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***智能农业温室大棚管理系统项目分析与设计*** 目录第一章绪论1.1项目背景智能温室大棚是农业物联网的一个重要应用领域，是以全面感知、可靠传输和智能处理等物联网技术为支撑和手段，以温室大棚的自动化生产、最优化控制、智能化管理为主要目标的农业物联网的具体应用领域，也是目前应用需求最为迫切的领域之一。
温室大棚以日光温室为主，温室结构简易，环境控制能力低。
我国温室大棚的技术装备尽管有了较大发展，但是温室大棚种植普遍存在管理粗放、技术设施落实不到位、智能化水平低，导致单位生产效率低、投入产出比不高、农业产品质量安全水平起伏较大的现状，在温室环境、栽培管理技术、生物技术、人工智能技术、网络信息技术等方面和发达国家存在着较大差距。
我国建设在南方的大型智能温室以生产花卉为主，北方的则以栽培蔬菜为主，少部分智能温室用于栽培苗木。
四川省成都市温江区响应国家号召，政府投资，在温江区实施高科技农业示范区，示范区位于成都市温江区，当地气候为亚热带季风气候，四季分明，七月份平均气温35℃，平均降雨量400mm一,月份平均气温9℃，平均降雨量300mm。
全区占地面积为：24m*32m=768平方米，已经装有混凝土拱架塑料大棚，作为有机蔬菜以及园艺种植区域，产品规格为栋宽12米，间距4米，天沟（雨水槽底部局柱底高度）5米，顶高（屋脊到柱底高度） 5.9米，屋面角度25度，外遮阳高度 6.4米；排列方式为屋脊走向为：南北12m*4跨=48米，侧墙长（南北）：4米*8榀=32米。
现计划在该整片温室大棚种植区域安装基于物联网技术的全方位随时监控管理的智能温室大棚系统，作为农业示范区域，以便以后在整个成都片区实行推广。
1.2现存问题首先是成本较高。
一般来讲，一套智能化的控制系统成本主要包括硬件成本、运行成本和维护成本。
硬件成本包括各仪器仪表、通信线缆等。
整个系统也不能自由组合或者裁剪应用于不同的对象，使得难以得到推广和普及。
同时，由于系统复杂、布线繁多、故障率高而且使得故障后的维修成本极大。
农业现代化智能温室大棚建设和管理方案第一章引言 (3)1.1 项目背景 (3)1.2 项目目标 (3)1.3 项目意义 (3)第二章智能温室大棚设计 (4)2.1 结构设计 (4)2.2 设备选型 (4)2.3 环境监测与控制 (5)第三章土壤管理与改良 (5)3.1 土壤检测与分析 (5)3.1.1 土壤检测目的与意义 (5)3.1.2 土壤检测内容 (5)3.1.3 土壤检测方法 (6)3.2 土壤改良方法 (6)3.2.1 物理改良方法 (6)3.2.2 化学改良方法 (6)3.2.3 生物改良方法 (6)3.3 土壤管理措施 (7)3.3.1 合理施肥 (7)3.3.2 水分管理 (7)3.3.3 土壤消毒 (7)3.3.4 土壤保护 (7)第四章种植规划与管理 (7)4.1 品种选择与布局 (7)4.2 种植周期与茬口安排 (8)4.3 病虫害防治 (8)第五章智能化控制系统 (8)5.1 系统架构 (8)5.2 控制策略 (9)5.3 系统集成与调试 (9)第六章节能与环保 (10)6.1 节能措施 (10)6.1.1 能源优化配置 (10)6.1.2 设备节能 (10)6.1.3 管理节能 (10)6.2 环保技术 (11)6.2.1 减少化肥农药使用 (11)6.2.2 废弃物处理 (11)6.2.3 水资源保护 (11)6.3 资源循环利用 (11)6.3.1 建立资源循环利用体系 (11)6.3.2 发展循环农业 (11)6.3.3 提高资源利用效率 (11)第七章人力资源管理 (11)7.1 员工招聘与培训 (11)7.1.1 招聘策略 (11)7.1.2 培训体系 (12)7.2 考核与激励 (12)7.2.1 考核体系 (12)7.2.2 激励措施 (12)7.3 安全生产管理 (12)7.3.1 安全生产责任制 (12)7.3.2 安全培训与宣传 (13)7.3.3 安全生产检查与整改 (13)第八章营销与品牌建设 (13)8.1 市场分析 (13)8.1.1 市场需求 (13)8.1.2 竞争态势 (13)8.1.3 市场机会 (13)8.2 营销策略 (14)8.2.1 