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自動(dòng)化控制系統、智慧農業(yè)

簡(jiǎn)介—— 農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管控平臺農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)各種儀器儀表實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中,**作物有一個(gè)良好的、適宜的生…

  • 溫室配套設備

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農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管控平臺

農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)各種儀器儀表實(shí)時(shí)顯示或作為自動(dòng)控制的參變量參與到自動(dòng)控制中,**作物有一個(gè)良好的、適宜的生長(cháng)環(huán)境。通過(guò)遠程控制使技術(shù)人員在辦公室就能對多 個(gè)大棚的環(huán)境進(jìn)行監測控制。采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )來(lái)測量獲得作物生長(cháng)的a佳條件,可以為溫室精準調控提供科學(xué)依據,達到調節作物生長(cháng)周期,改善作物品質(zhì),提高作物產(chǎn)量的目的,從而實(shí)現集約、高產(chǎn)、高效、**、生態(tài)和安全的的目標。


智能化管理

依托前沿的云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),為用戶(hù)提 供智慧農業(yè)信息采集、栽培管理、智能控制、精準水肥 、安全監測為一體的智能化軟硬件設備,以及農業(yè)園區整體 規劃、設計及EPC工程總承包服務(wù);通過(guò)在現場(chǎng)部署監測設備( 采集環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、輻照量、降雨等信息)和無(wú)線(xiàn)通信 網(wǎng)絡(luò )(信息的實(shí)時(shí)采集與計算機網(wǎng)絡(luò )反饋),將傳統的單一種植模式升級為全流程智能管 理的種植生產(chǎn)鏈(具備感知、預警、決策、分析、aa在線(xiàn)指導等功能),實(shí)現農業(yè)種植精準化、管理可 視化以及決策智能化。系統采用B/S模式,可通過(guò)遠程的網(wǎng)頁(yè)、手機端進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)及控制。



    水肥方案水肥一體化系統的核心技術(shù)是根據作物需水、需肥規律和土壤水分、養分狀況, 通過(guò)灌溉系統將肥料和水適時(shí)適量、準確地輸送到作物根部土壤,供給作物吸收。通過(guò)可操作式觸摸屏 進(jìn)行管控,自動(dòng)控制灌溉量、吸肥量、肥液濃度、酸堿度等參數,實(shí)現對灌溉、施肥的定時(shí)、定量控制,提供全方位的水肥管理。


溫室自動(dòng)控制系統又稱(chēng)溫室大棚自動(dòng)控制系統,是專(zhuān)門(mén)為農業(yè)溫室、農業(yè)環(huán)境控制、氣象觀(guān)測開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的一種環(huán)境自動(dòng)控制系統。農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室自動(dòng)控制系統主要應用于農業(yè)溫室環(huán)境自動(dòng)控制、高科技農業(yè)示范項目、農業(yè)科研教育等領(lǐng)域。

