農(nóng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)氣體分析設(shè)備

農(nóng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)氣體分析設(shè)備

   圣凱安科技自主研發(fā)的大棚智能控制系統(tǒng)，可遠(yuǎn)程獲取現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的空氣溫濕度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度及視頻圖像，可以自動(dòng)控制溫室濕簾風(fēng)機(jī)、噴淋滴灌、內(nèi)外遮陽(yáng)、頂窗側(cè)窗、加溫補(bǔ)光等設(shè)備。通過(guò)數(shù)據(jù)模型分析，合理地根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件開(kāi)啟關(guān)閉設(shè)備，使作物始終處于生長(zhǎng)環(huán)境！同時(shí)，用戶還可以通過(guò)手機(jī)、觸摸屏、計(jì)算機(jī)等信息終端向管理者推送實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息、報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的信息化、智能化遠(yuǎn)程管理?？蓽p少人工成本，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，精準(zhǔn)調(diào)控，降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。

（1）系統(tǒng)組網(wǎng)絡(luò)組成

根據(jù)工藝運(yùn)行的需求，我們做如下的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：網(wǎng)絡(luò)采用RS485總線設(shè)計(jì)。每5個(gè)大棚為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。所有的傳感器均走485總線，最終通過(guò)集線器將各個(gè)大棚的數(shù)據(jù)都匯集到監(jiān)控中心。

整個(gè)系統(tǒng)可承載的數(shù)據(jù)分成如下的幾個(gè)部分：

1：工業(yè)控制數(shù)據(jù)

2：采集數(shù)據(jù)

3：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS總線通訊

4：控制系統(tǒng)

（2）組網(wǎng)特點(diǎn)

自動(dòng)化控制系統(tǒng)是開(kāi)放的控制系統(tǒng)，除了具有良好的網(wǎng)絡(luò)通訊能力外，還具有與其它控制系統(tǒng)通訊功能和標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)外通訊接口，以后可以任意擴(kuò)展控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)采用多級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即生產(chǎn)管理網(wǎng)和生產(chǎn)控制網(wǎng)，將過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、運(yùn)行操作監(jiān)視數(shù)據(jù)信息同非實(shí)時(shí)信息及共享資源信息分開(kāi)，分別使用不同的網(wǎng)絡(luò)。有效地提高了通訊的效率，降低了通訊負(fù)荷。

以現(xiàn)場(chǎng)控制為優(yōu)原則，其次是監(jiān)控中心、最后是遠(yuǎn)程控制、

（3）采用的通訊協(xié)儀

Modbus

協(xié)議由自動(dòng)化設(shè)備制造商*康公司開(kāi)發(fā)，是應(yīng)用于自動(dòng)控制器上的一種通用協(xié)議。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一種通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

二、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大棚控制系統(tǒng)

（1）控制系統(tǒng)概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)作為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要途徑，已經(jīng)越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，而設(shè)施農(nóng)業(yè)中問(wèn)世工程的建設(shè)與發(fā)展是都市型發(fā)展的重要組成部分，是設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級(jí)階段。希望通過(guò)改變植物生長(zhǎng)的自然環(huán)境、．創(chuàng)造適合植物的生長(zhǎng)條件，避免外界惡劣的氣候，達(dá)到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、防治病蟲(chóng)害等目的。      

遠(yuǎn)程大棚監(jiān)控系統(tǒng)是一種用于家庭、倉(cāng)庫(kù)(廠房、花棚和塑料薄膜大棚)內(nèi)環(huán)境溫濕度監(jiān)控及控制的全自動(dòng)遠(yuǎn)程智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它通過(guò)控制加熱器及制冷器(通風(fēng))對(duì)溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)通過(guò)控制加濕機(jī)及除濕機(jī)的工作自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境的相對(duì)濕度，使環(huán)境的溫度和濕度達(dá)到適宜的范圍。

（2）大棚環(huán)境特點(diǎn)與調(diào)控  

大棚因有塑料薄膜覆蓋，形成了相對(duì)封閉與露地不同的特殊小氣候。進(jìn)行蔬菜大棚栽培，必須掌握大棚內(nèi)環(huán)境的特點(diǎn)，并采取相應(yīng)的調(diào)控措施，滿足蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育的條件，從而獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
大棚內(nèi)環(huán)境條件：

