物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案-智能溫室大棚控制系統(tǒng) 1. 國(guó)內(nèi)外溫室控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀 1.1 智能溫室大棚的現(xiàn)狀 智能化溫室是集農(nóng)業(yè)科技上的高、精、尖技術(shù)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)于一體的先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)施，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)基礎(chǔ)。它能營(yíng)造相對(duì)獨(dú)立的作物生長(zhǎng)環(huán)境，徹底擺脫傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)對(duì)自然環(huán)境的依賴性。目前，計(jì)算機(jī)控制在溫室種植中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并正在成為溫室控制的核心。智能化溫室研究是當(dāng)今興起的一門橫跨生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子科學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)和環(huán)境控制等幾大學(xué)科的綜合了多種高新技術(shù)的邊緣學(xué)科。 1.2 智能溫室大棚的監(jiān)控特點(diǎn) 智能溫室大棚控制系統(tǒng)集傳感器、自動(dòng)化控制、通訊、計(jì)算等技術(shù)與系統(tǒng)于一體，通過預(yù)裝多種作物生長(zhǎng)所需的適宜環(huán)境參數(shù)，搭建溫室智能化軟硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室中溫度、濕度、光照、二氧化碳等因子的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制 本系統(tǒng)可以模擬基本的生態(tài)環(huán)境因子，如溫度、濕度、光照、CO2濃度等，以適應(yīng)不同生物生長(zhǎng)繁育的需要，它由智能監(jiān)控單元組成，按照預(yù)設(shè)參數(shù)，的測(cè)量溫室的氣候、土壤參數(shù)等，并利用手動(dòng)、自動(dòng)兩種方式啟動(dòng)或關(guān)閉不同的執(zhí)行結(jié)構(gòu)（遮陽(yáng)幕、加熱器、濕簾水泵及風(fēng)機(jī)、通風(fēng)系統(tǒng)等），程序所需的數(shù)據(jù)都是通過各類傳感器實(shí)時(shí)采集的。 本控制系統(tǒng)具有的功能特點(diǎn)： 1、預(yù)測(cè)性：通過對(duì)氣候參數(shù)的分析，可以預(yù)測(cè)控制設(shè)備的運(yùn)行情況，提高設(shè)備的利用率，降低能耗。 2、強(qiáng)大的擴(kuò)展功能：通過選用不同的外圍設(shè)備，可以控制溫室環(huán)境及排熱風(fēng)機(jī)、濕簾水泵、遮陽(yáng)網(wǎng)、側(cè)窗、天窗、電動(dòng)被、灌溉、施肥等。 3、完善的資料處理功能：通過中央控制軟件，可以不間斷地記錄各種傳感器的信息以及各種控制設(shè)備的動(dòng)作記錄等。 4、遠(yuǎn)程監(jiān)控功能：即使工作人員不在現(xiàn)場(chǎng)，也可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)溫室內(nèi)的設(shè)備參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和控制。 本控制系統(tǒng)具有的技術(shù)特點(diǎn)： 本方案空氣溫濕度、光照度、二氧化碳傳感器、土壤溫度傳感器、開關(guān)量采集器（大量機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行、報(bào)警、手自動(dòng)狀態(tài)）采用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字總線連接，不需要單獨(dú)布線，比使用常規(guī)傳感器、強(qiáng)弱電箱體連接節(jié)省線量在70%以上，節(jié)省材料，降低施工費(fèi)用，創(chuàng)新施工工藝，節(jié)材符合環(huán)保節(jié)能減排要求。 1、本方案為全數(shù)字化方案，由每個(gè)溫濕度探頭輸出的直接為可聯(lián)網(wǎng)數(shù)字信號(hào)。 2、由于采用先進(jìn)的數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，本方案按網(wǎng)絡(luò)布線，方便、經(jīng)濟(jì)。 3、因?yàn)槊總€(gè)溫濕度探頭輸出的直接為可聯(lián)網(wǎng)數(shù)字信號(hào)，信號(hào)傳輸過程的衰減不會(huì)影響系統(tǒng)精度，且傳輸距離長(zhǎng)，每個(gè)出線口“ITU總線”可接32個(gè)ITU設(shè)備的距離可達(dá)100M。 4、采集模塊自動(dòng)識(shí)別傳感器類型、數(shù)量，配置和擴(kuò)展方便，,可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件，適當(dāng)選擇模塊的安裝位置及使用模塊的數(shù)量，以便降低成本。 5、上位機(jī)同采集模塊之間采用支持距離1.2公里的多子站通信協(xié)議 采用基于win/nt或linux平臺(tái)的組態(tài)軟件技術(shù)，可根據(jù)不同客戶需求，方便、快速的生成個(gè)性化的人機(jī)界面。 標(biāo)準(zhǔn)化總線設(shè)計(jì)，可方便的擴(kuò)展控制及其他功能及同其他系統(tǒng)互連。 