一、系統簡(jiǎn)介
     物聯(lián)網(wǎng)溫室自動(dòng)控制系統可測量風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、光照、氣壓、雨量、太陽(yáng)輻射量、太陽(yáng)紫外線(xiàn)、土壤溫濕度等農業(yè)環(huán)境要素,根據溫室植物生長(cháng)要求,溫室自動(dòng)控制系統可自動(dòng)控制開(kāi)窗、卷膜、風(fēng)機濕簾、生物補光、灌溉施肥等環(huán)境控制設備,自動(dòng)調控溫室內環(huán)境,達到適宜植物生長(cháng)的范圍,為植物生長(cháng)提供優(yōu)良環(huán)境。
 溫室自動(dòng)控制系統
二、應用領(lǐng)域
農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室自動(dòng)控制系統主要應用于農業(yè)溫室環(huán)境自動(dòng)控制、高科技農業(yè)示范項目、農業(yè)科研教育等領(lǐng)域。
三、系統發(fā)展歷程
1 .國外
      國外對溫室環(huán)境控制技術(shù)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(chǎng)信息并進(jìn)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(kāi)發(fā)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(shù)發(fā)展很快,一些國家在實(shí)現自動(dòng)化的基礎上正向著(zhù)完全自動(dòng)化、無(wú)人化的方向發(fā)展。像園藝強國荷蘭,以**的鮮花生產(chǎn)技術(shù)著(zhù)稱(chēng)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(yè)的自動(dòng)化和無(wú)人化方面都有應用。日本利用計算機控制溫室環(huán)境因素的方法,主要是將各種作物不同生長(cháng)發(fā)育階段所需要的環(huán)境條件輸入計算機程序,當某一環(huán)境因素發(fā)生改變時(shí),其余因素自動(dòng)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(gè)主要環(huán)境因素隨時(shí)處于a佳配合狀態(tài)。美國和荷蘭還利用差溫管理技術(shù),實(shí)現對花卉、果蔬等產(chǎn)品的開(kāi)花和成熟期進(jìn)行控制,以滿(mǎn)足生產(chǎn)和市場(chǎng)的需要。英國倫敦大學(xué)農學(xué)院研制的溫室計算機遙控技術(shù),可以觀(guān)測50km以外溫室內的光、溫、濕、氣和水等環(huán)境狀況,并進(jìn)行遙控。
2. 國內
      我國對于溫室控制技術(shù)的研究較晚,始于20世紀80年代。我國工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達國家溫室控制技術(shù)的基礎上,才掌握了人工氣候室內微機控制技術(shù),該技術(shù)僅限于溫度、濕度和CO2濃度等單項環(huán)境因子的控制。之后,我國的溫室控制技術(shù)得到了迅速發(fā)展。20世紀80年代,我國先后從歐美和日本等發(fā)達國家引進(jìn)了21.2hm2連棟溫室。由于當時(shí)只注重引進(jìn)溫室設備,而忽略了溫室的管理技術(shù)和栽培技術(shù),且引進(jìn)的溫室能耗過(guò)高,致使企業(yè)相繼虧損或停產(chǎn)。90年代初,我國大型溫室跌入了發(fā)展的低谷?!熬盼濉背跗?,以以色列溫室為代表的北京中以示范農場(chǎng)的建立,拉開(kāi)了我國第二次學(xué)習和引進(jìn)國外現代溫室技術(shù)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(shù)等各個(gè)方面進(jìn)行研究的基礎上,我國自主開(kāi)發(fā)了一些研究性質(zhì)的環(huán)境控制系統。1995年,北京農業(yè)大學(xué)研制成功了“WJG-1型實(shí)驗溫室環(huán)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(xué)毛罕平等研制成功了使用工控機進(jìn)行管理的植物工廠(chǎng)系統。該系統能對溫度、光照、CO2濃度、營(yíng)養液和施肥等進(jìn)行綜合控制,是目前國產(chǎn)化溫室控制技術(shù)比較典型的研究成果。中國農業(yè)機械化科學(xué)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(fēng)降溫系統、太陽(yáng)能貯存系統、燃油熱風(fēng)加熱系統、灌溉系統、計算機環(huán)境參數測控系統等組成。1997年以來(lái),中國農業(yè)大學(xué)在溫室環(huán)境的自動(dòng)控制技術(shù)方面也取得了一定的成果。90年代末,河北職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院的閏忠文研制了蔬菜大棚,其能夠對溫、濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)測量與控制。但由于我國農業(yè)現代化水平較低,農業(yè)勞動(dòng)力大量過(guò)剩,溫室的一次性投資大,資金短缺以及對操作人員的素質(zhì)要求比較高等因素,限制了溫室控制技術(shù)在溫室系統的擴展。