1、棚內(nèi)光照

2、棚內(nèi)空氣溫度：

3、棚內(nèi)空氣濕度
4、棚內(nèi)二氧化碳含量
5、土壤的溫度
6、土壤的濕度

（3）現(xiàn)代化大棚遠(yuǎn)程控制工藝

本方案使用融安特系列系列高速32位控制器、高性能溫度濕度以及二氧化碳傳感器、照度變送器等硬件組成，通過(guò)目前的高速光纖網(wǎng)絡(luò)建造一個(gè)現(xiàn)化農(nóng)業(yè)用溫室大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)可自動(dòng)監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)農(nóng)作物環(huán)境的溫濕度、光照、二氧化碳濃度、通風(fēng)、卷簾升降、滴灌控制、門(mén)禁等參數(shù)，通過(guò)融安特軟件輸出幫助種植者作全面細(xì)致的數(shù)據(jù)分析，將數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)的通訊協(xié)議傳遞給上位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和顯示區(qū)域，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)采集。并采取可靠的光纖通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的設(shè)備的操作和相關(guān)數(shù)據(jù)的報(bào)警提示等。以及根據(jù)目前國(guó)家提倡的環(huán)保節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)大棚都有相關(guān)的能源的計(jì)量裝置，方便了客戶對(duì)自己所用資源的調(diào)配和對(duì)運(yùn)行參數(shù)的維護(hù)。

（4）控制系統(tǒng)的原理

溫室環(huán)境包括非常廣泛的內(nèi)容，但通常所說(shuō)的溫室環(huán)境主要指空氣與土壤的溫濕度、光照、二氧化碳濃度等。計(jì)算機(jī)通過(guò)各種傳感器接收各類環(huán)境因素信息，通過(guò)邏輯運(yùn)算和判斷控制相應(yīng)溫室設(shè)備運(yùn)作以調(diào)節(jié)溫室環(huán)境。輸出和打印設(shè)備可幫助種植者作全面細(xì)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(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)
2．卷簾控制系統(tǒng)

3．滴灌控制系統(tǒng)
4．室內(nèi)溫度濕度控制系統(tǒng)

5．室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)

三、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)的原理特點(diǎn)

溫室測(cè)控自動(dòng)化注重于節(jié)省勞動(dòng)力，提高溫室生產(chǎn)的效率和技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)溫度、濕度的測(cè)量記錄和卷簾、滴灌等設(shè)備的自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝的有機(jī)結(jié)合。從而大幅度提高溫室生產(chǎn)的技術(shù)水平，協(xié)助推進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)向精品、高效方向發(fā)展。

（2）系統(tǒng)的功能

數(shù)據(jù)服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)。通訊服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的運(yùn)算和報(bào)表等邏輯的輸出，操作員站進(jìn)行控制回路的建立、修改局部控制器中的內(nèi)部策略的參數(shù), 設(shè)置數(shù)據(jù)采集參數(shù)和報(bào)表供操作員對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制回路、測(cè)量參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄、報(bào)表打印和報(bào)警打?。煌ㄟ^(guò)以太網(wǎng)通信完成與現(xiàn)場(chǎng)控制層的局部控制器進(jìn)行通信。

（3）上位組態(tài)軟件及其開(kāi)發(fā)

我們將根據(jù)要求使用1套組態(tài)軟件作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是一個(gè)集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境，可以創(chuàng)建工程畫(huà)面、分析曲線、報(bào)表生成，定義變量、編制動(dòng)作腳本等，同時(shí)可以配置各種系統(tǒng)參數(shù)等。我們說(shuō)的“組態(tài)”就在這里完成，運(yùn)行系統(tǒng)將開(kāi)發(fā)完的系統(tǒng)進(jìn)行執(zhí)行，完成計(jì)算機(jī)監(jiān)控的過(guò)程。開(kāi)發(fā)人員可以在開(kāi)發(fā)環(huán)境中完成監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)、動(dòng)畫(huà)連接的定義、數(shù)據(jù)庫(kù)的配置等。開(kāi)發(fā)系統(tǒng)可以方便的生成各種復(fù)雜生動(dòng)的畫(huà)面，可以逼真的反映現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

（4）協(xié)調(diào)運(yùn)行軟件模塊

我們會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及目前行業(yè)的運(yùn)行情況，我們將采用融安特程序開(kāi)發(fā)一套運(yùn)行模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大棚遠(yuǎn)程控制計(jì)算需要的參數(shù)，將其寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)（數(shù)據(jù)庫(kù)采用Microsoft SQL Server）中，以備下一步的處理，在每個(gè)季節(jié)到來(lái)的時(shí)候我們可以根據(jù)我們預(yù)先設(shè)計(jì)的計(jì)算方法來(lái)提前模擬其運(yùn)行的情況。以及根據(jù)使作物的生長(zhǎng)及其所適應(yīng)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(guān)的數(shù)據(jù)。并可以根據(jù)其做相應(yīng)的計(jì)算。完成提前計(jì)算數(shù)據(jù)模型。運(yùn)行策略，實(shí)監(jiān)控，數(shù)據(jù)計(jì)算和采集，三個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)一工作在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上，形成一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，即一個(gè)平臺(tái)三種應(yīng)用。

開(kāi)放的現(xiàn)代遠(yuǎn)程大棚運(yùn)行軟件模塊

SQLSEVER  

數(shù)據(jù)計(jì)算模塊
運(yùn)行策略控制模塊

蔬菜大棚自動(dòng)化控制系統(tǒng)–