产品策略 (14)8.2.2 价格策略 (14)8.2.3 渠道策略 (14)8.2.4 推广策略 (14)8.3 品牌塑造 (14)8.3.1 品牌定位 (14)8.3.2 品牌形象 (15)8.3.3 品牌传播 (15)8.3.4 品牌服务 (15)第九章项目实施与监管 (15)9.1 工程实施 (15)9.1.1 施工准备 (15)9.1.2 施工进度 (15)9.1.3 施工现场管理 (15)9.1.4 施工协调 (15)9.2 质量控制 (15)9.2.1 设计审查 (15)9.2.2 施工过程质量控制 (15)9.2.3 质量监督与检查 (16)9.2.4 质量验收 (16)9.3 验收与交付 (16)9.3.1 验收标准 (16)9.3.2 验收程序 (16)9.3.3 验收结果处理 (16)9.3.4 交付使用 (16)第十章持续改进与创新发展 (16)10.1 技术更新 (16)10.1.1 设备升级 (16)10.1.2 信息技术应用 (17)10.1.3 生物技术引入 (17)10.2 管理优化 (17)10.2.1 人力资源管理 (17)10.2.2 生产流程优化 (17)10.2.3 质量控制 (17)10.3 创新战略与实施 (17)10.3.1 创新理念 (17)10.3.2 创新策略 (17)10.3.3 创新实施 (17)第一章引言1.1 项目背景我国经济的快速发展，农业现代化进程逐步加快，智能温室大棚作为现代农业设施的重要组成部分，在推动农业产业结构调整和农业科技创新方面发挥着重要作用。
智能农业温室大棚管理系统项目分析与设计目录第一章绪论1.1 项目背景智能温室大棚是农业物联网的一个重要应用领域，是以全面感知、靠谱传输和智能办理等物联网技术为支撑和手段，以温室大棚的自动化生产、最优化控制、智能化管理为主要目标的农业物联网的详尽应用领域，也是当前应用需求最为迫切的领域之一。
温室大棚以日光温室为主，温室结构简单，环境控制能力低。
我国温室大棚的技术装备尽管有了较大发展，但是温室大棚种植广泛存在管理粗放、技术设备落实不到位、智能化水平低，以致单位生产效率低、投入产出比不高、农业产质量量安全水平起伏较大的现状，在温室环境、种植管理技术、生物技术、人工智能技术、网络信息技术等方面和发达国家存在着较大差距。
我国建设在南方的大型智能温室以生产花卉为主，北方的则以种植蔬菜为主，少部分智能温室用于种植苗木。
四川省成都市温江区响应国家号召，政府投资，在温江区实行高科技农业示范区，示范区位于成都市温江区，当地天气为亚热带季风天气，四时分明，七月份均匀气温 35℃，均匀降雨量 400mm, 一月份均匀气温 9℃，均匀降雨量 300mm 。
全区占地面积为： 24m*32m=768 平方米，已经装有混凝土拱架塑料大棚，作为有机蔬菜以及园艺种植地域，产品规格为栋宽12 米，间距 4 米，天沟（雨水槽底部局柱底高度） 5 米，顶高（屋脊到柱底高度） 5.9 米，屋面角度 25 度，外遮阳高度 6.4 米；摆列方式为屋脊走向为：南北12m*4 跨=48 米，侧墙长（南北）： 4 米*8 榀=32 米。
现计划在该整片温室大棚种植地域安装基于物联网技术的全方向随时监控管理的智能温室大棚系统，作为农业示范地域，以便此后在整个成都片区推行推行。
1.2 现存问题第一是成本较高。
一般来讲，一套智能化的控制系统成本主要包含硬件成本、运转成本和保护成本。
硬件成本包含各仪器仪表、通讯线缆等。
整个系统也不可以自由组合也许裁剪应用于不一样的对象，使得难以获取推行和普及。
农业现代化智能温室大棚建设与管理方案第一章总论 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 目的和意义 (3)1.3 研究内容和方法 (3)1.3.1 研究内容 (3)1.3.2 研究方法 (4)第二章智能温室大棚规划与设计 (4)2.1 场地选择与布局 (4)2.1.1 场地选择 (4)2.1.2 布局规划 (4)2.2 设施选型与配置 (5)2.2.1 设施选型 (5)2.2.2 设施配置 (5)2.3 结构设计 (5)2.3.1 结构类型 (5)2.3.2 结构设计原则 (5)2.4 环境控制系统设计 (5)2.4.1 控制系统组成 (5)2.4.2 