四、技術(shù)特點(diǎn)
1 氣象觀(guān)測要素配置
(1)大氣環(huán)境類(lèi):環(huán)境溫度,環(huán)境相對濕度,露點(diǎn)溫度,大氣壓力,風(fēng)速,風(fēng)向,降水量,水面蒸發(fā),葉面濕度,日照時(shí)數,光照度,太陽(yáng)總輻射、光合有效輻射、紫外線(xiàn)輻射;
(2)土壤參數類(lèi):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(tài)環(huán)境類(lèi):CO2等;
2  溫室自動(dòng)控制器配置
(1)溫室自動(dòng)控制器功能全面,數據測量精度高,a多可采集幾十項環(huán)境要素的數據,具有16路繼電器輸出,可以控制16個(gè)點(diǎn)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(wàn)條數據永不丟失。便攜式防震結構,工業(yè)控制標準設計,適合在惡劣環(huán)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(huán)境數據,便于現場(chǎng)直接觀(guān)測。繼電器指示燈指示各繼電器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
(2)SD卡與U盤(pán)數據存儲功能:可以使用移動(dòng)存儲器(U盤(pán)或SD卡)完成監測數據的連續存儲,存儲時(shí)間任意設定,然后可將U盤(pán)或SD卡數據直接導入微機。由于U盤(pán)或SD卡存儲容量大,可**數據長(cháng)時(shí)間aa存儲,因此系統具有無(wú)限量存儲特點(diǎn)。
(3)多種通訊接口:具有RS232、RS485、USB、以太網(wǎng)接口等多種通訊接口,既可以實(shí)現基于以太網(wǎng)的多機溫室群組的網(wǎng)絡(luò )控制,又可以直接接入國際廣域互聯(lián)網(wǎng),實(shí)現溫室的遠程網(wǎng)絡(luò )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(dòng)控制器 【1臺】
2、傳感器: (溫度,濕度,風(fēng)速,風(fēng)向,光照,氣壓,太陽(yáng)總輻射,雨量,地溫,土壤濕度) 【各1臺】
3、氣象專(zhuān)用觀(guān)測支架 【1套】
4、溫室自動(dòng)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(wú)線(xiàn)通訊控制器(選配)

9、U盤(pán)、SD卡存儲控制器(選配)


智慧農業(yè)
      在溫室環(huán)境里,單棟溫室可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),成為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )一個(gè)測量控制區,采用不同的傳感器節點(diǎn)和具有簡(jiǎn)單執行機構的節點(diǎn),如風(fēng)機、低壓電機、閥門(mén)等工作電流偏低的執行機構,構成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),來(lái)測量基質(zhì)濕度、成分、pH值、溫度以及空氣濕度、氣壓、光照強度、二氧化碳濃度等,再通過(guò)模型分析,自動(dòng)調控溫室環(huán)境、控制灌溉和施肥作業(yè),從而獲得植物生長(cháng)的a佳條件。
      對于溫室成片的農業(yè)園區,物聯(lián)網(wǎng)也可實(shí)現自動(dòng)信息檢測與控制。通過(guò)配備無(wú)線(xiàn)傳感節點(diǎn),每個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感節點(diǎn)可監測各類(lèi)環(huán)境參數。通過(guò)接收無(wú)線(xiàn)傳感匯聚節點(diǎn)發(fā)來(lái)的數據,進(jìn)行存儲、顯示和數據管理,可實(shí)現所有基地測試點(diǎn)信息的獲取、管理和分析處理,并以直觀(guān)的圖表和曲線(xiàn)方式顯示給各個(gè)溫室的用戶(hù),同時(shí)根據種植植物的需求提供各種聲光報警信息和短信報警信息,實(shí)現溫室集約化、網(wǎng)絡(luò )化遠程管理。
      此外,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可應用到溫室生產(chǎn)的不同階段。在溫室準備投入生產(chǎn)階段,通過(guò)在溫室里布置各類(lèi)傳感器,如溫度傳感器、濕度傳感器,可以實(shí)時(shí)分析溫室內部環(huán)境信息,從而更好地選擇適宜種植的品種;在生產(chǎn)階段,從業(yè)人員可以用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段采集溫室內溫度、濕度等多類(lèi)信息,來(lái)實(shí)現精細管理,例如遮陽(yáng)網(wǎng)開(kāi)閉的時(shí)間,可以根據溫室內溫度、光照等信息來(lái)傳感控制,加溫系統啟動(dòng)時(shí)間,可根據采集的溫度信息來(lái)調控等;在產(chǎn)品收獲后,還可以利用物聯(lián)網(wǎng)采集的信息,把不同階段植物的表現和環(huán)境因子進(jìn)行分析,反饋到下一輪的生產(chǎn)中,從而實(shí)現更精準的管理,獲得更**的產(chǎn)品。
      溫室應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可達到改善產(chǎn)品品質(zhì)、調節生長(cháng)周期、提高經(jīng)濟效益的目的,尤其是可實(shí)現溫室管理的高效和精準。對于規?;臏厥以O施而言,如果借助人工來(lái)調控溫室內的環(huán)境條件,需要大量人手和時(shí)間,而且存在難以避免的人工誤差。如果應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),就只需點(diǎn)擊鼠標,在a短的時(shí)間里完成人工操作,而且非常嚴謹,這也是業(yè)內看好物聯(lián)網(wǎng)在現代農業(yè)中應用的重要原因。
        隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及應用,普通用戶(hù)可以通過(guò)計算機或手機隨時(shí)接收各種實(shí)時(shí)采集的**傳感器數據,還可以通過(guò)遙控溫室內的視頻無(wú)線(xiàn)傳感器,觀(guān)察溫室的全面情況。產(chǎn)品出圃后,可以由對應的條形碼,隨時(shí)檢索到其流通過(guò)程。業(yè)界普遍認為,物聯(lián)網(wǎng)農業(yè)智能監控系統將在設施農業(yè)中得到更廣泛應用。
       面對農村勞動(dòng)力大量外流的現狀,國家頒布一號文件提倡創(chuàng )新農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)體制,發(fā)展家庭農場(chǎng)、種植大戶(hù)、新型農民合作組織,支持龍頭企業(yè)通過(guò)兼并、重組、收購、控股等方式組建大型企業(yè)集團。創(chuàng )建農業(yè)產(chǎn)業(yè)化示范基地,促進(jìn)龍頭企業(yè)集群發(fā)展。推動(dòng)龍頭企業(yè)與農戶(hù)建立緊密型利益聯(lián)結機制,采取保底收購、股份分紅、利潤返還等方式,讓農戶(hù)更多分享加工銷(xiāo)售收益。鼓勵和引導城市工商資本到農村發(fā)展適合企業(yè)化經(jīng)營(yíng)的種養業(yè)。增加扶持農業(yè)產(chǎn)業(yè)化資金,支持龍頭企業(yè)建設原料基地、節能減排、培育品牌。
      不難看出,家庭農場(chǎng)、農業(yè)種植大戶(hù)、農民合作組織的形成與發(fā)展,必將加速智能溫室這種**技術(shù)在農業(yè)方面的推廣應用。因為這些新的農業(yè)經(jīng)濟體有資金、有技術(shù)、有人才,有能力利用智能溫室(無(wú)線(xiàn)傳感器)新技術(shù)提升土地的單位產(chǎn)出值,實(shí)現家庭農場(chǎng)的效益a大。

