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智能温室大棚控制系统如何实现对环境的监测?

时间:2016-01-06 14:30来源:云飞农业物联网未知 浏览次数:

  随着社会的发展,各种园艺温室和农作物温室的数量在不断增加。这些温室有的也安装有各种加热、加湿、通风和降温的设备,但对于相应设备的操作大多还是由人工来完成。当温室的面积达到上千平米甚至更大时,操作人员的劳动强度会变的很大,并且光靠人工也已经无法完成温室内的温度和湿度的调节。基于PLC和数字式温湿度传感器的智能温室大棚控制系统可完成对温室内温湿度的自动测量和调节,大大降低了操作人员的劳动强度,并且使温室达到了比较先进的管理水平。
  温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造更好条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料,可以在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以达到调节产期,促进生长发育,防治病虫害及提高质量、产量等为目的。而温室设施的关键技术是环境控制,该技术的终目标是提高控制与作业精度。
智能温室大棚种植控制系统
  温室中的环境指的是温室中作物在地面以上的生长空间。温室中的环境由光照、温度、湿度、CO:浓度等因素组成。工作人员可以利用智能温室大棚控制系统对上述的这些因素进行调节,即环境控制,从而给作物提供一个佳的温室生长条件。
  温室控制主要是根据外界环境的温度、湿度、光照以及风速、风向、雨量等气候因素来控制温室内的温度、湿度、通风、光照,创造出适合作物生长的环境。在实际控制中,温度、湿度、光照等被控量之间会互相影响,其中某个被控量的改变,会影响到其他被控量的变化。
  PLC把传感器采集的有关参数如温度、湿度等转换为数字信号,并把这些数据暂存起来,与给定值进行比较,经一定的控制算法后,给出相应的控制信号进行控制。此系统还可以经过串行通信接口将数据送至上位机。从而完成数据管理、智能决策、历史资料统计分析等更为强大的功能,并可以对数据进行显示、编辑、存储、打印输出。
  传感器把与生物有关的参量(温度、湿度等)转换为电压信号后,经运算放大器组成的信号处理电路变换成压频转换器需要的电压信号。温度传感器的输出电流与绝对温度成正比,且具有温度响应快、线性度好及高阻抗电流输出等特点,适于长距离传输。可把一5℃一55℃的温度转换成IV一4V电压,湿度传感器测湿调理电路把10%一90%的相对湿度转换成4n1A一20mA电流输出信号。执行机构包括风机、气泵、水帘、遮阴帘、电磁阀等设备,用于调节温室参数。
智能温室大棚种植控制系统
  温室控制是一种多输人、多输出的复杂控制系统。下面从三个方面说明其处理过程:
  一、季节不同,调节措施不同。
  在春季和秋季,温度、湿度等参数可以通过风机、水帘、遮阴帘等进行调节。在冬季,温度、湿度参数可以通过暖气、水帘进行调节,而不能用风机和侧窗。因此,将控制分为冬季和其他季节两种模式。冬季调节措施有:暖气电磁阀、气泵、水泵、水帘和补光灯;其他季节调节措施有:风机、遮阴帘、水帘、气泵、水泵和补光灯。
  二、不同生长时期,参数要求不同,控制模式不同。
  以西葫芦为例,整个生长过程分为:发芽期、幼苗期、开花期和结果期。因此,将控制再分为4个生长时期和每天的白天、前半夜、后半夜3个时段。在不同时期采用不同的调节措施。
  三、不同参数,调节措施之间的关系不同。
  在补充CO:和温湿度变化不大时,风机不能打开。在光照不足时,遮阴帘不能拉上。因此,控制模式采用屏蔽方式。在充CO:时,屏蔽风机;在光照不足时,屏蔽遮阴帘。
  

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