控制策略 (6)第三章温室大棚环境监测与控制 (6)3.1 环境参数监测 (6)3.2 环境参数控制 (6)3.3 自动控制系统 (7)3.4 数据采集与分析 (7)第四章智能温室大棚作物种植与管理 (7)4.1 作物选择与种植模式 (7)4.2 肥水管理 (8)4.3 病虫害防治 (8)4.4 产量与质量监测 (8)第五章智能温室大棚设施维护与管理 (9)5.1 设备维护与保养 (9)5.1.1 设备维护 (9)5.1.2 设备保养 (9)5.2 系统故障排查与处理 (9)5.2.1 系统故障排查 (9)5.2.2 故障处理 (10)5.3 安全生产管理 (10)5.3.1 安全生产责任制 (10)5.3.2 安全生产培训 (10)5.3.3 安全生产检查 (10)5.3.4 应急预案 (10)5.4.1 节能措施 (10)5.4.2 环保措施 (10)第六章人力资源与培训 (10)6.1 人员配置与培训 (10)6.1.1 人员配置 (11)6.1.2 培训内容 (11)6.1.3 培训方式 (11)6.2 管理体系与职责 (11)6.2.1 管理体系 (11)6.2.2 职责划分 (12)6.3 团队建设与激励 (12)6.3.1 团队建设 (12)6.3.2 激励措施 (12)6.4 安全教育与培训 (12)6.4.1 安全教育 (12)6.4.2 安全培训 (12)第七章财务管理与投资回报分析 (13)7.1 投资估算与资金筹措 (13)7.1.1 投资估算 (13)7.1.2 资金筹措 (13)7.2 成本控制与管理 (13)7.2.1 成本控制 (13)7.2.2 成本管理 (14)7.3 投资回报分析 (14)7.3.1 投资回报期 (14)7.3.2 投资收益率 (14)7.3.3 投资风险分析 (14)7.4 财务报表与分析 (14)7.4.1 财务报表 (14)7.4.2 财务分析 (14)第八章市场分析与营销策略 (15)8.1 市场需求分析 (15)8.2 品牌建设与推广 (15)8.3 营销渠道与策略 (15)8.4 客户关系管理 (16)第九章政策法规与行业动态 (16)9.1 国家政策法规 (16)9.1.1 政策背景 (16)9.1.2 政策内容 (16)9.2 行业标准与规范 (17)9.2.1 行业标准 (17)9.2.2 行业规范 (17)9.3 行业发展趋势 (17)9.3.2 产业链整合 (17)9.3.3 绿色可持续发展 (17)9.4 国际合作与交流 (17)9.4.1 国际合作 (17)9.4.2 交流与合作 (18)第十章智能温室大棚建设与管理的可持续发展 (18)10.1 可持续发展战略 (18)10.2 生态环保与绿色生产 (18)10.3 技术创新与产业升级 (18)10.4 企业社会责任与公益事业 (18)第一章总论1.1 研究背景我国经济的快速发展，农业现代化水平不断提升，智能温室大棚作为农业现代化的重要组成部分，逐渐成为农业发展的新趋势。
智慧大棚项目方案1. 项目背景随着人口的增加和城市化的发展，粮食和蔬菜的需求量逐年增加，传统的农业生产方式已经无法满足人们的需求。
智慧大棚项目旨在利用现代信息技术，提高农业生产效率和产量，实现农业产业的可持续发展。
2. 项目目标本项目的主要目标是建立一套智能化的大棚系统，实现自动化的监控、管理和控制，提高大棚内环境的稳定性和农作物的生长质量，减少资源的浪费和环境污染。
3. 项目组成智慧大棚项目由以下几个主要组成部分构成：3.1 传感器网络通过布置在大棚内的传感器，实时监测温度、湿度、光照、土壤湿度等环境参数，并将数据传输到云端数据库进行存储和分析。
3.2 云端平台通过搭建云端平台，实现大棚数据的存储、分析和处理。
云端平台可以提供多种功能，如实时监测大棚环境、生成报表、预测农作物生长趋势等。
3.3 控制系统基于云端平台的分析结果，控制系统可以实现对大棚内温度、湿度、光照等环境参数的精确控制。
控制系统可以通过自动化的方式，调节大棚的设备，以实现最佳的生长条件。
3.4 移动端应用为了方便农民对大棚的管理和监控，项目还包括一个移动端应用。
农民可以通过移动端应用查看大棚的实时数据，远程监控和调整大棚的环境参数。
4. 项目实施计划本项目的实施计划分为以下几个阶段：4.1 系统设计与搭建首先，需要进行系统设计，并搭建传感器网络、云端平台和控制系统。