  溫室大棚智能控制解決方案是利用新一代的傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計算機技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)等,通過(guò)對土壤濕度、土壤成分、pH 值、溫度、空氣濕度和氣壓、光照強度、CO2濃度等,來(lái)獲得作物生長(cháng)的a佳條件, 通過(guò)模型分析、自動(dòng)調控溫室環(huán)境、控制灌溉和施肥作業(yè),以達到作物a佳的生長(cháng)環(huán)境,促進(jìn)生長(cháng)發(fā)育,提高質(zhì)量和產(chǎn)量,減少勞動(dòng)力的目的。其主要功能包括:
1、數據采集 通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)系統可連接傳感器采集土壤溫濕度、養分含量、PH值、降水量、空氣溫濕度、氣壓、光照強度等來(lái)獲得作物生長(cháng)的a佳環(huán)境,并根據參數變化實(shí)時(shí)調控或自動(dòng)控制溫度、光照、灌溉等;
2、智能控制 用戶(hù)可利用計算機、手機等終端,通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接控制室與控制柜,操作控制室內中控臺,即可一鍵式控制溫室大棚內的風(fēng)機、外遮陽(yáng)、內遮陽(yáng)、噴滴灌、側窗、水簾或大田內的水肥噴灌等,實(shí)現遠程化管理。
3、軟件平臺 溫室大棚智能控制平臺并不只是一個(gè)操作平臺,而是一個(gè)龐大的管理體系,是用戶(hù)在實(shí)現農業(yè)運營(yíng)中使用的有形和無(wú)形相結合的控制系統。在這個(gè)平臺上,用戶(hù)能夠充分發(fā)揮自己的管理思想、管理理念、管理方法,實(shí)現信息智能化監測和自動(dòng)化操作,有效整合內外部資源,提高利用效率

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