大棚自動化控制系統

一、大棚自動化控制系統簡介

托普物聯網大棚自動化控制系統可測量風向、風速、溫度、濕度、光照、氣壓、雨量、太陽輻射量、太陽紫外線、土壤溫濕度等農業環境要素，并且根據溫室植物生長要求，可自動控制開窗、卷膜、風機濕簾、生物補光、灌溉施肥等環境控制設備，自動調控溫室內環境，可以讓環境達到適宜植物生長的范圍，為植物生長提供適宜環境。

二、應用領域

托普農業物聯網主要應用于農業溫室環境自動控制、高科技農業示范項目、農業科研教育等領域。

三、系統發展歷程

1 國外

國外對溫室環境控制技術研究較早，始于20世紀70年代。先是采用模擬式的組合儀表，采集現場信息并進行指示、記錄和控制。80年代末出現了分布式控制系統。目前正開發和研制計算機數據采集控制系統的多因子綜合控制系統?，F在世界各國的溫室控制技術發展很快，一些國家在實現自動化的基礎上正向著*自動化、無人化的方向發展。像園藝強國荷蘭，以先進的鮮花生產技術著稱于世，其玻璃溫室全部由計算機操作。日本研制的蔬菜塑料大棚在播種、間苗、運苗、灌水、噴藥等作業的自動化和無人化方面都有應用。日本利用計算機控制溫室環境因素的方法，主要是將各種作物不同生長發育階段所需要的環境條件輸入計算機程序，當某一環境因素發生改變時，其余因素自動作出相應修正或調整。一般以光照條件為始變因素，溫度、濕度和CO2濃度為隨變因素，使這四個主要環境因素隨時處于*配合狀態。美國和荷蘭還利用差溫管理技術，實現對花卉、果蔬等產品的開花和成熟期進行控制，以滿足生產和市場的需要。英國倫敦大學農學院研制的溫室計算機遙控技術，可以觀測50km以外溫室內的光、溫、濕、氣和水等環境狀況，并進行遙控。

2 國內

我國對于溫室控制技術的研究較晚，始于20世紀80年代。我國工程技術人員在吸收發達國家溫室控制技術的基礎上，才掌握了人工氣候室內微機控制技術，該技術僅限于溫度、濕度和CO2濃度等單項環境因子的控制。之后，我國的溫室控制技術得到了迅速發展。20世紀80年代，我國先后從歐美和日本等發達國家引進了21.2hm2連棟溫室。由于當時只注重引進溫室設備，而忽略了溫室的管理技術和栽培技術，且引進的溫室能耗過高，致使企業相繼虧損或停產。90年代初，我國大型溫室跌入了發展的低谷。“九五”初期，以以色列溫室為代表的北京中以示范農場的建立，拉開了我國第二次學習和引進國外現代溫室技術的序幕。到90年代中后期，在對國外溫室設備配置、溫室栽培品種、栽培技術等各個方面進行研究的基礎上，我國自主開發了一些研究性質的環境控制系統。1995年，北京農業大學研制成功了“WJG-1型實驗溫室環境監控計算機管理系統”，此系統屬于小型分布式數據采集控制系統。1996年，江蘇理工大學毛罕平等研制成功了使用工控機進行管理的植物工廠系統。該系統能對溫度、光照、CO2濃度、營養液和施肥等進行綜合控制，是目前國產化溫室控制技術比較典型的研究成果。中國農業機械化科學研究院研制成功了新型智能溫室系統。該系統由大棚本體及通風降溫系統、太陽能貯存系統、燃油熱風加熱系統、灌溉系統、計算機環境參數測控系統等組成。1997年以來，中國農業大學在溫室環境的自動控制技術方面也取得了一定的成果。90年代末，河北職業技術師范學院的閏忠文研制了蔬菜大棚，其能夠對溫、濕度進行實時測量與控制。但由于我國農業現代化水平較低，農業勞動力大量過剩，溫室的一次性投資大，資金短缺以及對操作人員的素質要求比較高等因素，限制了溫室控制技術在溫室系統的擴展。

四、技術特點

1 氣象觀測要素配置

（1）大氣環境類：環境溫度，環境相對濕度，露點溫度，大氣壓力，風速，風向，降水量，水面蒸發，葉面濕度，日照時數，光照度，太陽總輻射、光合有效輻射、紫外線輻射；

（2）土壤參數類：土壤溫度，土壤濕度，土壤熱通量，土壤水勢，土壤導電率等；

（3）生態環境類：CO2等；

2 溫室自動控制器配置

（1）托普的溫室自動控制器功能全面，數據測量精度高，zui多可采集幾十項環境要素的數據，具有16路繼電器輸出，可以控制16個點的設備。核心部件采用高性能32位微處理器為主控CPU，內置大容量數據存儲器，可連續存儲2萬條數據*丟失。便攜式防震結構，工業控制標準設計，適合在惡劣環境中使用，大屏幕圖形液晶顯示屏，具有漢字及圖形顯示功能，一屏顯示多路環境數據，便于現場直接觀測。繼電器指示燈指示各繼電器的開關狀態。

（2）SD卡與U盤數據存儲功能：可以使用移動存儲器（U盤或SD卡）完成監測數據的連續存儲，存儲時間任意設定，然后可將U盤或SD卡數據直接導入微機。由于U盤或SD卡存儲容量大，可保證數據長時間*存儲，因此系統具有無*存儲特點。

（3）多種通訊接口：具有RS232、RS485、USB、以太網接口等多種通訊接口，既可以實現基于以太網的多機溫室群組的網絡控制，又可以直接接入廣域互聯網，實現溫室的遠程網絡控制。

五、基本配置
1、具有液晶顯示漢字與圖形顯示功能的溫室自動控制器 【1臺】
2、傳感器: （溫度，濕度，風速，風向，光照，氣壓，太陽總輻射，雨量，地溫，土壤濕度） 【各1臺】
3、氣象觀測支架 【1套】
4、溫室自動控制軟件 【1套】
5、數據通訊及傳感器連接電纜 【1套】
6、溫室控制器不銹鋼防護箱 【1套】
7、溫室配電柜（選配）
8、GSM/GPRS無線通訊控制器（選配）
9、U盤、SD卡存儲控制器（選配）