这个阶段的重点是确定传感器的类型和布局、选择云端平台的技术和架构，以及设计控制系统的算法和接口。
4.2 数据分析与处理在系统搭建完成后，需要对大棚的数据进行分析和处理。
利用云端平台提供的功能，可以对数据进行统计、预测和优化，以提高大棚的生产效率。
4.3 控制系统调试与优化控制系统是实现智能化大棚的核心部分，需要在实际运行中进行调试和优化。
借助云端平台提供的数据和分析结果，可以不断优化控制算法和参数，以使大棚的生长条件更加稳定和优化。
4.4 移动端应用开发最后阶段是开发移动端应用，实现农民对大棚的远程管理和监控。
智能化温室种植管理系统建设方案第一章引言 (2)1.1 项目背景 (2)1.2 项目目标 (2)1.3 研究意义 (2)第二章智能化温室种植管理系统概述 (3)2.1 智能化温室种植管理系统的定义 (3)2.2 智能化温室种植管理系统的主要功能 (3)2.3 智能化温室种植管理系统的应用现状 (3)第三章系统需求分析 (4)3.1 功能需求 (4)3.1.1 系统概述 (4)3.1.2 功能模块划分 (5)3.2 功能需求 (5)3.2.1 响应时间 (5)3.2.2 数据存储 (5)3.2.3 系统并发能力 (5)3.3 可靠性需求 (5)3.3.1 系统可用性 (6)3.3.2 数据安全性 (6)3.3.3 系统稳定性 (6)第四章系统设计 (6)4.1 系统架构设计 (6)4.2 硬件系统设计 (6)4.3 软件系统设计 (7)第五章数据采集与处理 (7)5.1 数据采集技术 (7)5.2 数据传输技术 (7)5.3 数据处理与分析 (8)第六章环境监测与控制 (8)6.1 环境监测技术 (8)6.2 环境控制策略 (9)6.3 环境控制设备 (9)第七章智能决策支持系统 (10)7.1 决策模型构建 (10)7.1.1 模型构建原则 (10)7.1.2 模型构建方法 (10)7.2 决策算法优化 (10)7.2.1 算法选择 (10)7.2.2 算法优化策略 (10)7.3 决策结果可视化 (11)7.3.1 可视化方法 (11)7.3.2 可视化工具 (11)第八章系统集成与测试 (11)8.1 系统集成方法 (11)8.2 系统测试方法 (12)8.3 系统功能评价 (12)第九章经济效益分析 (13)9.1 投资成本分析 (13)9.2 运营成本分析 (13)9.3 经济效益评价 (14)第十章结论与展望 (14)10.1 项目总结 (14)10.2 存在问题与改进方向 (15)10.3 未来发展趋势与展望 (15)第一章引言我国农业现代化进程的推进，智能化温室种植管理系统的建设已经成为农业科技创新的重要方向。
智能大棚控制策划书模板3篇篇一智能大棚控制策划书模板一、项目概述1. 项目背景随着科技的不断发展，智能大棚控制系统已经成为现代农业的重要组成部分。
本项目旨在设计一套智能大棚控制系统，实现对大棚内环境的智能化控制，提高农业生产效率和质量，降低劳动力成本。
2. 项目目标实现对大棚内温度、湿度、光照等环境参数的实时监测和控制。
提供智能化的灌溉、通风、施肥等控制策略，提高资源利用效率。
实现远程监控和管理，方便用户随时随地进行操作。
提高大棚内农作物的产量和质量，增加农民收入。
二、系统设计1. 系统架构智能大棚控制系统主要由传感器、执行器、控制器、通信模块和监控平台等部分组成。
传感器负责采集大棚内的环境参数，执行器负责执行控制命令，控制器负责处理传感器数据并发出控制指令，通信模块负责将数据至监控平台，监控平台则负责显示和管理数据。
2. 传感器选型温度传感器：采用数字温度传感器 DS18B20，能够实时监测大棚内的温度变化。
湿度传感器：采用电容式湿度传感器 HIH3610，能够准确测量大棚内的湿度情况。
光照传感器：采用 BH1750 光照传感器，能够实时监测大棚内的光照强度。
土壤湿度传感器：采用 FDS100 土壤湿度传感器，能够实时监测大棚内的土壤湿度情况。
3. 执行器选型电磁阀：用于控制灌溉系统的开启和关闭。
fan：用于控制通风系统的运行。
led：用于控制光照系统的亮度。
4. 控制器选型采用 STM32F103C8T6 作为系统的核心控制器，该芯片具有高性能、低功耗、丰富的 GPIO 接口等特点，能够满足系统的需求。