采用低功耗設(shè)計(jì)，只需對(duì)采集及控制器供電，無(wú)需對(duì)傳感器供電，現(xiàn)場(chǎng)供電點(diǎn)少，施工方便 2. 系統(tǒng)概述 2.1 溫室大棚互聯(lián)網(wǎng)智能管控云服務(wù)宗旨 溫室大棚就是建立一個(gè)模擬適合生物生長(zhǎng)的氣候條件，創(chuàng)造一個(gè)人工氣象環(huán)境，來(lái)消除溫度、濕度等對(duì)生物生長(zhǎng)的限制。能使不同的農(nóng)作物在不適合生長(zhǎng)的季節(jié)產(chǎn)出，部分或完全的擺脫農(nóng)作物對(duì)自然條件的依賴。 保障溫室大棚內(nèi)機(jī)電設(shè)備的安全、、節(jié)能以及運(yùn)維，在服務(wù)占比逐年上升（工人緊缺）和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理信息化建設(shè)發(fā)展的背景下，使用互聯(lián)網(wǎng)管控云服務(wù)顯得十分重要。溫室大棚互聯(lián)網(wǎng)智能管控云服務(wù)解決方案，整合了咨詢、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化施工、安全節(jié)能運(yùn)行、運(yùn)維服務(wù)等環(huán)節(jié)，面向終用戶和中間服務(wù)商提供一站式、安全、的溫室大棚互聯(lián)網(wǎng)智能管控云服務(wù)解決方案。 溫室大棚互聯(lián)網(wǎng)智能管控云服務(wù)宗旨是： 提升效率、降低能耗、實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一管控平臺(tái)、保障安全運(yùn)營(yíng)。 2.1 設(shè)計(jì)原則 3 公司從事溫室智能控制的優(yōu)勢(shì) 智能溫室大棚控制系統(tǒng)是針對(duì)溫室大棚正常有效運(yùn)轉(zhuǎn)的控制要求配置的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理系統(tǒng)。采用傳感器技術(shù)、依托傳統(tǒng)溫室大棚生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)的具有高性、安全性、可擴(kuò)展性的軟硬件系統(tǒng)。 3.1.1 系統(tǒng)產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)勢(shì) 公司提供全系列“溫室大棚互聯(lián)網(wǎng)智能管控云服務(wù)”系統(tǒng)產(chǎn)品，面向終用戶和中間服務(wù)商提供一站式產(chǎn)品和服務(wù)，提供、安全、的溫室大棚互聯(lián)網(wǎng)智能管控云服務(wù)解決方案。 技術(shù)先進(jìn)性/開放性： 自控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)遵照ANSI/ASHRAE135-1995標(biāo)準(zhǔn)（歐洲CEN Technical Committee 247），這種標(biāo)準(zhǔn)為非專用的開放的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。具有互操作性(Interoperability)。系統(tǒng)屏棄了使用網(wǎng)關(guān)接入自控網(wǎng)的做法，而是將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成在它的各層均使用自控網(wǎng)。系統(tǒng)是一個(gè)真正的自控網(wǎng)、并具有完全可編程的高性能系統(tǒng)。 系統(tǒng)的安全性： 完全實(shí)現(xiàn)分散控制， PLC控制器獨(dú)立運(yùn)行，獨(dú)立下載程序，控制邏輯實(shí)現(xiàn)不依賴于通訊，也不依賴于上位機(jī)。因此，系統(tǒng)通訊中斷或上位機(jī)癱瘓，完全不影響設(shè)備的正常運(yùn)行。系統(tǒng)有極高的安全性。系統(tǒng)帶有掉電保護(hù)功能，停電后數(shù)據(jù)保存，不會(huì)丟失。 系統(tǒng)兼容性 ： 公司有完整的系列產(chǎn)品支持全部符合標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，而且過去多年來(lái)生產(chǎn)的產(chǎn)品均可納入網(wǎng)絡(luò)中。新舊系統(tǒng)完全兼容而不需要改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。并且可以兼容任何符合BACnet協(xié)議的設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)。也可以輕松集成MODBUS及其他通訊協(xié)議的設(shè)備。 系統(tǒng)的穩(wěn)定性： 完全按照工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)通訊自適應(yīng)波特率，可以各種應(yīng)用環(huán)境的正常通訊質(zhì)量。 在線編程： 強(qiáng)大的過程控制管理功能： 3.1.2系統(tǒng)云平臺(tái)的優(yōu)勢(shì) EScloud系統(tǒng)的建立，將為客戶形成“低投入、低消耗、低排放、率”的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，加快構(gòu)建節(jié)能型產(chǎn)業(yè)體系，讓企業(yè)管理緊跟新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)溫室監(jiān)控和節(jié)能的互聯(lián)網(wǎng) 模式。為工藝生產(chǎn)優(yōu)化工作提供有力的技術(shù)支撐與后評(píng)價(jià)手段，優(yōu)化的行為管理方式，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)全面靈活的調(diào)度，使得智慧能源得以實(shí)現(xiàn)。