智能化农业控制系统

圣凯安科技自主研发的大棚智能控制系统，可远程获取现场环境的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，可以自动控制温室湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备

（1）系统组网络组成

根据工艺运行的需求，我们做如下的网络系统设计：网络采用RS485总线设计。每5个大棚为一个网络节点。所有的传感器均走485总线，终通过集线器将各个大棚的数据都汇集到监控中心。

整个系统可承载的数据分成如下的几个部分：

1：工业控制数据

2：采集数据

3：工业标准的MODBUS总线通讯

4：控制系统
 

（2）组网特点

自动化控制系统是开放的控制系统，除了具有良好的网络通讯能力外，还具有与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口，以后可以任意扩展控制系统。整个系统采用多级网络结构，即生产管理网和生产控制网，将过程实时数据、运行操作监视数据信息同非实时信息及共享资源信息分开，分别使用不同的网络。有效地提高了通讯的效率，降低了通讯负荷。

以现场控制为优原则，其次是监控中心、后是远程控制、

（3）采用的通讯协仪

Modbus

协议由著名的自动化设备制造商莫迪康公司开发，是应用于自动控制器上的一种通用协议。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准。

二、现代农业大棚控制系统

（1）控制系统概述

随着社会经济的发展，设施农业作为农业可持续发展的一个重要途径，已经越来越受到世界各国的重视，而设施农业中问世工程的建设与发展是都市型发展的重要组成部分，是设施农业发展的高级阶段。希望通过改变植物生长的自然环境、．创造适合植物佳的生长条件，避免外界恶劣的气候，达到调节产期，促进生长发育、防治病虫害等目的。      

远程大棚监控系统是一种用于家庭、仓库(厂房、花棚和塑料薄膜大棚)内环境温湿度监控及控制的全自动远程智能调节系统。它通过控制加热器及制冷器(通风)对温度进行自动调节，同时通过控制加湿机及除湿机的工作自动调节环境的相对湿度，使环境的温度和湿度达到适宜的范围。

（2）大棚环境特点与调控   

大棚因有塑料薄膜覆盖，形成了相对封闭与露地不同的特殊小气候。进行蔬菜大棚栽培，必须掌握大棚内环境的特点，并采取相应的调控措施，满足蔬菜生长发育的条件，从而获得优质高产。
大棚内环境条件：

1、棚内光照

2、棚内空气温度：

3、棚内空气湿度
4、棚内二氧化碳含量
5、土壤的温度
6、土壤的湿度

（3）现代化大棚远程控制工艺

本方案使用融安特系列系列高速32位控制器、高性能温度湿度以及二氧化碳传感器、照度变送器等硬件组成，通过目前的高速光纤网络建造一个现化农业用温室大棚环境监控系统。本系统可自动监测调节农作物环境的温湿度、光照、二氧化碳浓度、通风、卷帘升降、滴灌控制、门禁等参数，通过融安特软件输出帮助种植者作全面细致的数据分析，将数据通过网络和相关的通讯协议传递给上位数据存储和显示区域，实现远程的数据采集。并采取可靠的光纤通讯网络实现远程的设备的操作和相关数据的报警提示等。以及根据目前国家提倡的环保节能的标准对每个大棚都有相关的能源的计量装置，方便了客户对自己所用资源的调配和对运行参数的维护。

（4）控制系统的原理

温室环境包括非常广泛的内容，但通常所说的温室环境主要指空气与土壤的温湿度、光照、二氧化碳浓度等。计算机通过各种传感器接收各类环境因素信息，通过逻辑运算和判断控制相应温室设备运作以调节温室环境。输出和打印设备可帮助种植者作全面细致的数据分析，保存历史数据。

（5）控制系统功能

1．风机控制系统
2．卷帘控制系统

3．滴灌控制系统
4．室内温度湿度控制系统

5．室内灯光控制系统

三、远程监控系统

（1）系统的原理特点

温室测控自动化注重于节省劳动力，提高温室生产的效率和技术水平，实现温度、湿度的测量记录和卷帘、滴灌等设备的自动化控制，实现农机和农艺的有机结合。从而大幅度提高温室生产的技术水平，协助推进设施农业向精品、高端、高效方向发展。

（2）系统的功能

数据服务器负责数据的实时采集和存储。通讯服务器负责数据的运算和报表等逻辑的输出，操作员站进行控制回路的建立、修改局部控制器中的内部策略的参数, 设置数据采集参数和报表供操作员对生产过程的控制回路、测量参数进行监测并实现自动记录、报表打印和报警打印；通过以太网通信完成与现场控制层的局部控制器进行通信。

（3）上位组态软件及其开发

我们将根据要求使用1套组态软件作为开发平台，开发系统是一个集成的开发环境，可以创建工程画面、分析曲线、报表生成，定义变量、编制动作脚本等，同时可以配置各种系统参数等。我们说的“组态”就在这里完成，运行系统将开发完的系统进行执行，完成计算机监控的过程。开发人员可以在开发环境中完成监控界面的设计、动画连接的定义、数据库的配置等。开发系统可以方便的生成各种复杂生动的画面，可以逼真的反映现场数据。

（4）协调运行软件模块

我们会根据现场调研及目前行业的运行情况，我们将采用融安特程序开发一套运行模块来实现现代农业大棚远程控制计算需要的参数，将其写入数据库（数据库采用Microsoft SQL Server）中，以备下一步的处理，在每个季节到来的时候我们可以根据我们预先设计的计算方法来提前模拟其运行的情况。以及根据使作物的生长及其所适应的环境条件的前提下。并且该软件可以连系到上位的软件，可以采集其相关的数据。并可以根据其做相应的计算。完成提前计算数据模型。运行策略，实监控，数据计算和采集，三个系统统一工作在一个数据库平台上，形成一个统一的数据库应用，即一个平台三种应用。

开放的现代远程大棚运行软件模块

SQLSEVER  

数据计算模块
运行策略控制模块

蔬菜大棚自动化控制系统–