5. 通信模块选型采用 ESP8266 作为系统的通信模块，该模块支持 Wi-Fi 连接，能够将大棚内的环境参数至监控平台。
6. 监控平台设计实时数据显示：显示大棚内的环境参数、设备运行状态等信息。
历史数据查询：查询大棚内的历史环境参数和设备运行记录。
控制策略设置：设置大棚内的灌溉、通风、施肥等控制策略。
智能温室大棚建立工程计划目标：本项目的目标是建立一座智能温室大棚，利用先进的技术和设备实现自动化管理和优化种植环境，提高农作物的产量和质量。
项目概述：本项目将采用以下步骤来建立智能温室大棚：1. 地点选择和规划：- 选择一个合适的地点，考虑阳光照射、排水条件和便捷性。
- 进行大棚的规划，确定所需的面积和结构。
2. 设备和技术采购：- 调研市场上的智能温室大棚设备和技术，选择适合项目需求的产品。
- 与供应商洽谈价格和服务，并购买所需设备和技术。
3. 建设和安装：- 雇佣合适的建筑承包商进行大棚的建设和安装。
- 确保按照设计规格进行施工，并监督施工进度。
4. 系统集成和调试：- 安装和配置温室大棚的各种设备和技术。
- 进行系统集成，确保各个设备和技术之间的协同工作。
- 进行调试和测试，确保系统正常运行。
5. 运营和管理：- 培训工作人员，使其熟悉温室大棚的操作和维护。
- 设计和实施自动化管理系统，监控温度、湿度和灌溉等环境因素。
- 定期检查设备和技术的工作状态，及时进行维修和更换。
6. 监测和优化：- 使用传感器和数据分析工具监测农作物的生长情况和环境因素。
- 根据监测结果，进行优化和调整，以提高农作物的产量和质量。
时间计划：以下是预计的时间计划，具体时间可能因实际情况而有所调整。
预算估算：以下是预计的项目预算，具体金额可能因市场波动和实际情况而有所调整。
风险和挑战：在项目实施过程中，可能会面临以下风险和挑战：1. 技术风险：新技术可能存在不稳定性或兼容性问题，可能需要额外的时间和资源来解决。
2. 资金风险：项目预算可能受到市场波动和成本增加的影响，需要及时调整预算。
3. 运营风险：温室大棚的运营和管理需要专业知识和经验，可能需要培训和招聘合适的人员。
4. 自然灾害：自然灾害如暴风雨、地震等可能对大棚造成损坏，需要制定灾害应对和恢复计划。
结论：本项目旨在建立一座智能温室大棚，通过先进的技术和设备提高农作物的产量和质量。
智能大棚控制策划书3篇篇一智能大棚控制策划书一、项目背景随着农业现代化的发展，智能大棚在农业生产中的应用越来越广泛。
为了提高大棚种植的效率和质量，实现精准化、智能化管理，特制定本智能大棚控制策划书。
二、项目目标1. 实现对大棚内环境参数（温度、湿度、光照等）的实时监测和精准控制。
2. 提高大棚种植的自动化水平，减少人工干预，降低劳动强度。
3. 优化作物生长环境，提高作物产量和品质。
三、系统设计1. 传感器模块：安装温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，实时采集大棚内环境数据。
2. 控制模块：根据传感器数据，自动控制通风设备、遮阳设备、灌溉设备等。
3. 数据传输模块：将采集到的数据传输到监控中心，以便远程监控和管理。
4. 监控中心：对大棚内情况进行实时监控和数据分析，制定相应的控制策略。
四、功能实现1. 温度控制：当温度过高或过低时，自动开启或关闭通风设备、加热设备等，保持适宜温度。
2. 湿度控制：通过灌溉设备的控制，调节大棚内湿度。
3. 光照控制：利用遮阳设备调整光照强度，满足作物不同生长阶段的需求。
4. 预警功能：当环境参数超出设定范围时，及时发出警报。
五、实施步骤1. 进行现场勘查，确定大棚布局和设备安装位置。
2. 采购所需的传感器、控制设备等硬件。
3. 安装和调试系统，确保各项功能正常运行。
4. 对相关人员进行培训，使其熟悉系统操作和维护。
六、成本预算主要包括硬件设备采购、安装调试费用、系统维护费用等，具体根据实际情况进行核算。
七、效益评估1. 通过智能化控制，预计可提高作物产量[X]%。
2. 减少人工成本和资源浪费。
3. 提升农产品质量，增加市场竞争力。
八、风险分析与应对1. 设备故障风险：定期维护和检测设备，储备备用件。
