智能溫室控制系統介紹

    智能溫室控制系統是專門為農業溫室、農業環境控制、氣象觀測開發生產的環境自動控制系統。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，根據溫室植物生長要求，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，達到適宜植物生長的范圍，為植物生長提供最佳環境。溫室控制系統可以使溫室運行于經濟節能狀態，實現溫室的無人值守自動化運行，降低溫室能耗和運行成本。該系統已成為目前為止國內先進的溫室環境控制系統。
 

功能及特點

    根據目前正在施工和目前已經存在的溫室，實現單個溫室作物生長情況的相關數據在線檢測，如每個溫室的空氣溫濕度、土壤溫度、土壤水分、CO2濃度、光照強度等，實現遠程對這些參數的監測。
單個溫室具備協調生長的自動化設備的集中控制：
（1） 滴灌功能
（2） 卷簾/遮陽控制
（3） 天窗/側窗控制（可選）
（4）風機控制（可選）
 采用現代化的通訊設備將溫室組成網絡系統,并且進行集中控制，從而節省運行成本，提高生產力。溫室大棚智能管理系統的任務目標：通過目前的光纖網絡以及GPRS、CDMA無線網絡建造一個現代化溫室大棚環境監控系統。
（1）棚內控制系統中的數據采集器，可自動監測和采集農作物環境的溫濕度、光照以及CO2濃度等參數。
（2）實現棚內自動化設備的遠程控制，如通風、卷簾升降、滴灌控制、燈光控制等。
（3） 溫室大棚智能管理系統的組網設計。采用光纖和光電轉換技術將分布多點的溫室組成可靠的光纖通訊網絡，實現遠程設備的操作和相關數據的報警提示等。
（4）實現溫室大棚的集中控制。幫助種植者做全面細致的數據分析，將數據通過網絡和相關的通訊協議傳遞給上位數據存儲和顯示區域，實現遠程的數據采集。

技術參數

系統結構圖

系統模塊劃分

感知層

傳感器：溫室常規六要素
   空氣溫濕度：百葉箱型溫濕度傳感器是一款全數字化檢測，高精度傳感器，是由高精度數字溫度，濕度集成，內置信號處理單元能根據客戶需求輸出相應信號。
   光照強度：照度傳感器變送器采用靈敏度較高硅藍光伏探測器作為傳感器。用戶可根據不同測量場所配置不同的量程，具有測量范圍寬，線性度好，防水性好，安裝方便，適于遠距離傳輸等特點。
   土壤水分：土壤水分傳感器是一款高精度、高靈敏度的土壤水分測量儀器,通過測量土壤的介電常數，能直接穩定地反映各種土壤的真是含水量。
   土壤溫度：土壤溫度傳感器（變送器）采用高精度熱敏電阻作為感應部件，具有測量精度高、穩定性好等特點。信號變送器采用先進的電路集成模塊，可根據用戶的不同需求將溫度轉換為相應的電壓或電流信號。
   二氧化碳: 二氧化碳傳感器采用近紅外吸收的原理，用于檢測各種環境中CO2的濃度，具有精度高、穩定性好等特點。
   環境數據采集器：塑料采集儀和金屬采集儀
 
 功能特點
1、可遠程燒寫程序，方便系統改進與升級。
2、友好的人機界面，可直接在盤面上進行參數設定。
3、與云平臺通訊可采用RS232、RS485、GPRS、USB、以太網等多種方式。
4、機身數據儲存容量12M，可擴展U盤外部數據存儲器，實現數據的海量存儲。
5、顯示形式：圖形點陣液晶192X64。
6、可靠運行于各種惡劣的野外環境，低功耗、高穩定性、高精度、可無人值守。
7、氣象傳感器、通訊方式、供電方式可根據用戶需要選配。
8、可靠的三防設計，防護級別達到IP65級，完善的防雷擊、抗干擾等保護措施。
9、可以配套多種戶內戶外型LED顯示屏。

傳輸層

GPRS模塊傳輸：
Lora傳輸：
STM8L超低功耗內核，搭載12位A/D采樣轉換模塊和高精度元器件；
高度集成化設計，可擴展各種在線式傳感器、脈沖磁控制接口，配套航插接駁，讓售后、維護、更換更加方便、無憂；
具有超強的穿墻功能以及抗干擾能力，可實現可視距離2KM以上的信號傳輸；
具有RS485有限數據輸出集聯方式多個采集節點可使用一個集控路由，可實現控制有線傳輸成本的節省控制。
 
集控路由：
基于STM8L內核的低功耗設計的多路匯集板
可支持WIFI、GRPS、 470M、以太網、 光纖、RS485/RS232信號輸出
具有超強的穿墻功能以及抗干擾能力，可實現遠距離信號匯總、接收，可選配2W/2000mA的太陽能+鋰電池設計

NB IOT 網絡傳輸：
基于蜂窩的窄帶物聯網（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）成為萬物互聯網絡的一個重要分支。NB-IoT構建于蜂窩網絡，只消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，以降低部署成本、實現平滑升級。
NB-IoT是IoT領域一個新興的技術，支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接，也被叫作低功耗廣域網(LPWAN)。NB-IoT支持待機時間長、對網絡連接要求較高設備的高效連接。據說NB-IoT設備電池壽命可以提高至至少10年，同時還能提供非常全面的室內蜂窩數據連接覆蓋。
NB-IoT具備四大特點：
一是廣覆蓋，將提供改進的室內覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT比現有的網絡增益20dB，相當于提升了100倍覆蓋區域的能力；
二是具備支撐海量連接的能力，NB-IoT一個扇區能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優化的網絡架構；
三是更低功耗，NB-IoT終端模塊的待機時間可長達10年；四是更低的模塊成本，企業預期的單個接連模塊不超過5美元。
NB-IOT聚焦于低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯網（IOT）市場，是一種可在全球范圍內廣泛應用的新興技術。其具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、架構優等特點。NB-IOT使用License頻段，可采取帶內、保護帶或獨立載波三種部署方式，與現有網絡共存。[4]
因為NB-IoT自身具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優勢，使其可以廣泛應用于多種垂直行業，如遠程抄表、資產跟蹤、智能停車、智慧農業等。3GPP標準的首個版本預計在今年6月發布，到時候將有一批測試網絡和小規模商用網絡出現。

應用層

建立電腦和手機系統，客戶直接采用電腦平臺和微信客戶端就可以控制和查看實時數據，手機端具有手動啟動、關閉電磁閥，水泵，風機，等設備功能。
手機微信端控制

電腦云端界面
依托物聯網云平臺軟件，實現智能施肥系統在手動模式、自動模式、時間段模式以及閾值控制模式下自動控制。 
 

控制模式
手動模式即為人為手動控制個個泵以及閥門實現灌溉施肥的目的。手動模式適用于在施肥灌溉情況較復雜時，通過人為的干預，達到施肥灌溉目的。采用此種方式，需要有一定的技術專業知識作為支撐，
自動模式即為對園區種植作物固定，在一段時間內執行相同的命令，實現相同的功能下使用，此操作節省人力，使施肥灌溉自動化、智能化。
時間段模式，時間段模式即為預設時間，在相應的時間段內執行相應的命令，實現各區的灌溉施肥的目的。 
閾值模式，閾值模式即為上下限模式，工作在此模式下，當采集的墑情或其他數據達到預設的閥值時，設備自動運行，執行相應的開啟或關閉泵或閥門的命令。