǒng)。它通過控制加熱器及制冷器(通風)對溫度進行自動調節(jié)，同時通過控制加濕機及除濕機的工作自動調節(jié)環(huán)境的相對濕度，使環(huán)境的溫度和濕度達到適宜的范圍。
（2）大棚環(huán)境特點與調控
大棚因有塑料薄膜覆蓋，形成了相對封閉與露地不同的特殊小氣候。進行蔬菜大棚栽培，必須掌握大棚內環(huán)境的特點，并采取相應的調控措施，滿足蔬菜生長發(fā)育的條件，從而獲得優(yōu)質高產。
大棚內環(huán)境條件：
1、光照
2、溫度：
3、空氣濕度
4、棚內空氣成分
5、土壤濕度和鹽分：
（3）現(xiàn)代化大棚遠程控制工藝
本方案使用北京市社保系列系列高速32位控制器、高性能溫度濕度以及氧氣傳感器、視頻設備等硬件通過目前的高速光纖網絡建造一個現(xiàn)代化農業(yè)用溫室大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)可自動監(jiān)測調節(jié)農作物環(huán)境的溫濕度、光照、O2濃度、通風、卷簾升降、滴灌控制、門禁等參數(shù)，通過北京盛世宏博軟件輸出幫助種植者作全面細致的數(shù)據(jù)分析，將數(shù)據(jù)通過網絡和相關的通訊協(xié)議傳遞給上位數(shù)據(jù)存儲和顯示區(qū)域，實現(xiàn)遠程的數(shù)據(jù)采集。并采取可靠的光纖通訊網絡實現(xiàn)遠程的設備的操作和相關數(shù)據(jù)的報警提示等。以及根據(jù)目前國家提倡的環(huán)保節(jié)能的標準對每個大棚都有相關的能源的計量裝置，方便了客戶對自己所用資源的調配和對運行參數(shù)的維護。
（4）控制系統(tǒng)的原理
溫室環(huán)境包括非常廣泛的內容，但通常所說的溫室環(huán)境主要指空氣與土壤的溫濕度、光照、O2濃度等。計算機通過各種傳感器接收各類環(huán)境因素信息，通過邏輯運算和判斷控制相應溫室設備運作以調節(jié)溫室環(huán)境。輸出和打印設備可幫助種植者作全面細致的數(shù)據(jù)分析，保存歷史數(shù)據(jù)。
（5）控制系統(tǒng)功能
1．風機控制系統(tǒng)
2．卷簾控制系統(tǒng)
3．滴灌控制系統(tǒng)
4．室內環(huán)境數(shù)據(jù)采集
5．室內溫度濕度控制系統(tǒng)
6．室內燈光控制系統(tǒng)
7．單獨大棚的能源計量系統(tǒng)
8．視頻監(jiān)控系統(tǒng)
9．語音廣播系統(tǒng)
10.短信報警系統(tǒng)
11.手機遠程查看數(shù)據(jù)功能
12.手機遠程控制功能
三、遠程監(jiān)控系統(tǒng)
（1）系統(tǒng)的原理特點
溫室測控自動化注重于節(jié)省勞動力，提高溫室生產的效率和技術水平，實現(xiàn)溫度、濕度的測量記錄和卷簾、滴灌等設備的自動化控制，實現(xiàn)農機和農藝的有機結合。從而大幅度提高溫室生產的技術水平，協(xié)助推進設施農業(yè)向精品、高端、高效方向發(fā)展。
（2）系統(tǒng)的功能
數(shù)據(jù)服務器負責數(shù)據(jù)的實時采集和存儲。通訊服務器負責數(shù)據(jù)的運算和報表等邏輯的輸出，操作員站進行控制回路的建立、修改局部控制器中的內部策略的參數(shù) , 設置數(shù)據(jù)采集參數(shù)和報表供操作員對生產過程的控制回路、測量參數(shù)進行監(jiān)測并實現(xiàn)自動記錄、報表打印和報警打印；通過以太網通信完成與現(xiàn)場控制層的局部控制器進行通信。
（3）上位組態(tài)軟件及其開發(fā)
我們將根據(jù)要求使用1套組態(tài)軟件作為開發(fā)平臺，開發(fā)系統(tǒng)是一個集成的開發(fā)環(huán)境，可以創(chuàng)建工程畫面、分析曲線、報表生成，定義變量、編制動作腳本等，同時可以配置各種系統(tǒng)參數(shù)等。我們說的“組態(tài)”就在這里完成，運行系統(tǒng)將開發(fā)完的系統(tǒng)進行執(zhí)行，完成計算機監(jiān)控的過程。開發(fā)人員可以在開發(fā)環(huán)境中完成監(jiān)控界面的設計、動畫連接的定義、數(shù)據(jù)庫的配置等。開發(fā)系統(tǒng)可以方便的生成各種復雜生動的畫面，可以逼真的反映現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
（4）協(xié)調運行軟件模塊
我們會根據(jù)現(xiàn)場調研及目前行業(yè)的運行情況，我們將采用北京盛世宏博科技程序開發(fā)一套運行模塊來實現(xiàn)現(xiàn)代農業(yè)大棚遠程控制計算需要的參數(shù)，將其寫入數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQL Server）中，以備下一步的處理，在每個季節(jié)到來的時候我們可以根據(jù)我們預設計的計算方法來提前模擬其運行的情況。以及根據(jù)使作物的生長及其所適應的環(huán)境條件的前提下。并且該軟件可以連系到上位的軟件，可以采集其相關的數(shù)據(jù)。并可以根據(jù)其做相應的計算。完成提前計算數(shù)據(jù)模型。運行策略，實監(jiān)控，數(shù)據(jù)計算和采集，三個系統(tǒng)統(tǒng)一工作在一個數(shù)據(jù)庫平臺上，形成一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫應用，即一個平臺三種應用。
開放的現(xiàn)代遠程大棚運行軟件模塊
SQLSEVER
數(shù)據(jù)計算模塊
運行策略控制模塊
蔬菜大棚自動化控制系統(tǒng) –
四、系統(tǒng)硬件配置
這款蔬菜大棚綜合環(huán)境指標監(jiān)測儀，體積小巧，安裝方便，使用方便，精度高，適合在現(xiàn)代化蔬菜大棚內安裝使用，可以有效地解決蔬菜大棚內各項環(huán)境指標的時時監(jiān)測，對蔬菜大棚的現(xiàn)代化管理起到至關重要的作用，該設備可以在線式監(jiān)測，可配合控制設備對環(huán)境指標進行調整，也可以獨立顯示，靈活方便，不失為現(xiàn)代化大棚的首選設備。