2. 数据传输问题：采用稳定的传输方式，确保数据的准确性和及时性。
希望这份策划书能为智能大棚控制项目的顺利开展提供有力的指导！篇二智能大棚控制策划书一、项目背景随着农业现代化的不断发展，智能大棚的应用越来越广泛。
智慧农业大棚系统简介书设计方案智慧农业大棚系统设计方案一、项目背景和目标随着人口的增加和农产品需求的不断增长，传统的农业生产方式已经无法满足人们对食品的需求。
为了提高农业生产的效率和质量，智慧农业大棚系统应运而生。
智慧农业大棚系统是将现代信息技术与农业生产相结合，通过各种传感器、监测设备和智能控制系统来实现对农作物生长环境的实时监测和智能化管理，从而提高农作物产量和品质。
本设计方案的目标是开发一种智慧农业大棚系统，利用现代信息技术和节能技术，实现对农作物生长环境的精确监测和精细化调控，提高农作物的产量和品质，同时降低能源消耗和资源浪费，实现可持续农业发展。
二、系统架构和功能1. 硬件架构智慧农业大棚系统的硬件主要包括传感器、控制设备和通信设备三部分。
传感器用于对大棚内环境参数的实时监测，如温度、湿度、光照等；控制设备用于根据监测数据进行智能化控制，如自动灌溉、自动通风等；通信设备用于将监测数据和控制指令传输到云平台或用户终端。
2. 软件功能智慧农业大棚系统的软件主要包括云平台和用户终端两部分。
云平台用于接收传感器数据，进行数据分析和处理，并生成相应的决策建议或控制指令；用户终端用于接收云平台的数据和指令，并通过手机或电脑终端进行农作物生长环境的实时监测、调控和管理。
三、关键技术和创新点1. 传感器技术智慧农业大棚系统的关键技术之一是传感器技术，通过使用各种类型的传感器对大棚内环境进行实时监测，可以精确获取环境参数的数据，为农作物的精准管理提供数据支持。
2. 数据分析和决策支持技术通过对传感器数据的分析和建模，可以对农作物生长环境进行精确预测和分析，提供决策支持和优化控制策略，从而提高农作物的产量和品质。
3. 网络通信和云计算技术智慧农业大棚系统通过网络通信和云计算技术实现传感器数据的实时传输和处理，将农作物生长环境的监测和调控变得更加智能化和便捷化。
四、实施步骤和计划1. 硬件系统的搭建首先需要搭建智慧农业大棚系统的硬件系统，包括选择和安装各种传感器、控制设备和通信设备，并与云平台进行连接和通信。
智能农业温室大棚管理系统项目计划书一、项目背景近年来, 农业温室基础设施发展迅速, 但是在自动监控方面仍存在着诸多问题。
温室监控区域较大, 需要大量的传感器节点构成大型监控网络, 通过各种传感器采集诸如温度、空气湿度、光照度、土壤湿度、 EC 值、 pH 值等信息,实现自动化监控。
传统温室监测与控制系统多采用有线连接, 布线复杂, 往往造成温室内线缆纵横交错、使用不便、安装维护困难、可靠性差等问题。
无线传感器技术被认为是满足温室应用需求且代替有线连接的最好方式。
惠企物联科技结合最新的 ZIGBEE 无线技术, 将传感器整合到无线传送网络中:通过在农业大棚内布置温度、湿度、光照、等传感器,对棚内环境进行检测,从而对棚内的温湿度,光照等进行自动化控制。
通过更加精细和动态监控的方式,来对农作物进行管理,更好的感知到农作物的环境, 达到“ 智慧” 状态,提高资源利用率和生产力水平。
二、现存问题⌝首先是成本较高。
一般来讲,一套智能化的控制系统成本主要包括硬件成本、运行成本和维护成本。
硬件成本包括各仪器仪表、通信线缆等。
整个系统也不能自由组合或者裁剪应用于不同的对象,使得难以得到推广和普及。
同时,由于系统复杂、布线繁多、故障率高而且使得故障后的维修成本极大。
另外,系统庞大造成的运行成本也不是一笔小费用。
⌝其次是布线复杂。
温室中有大量分散的传感器和执行机构,这些设备可能随着作物的改变而进行调整, 同时错综复杂的线缆也需要重新铺设, 工作量较大。
为了科学、合理地实现大面积温室环境参数的自动检测与控制, 电子检测装置和执行机构的设置不仅数量大而且分布广,连接着各个装置与机构的线缆,也因此纵横交错。
当温室内生产的果蔬作物更替时, 相应的电子检测装置和执行机构的位置常常需要调整, 连接着各个装置与机构的线缆有时也需要重新布置。
这不仅增大了温室的额外投资成本和安装与维护的难度, 有时也影响了作物的良好生长。
⌝第三, 故障解决难。
当数据无法正常接收时, 检查人员不知道是线路问题还是节点故障。
另外, 目前的控制系统多采用基于现场总线的分布式模式, 当总线出现故障时, 虽然各控制节点尚能正常工作,但是上位机却无法正常管理整个网络,专家控制策略无法实施。
三、项目意义(1实现广范围的测量,需求传感器节点多当前温室生产的首要特点就是监控区域很大, 普通单个连栋温室都有几千平方米, 而一个园区温室群的面积可能会在几百亩以上, 因此需要大量的传感器节点构建传感器网络, 在每个温室中采集诸如空气温度、空气湿度、光照强度、土壤湿度、营养液 EC 值、 pH 值以及室外天气参数等信息, 除此以外, 目前对作物生理参数的检测也逐渐受到人们的重视, 因此将会有更多的传感器节点被用于温室生产。
另外, 用于驱动温室中执行机构的控制节点的数量也不能忽略。
由此可见,温室对其监测与控制系统的首要需求就是网络容量大。
(2检测点位置灵活变动温室中大量分散的传感器, 但随着作物的生长而需要不断调整位置; 或者当温室内生产的作物更替时, 相应的电子检测装置和执行机构的位置也常常需要调整; 另外, 温室的利用结构也会经常根据用户需要而不断改变, 这就要求系统中各个节点能根据需要随意变换位置而不影响系统工作。
(3节点数目可随意增减作物生长阶段不同, 环境因子对作物的影响可能也不同, 生长初期可能对温度比较敏感, 而后期可能对光照比较敏感, 这就要求系统可以随意改变节点的类型和数量。
除此以外, 随着作物的生长, 用户可能还需要对植物的生理参数进行监测而需要不断增加传感器节点。
在某些科研温室中, 也经常需要改变传感器节点的类型和数量, 以达到精确监测与控制。
上述这些情况都需要所用的监控系统的节点能随意增减。
(4系统可靠性系统故障而造成的经济损失不可估量。
如果系统出现问题而未能被及时发觉和修复, 那么可能对作物造成致命的伤害, 尤其在一些恶劣的天气例如高温和寒冷气候条件下, 这将直接影响产量和收益。
另外,温室内湿度高、光照强、具有一定的酸性,都会导致线缆的腐蚀、老化, 从而降低系统的可靠性和抗干扰性, 这对于检查系统故障造成困难。
例如, 当数据无法正常接收时, 检查人员不知道是线路问题还是节点故障, 这对及时发现和解决故障带来不便。
因此,温室测控系统必须要可靠。
四、项目介绍4.1 ZIGBEE技术介绍ZIGBEE 技术是 IEEE(美国电子和电气工程师协会研发的新一代无线通讯技术。
可应用在固定、便携或移动设备上的, 低成本、低功耗的低速率无线连接技术; 2001年 8月, 美国 HONEYWELL 等公司发起成立了 ZigBee 联盟,他们提出的ZigBee 技术被确认为 IEEE 802. 15. 4标准;现联盟内有众多的成员企业。
ZIGBEE 技术现已被非常的应用,诸多的芯片厂家,如 TI, 三星,飞利浦等等,都生产出了与该协议技术兼容的芯片,并被大量的应用。
ZIGBEE 属于微波段 2.4GHZ 频率,可实现远距离(0~1000米传送给路由器;一般有 3部分组成:ZIGBEE 传感器标签、 ZIGBEE 路由器、 ZIGBEE 协调器组成,需外接 2.4~3.7V的电源,当标签检测到现场的数据后,通过电磁波的传导,远距离的无线传输给路由器, 路由器在已同样的原理传输给协调器, 协调器一方面可以将数据通过串口传送给电脑, 以供系统分析控制, 一方面可以通过内置的单片系统处理、分析、控制所接受的数据。
整个传输过程均通过无线传输,传送速率在 250K/s,且在传送过程中对数据的加密保护,实现了快速、安全的现场数据采集。
ZIGBEE 在无线传输的过程中, 可以自动的实现自组网、多跳、就进识别的功能, 当现场的单个路由出现问题时,其他路由会自动的寻找其他的线路,不会耽误系统的运行;4.2系统简介温室大棚对环境的要求非常高,温度、湿度、光照、 CO2、等一系列的参数均对其影响重大。
优秀的温室大棚管理,即对于以上环境变量的严格管理。
在本系统中, 我们采用不同的传感器来实现对环境的监控, 像无线温度传感器、无线湿度传感器、无线光照度传感器、无线 CO2传感器等。
以无线温度传感器为例,该传感器采用 3大模块组成:1、温度传感器模块; 2、单片机系统模块; 3、无线发送模块。
温度传感器模块检测到现场的温度数据后,将数据交由单片机处理,单片机通过模拟转数字 -数字转模拟的处理,最终驱动无线发送模块将数据无线发出。
此无线温度传感器的传输距离可达 120米。
无线温度传感器将数据向外发送, 安装在室内的或室外的路由器接受该数据, 并将数据整理后,发送给 ZIGBEE 协调器,协调器会将数据整理并通过串口上传电脑,电脑即根据现场的数据,与温度标准值进行比较,如若超出标准值,电脑则控制温室内外的:天窗、侧窗、内遮阳保温幕、外遮阳幕、风机、等开启。
同时,温室内的传感器时时检测现场数据, 当现场温度达到标准值后,电脑即关闭控制。
4.3系统硬件组成系统硬件按照控制的流程分 3大部分:数据采集部分、数据传输部分、控制部分。
4.3.1数据采集部分⌝温度传感器:该传感器采用 3大模块组成:1、温度传感器模块, 采用美国进口的 DS18B20模拟头,精度等级在 ± 0.5℃; 2、单片机系统模块; 3、无线发送模块。
4、长待机电池。
温度传感器模块检测到现场的温度数据后, 将数据交由单片机处理, 单片机通过模拟转数字 -数字转模拟的处理,最终驱动无线发送模块将数据无线发出。
每只传感器都带有一个 ID 号,而此 ID 号是有 24位的字母、数字组成,可以实现无限的序号组合,即可实现全球唯一 ID 号;每只标签的 ID 号与其所在的位置是相对应的,这个可以在系统建数据库时,位置绑定在该 ID 号的信息中。
即当系统读取到序号为“1234567” 的 ID 号时,系统即会知道该标签是处于:第几号温室?那个位置段?, 如该标签测量的数据较高时, 系统就会知道具体的位置。
此无线温度传感器的传输距离可达 120米。
⌝湿度传感器:该传感器采用 3大模块组成:1、湿度传感器模块, 采用美国进口的 SHT11模拟头,精度等级在 ± 3%RH; 2、单片机系统模块; 3、无线发送模块。
4、长待机电池。
湿度传感器模块检测到现场的湿度数据后, 将数据交由单片机处理, 单片机通过模拟转数字 -数字转模拟的处理,最终驱动无线发送模块将数据无线发出。
每只传感器都带有一个 ID 号,而此 ID 号是有 24位的字母、数字组成,可以实现无限的序号组合,即可实现全球唯一 ID 号;每只标签的 ID 号与其所在的位置是相对应的,这个可以在系统建数据库时,位置绑定在该 ID 号的信息中。
即当系统读取到序号为“1234567” 的 ID 号时,系统即会知道该标签是处于:第几号温室?那个位置段?, 如该标签测量的数据较高时, 系统就会知道具体的位置。
此无线湿度传感器的传输距离可达 120米。
⌝光照度传感器:该传感器采用 3大模块组成:1、温度传感器,采用美国德州仪器的传感器,可测量 0~20万 lus ; 2、单片机系统模块; 3、无线发送模块。
4、长待机电池。
光照度传感器模块检测到现场的温度数据后, 将数据交由单片机处理, 单片机直接将接受到的传感器数字信号处理,并驱动无线发送模块将数据无线发出。
每只传感器都带有一个 ID 号, 而此 ID 号是有 24位的字母、数字组成, 可以实现无限的序号组合, 即可实现全球唯一 ID 号;每只标签的 ID 号与其所在的位置是相对应的,这个可以在系统建数据库时,位置绑定在该 ID 号的信息中。
即当系统读取到序号为“1234567” 的 ID 号时,系统即会知道该标签是处于:第几号温室?那个位置段?, 如该标签测量的数据较高时, 系统就会知道具体的位置。
此无线光照度传感器的传输距离可达 120米。
⌝ CO2传感器:该传感器采用美国(Telaire 公司产品,该传感器采用红外光谱形式, 0-2000PPM 的量程能满足植物研究的所有需求。
传感器对科研型温室高温、高湿不敏感。
此传感器采用有线传输。
该只传感器与其所在的位置是相对应的, 这个可以在系统建数据库时,位置绑定在该 ID 号的信息中。
即当系统读取到序号为“1234567” 的 ID 号时,系统即会知道该标签是处于:第几号温室?那个位置段?, 如该标签测量的数据较高时, 系统就会知道具体的位置。
⌝雨量传感器:本仪器反斗部件翻转灵敏,性能稳定,工作可靠。
承雨口采用不锈钢皮整体冲拉而成,光洁度高,滞水产生的误差小。
仪器外壳用不锈钢制成,防锈能力强,外观质量佳。
此传感器采用有线传输。
该只传感器与其所在的位置是相对应的, 这个可以在系统建数据库时,位置绑定在该 ID 号的信息中。
