大棚自动化控制系统

一、大棚自动化控制系统简介

托普物联网大棚自动化控制系统可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素，并且根据温室植物生长要求，可自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备，自动调控温室内环境，可以让环境达到适宜植物生长的范围，为植物生长提供适宜环境。

二、应用领域

托普农业物联网主要应用于农业温室环境自动控制、高科技农业示范项目、农业科研教育等领域。

三、系统发展历程

1 国外

国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着*自动化、无人化的方向发展。像园艺强国荷兰，以*的鲜花生产技术著称于世，其玻璃温室全部由计算机操作。日本研制的蔬菜塑料大棚在播种、间苗、运苗、灌水、喷药等作业的自动化和无人化方面都有应用。日本利用计算机控制温室环境因素的方法，主要是将各种作物不同生长发育阶段所需要的环境条件输入计算机程序，当某一环境因素发生改变时，其余因素自动作出相应修正或调整。一般以光照条件为始变因素，温度、湿度和CO2浓度为随变因素，使这四个主要环境因素随时处于*配合状态。美国和荷兰还利用差温管理技术，实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行控制，以满足生产和市场的需要。英国伦敦大学农学院研制的温室计算机遥控技术，可以观测50km以外温室内的光、温、湿、气和水等环境状况，并进行遥控。

2 国内

我国对于温室控制技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温室控制技术的基础上，才掌握了人工气候室内微机控制技术，该技术仅限于温度、湿度和CO2浓度等单项环境因子的控制。之后，我国的温室控制技术得到了迅速发展。20世纪80年代，我国先后从欧美和日本等发达国家引进了21.2hm2连栋温室。由于当时只注重引进温室设备，而忽略了温室的管理技术和栽培技术，且引进的温室能耗过高，致使企业相继亏损或停产。90年代初，我国大型温室跌入了发展的低谷。“九五”初期，以以色列温室为代表的北京中以示范农场的建立，拉开了我国第二次学习和引进国外现代温室技术的序幕。到90年代中后期，在对国外温室设备配置、温室栽培品种、栽培技术等各个方面进行研究的基础上，我国自主开发了一些研究性质的环境控制系统。1995年，北京农业大学研制成功了“WJG-1型实验温室环境监控计算机管理系统”，此系统属于小型分布式数据采集控制系统。1996年，江苏理工大学毛罕平等研制成功了使用工控机进行管理的植物工厂系统。该系统能对温度、光照、CO2浓度、营养液和施肥等进行综合控制，是目前国产化温室控制技术比较典型的研究成果。中国农业机械化科学研究院研制成功了新型智能温室系统。该系统由大棚本体及通风降温系统、太阳能贮存系统、燃油热风加热系统、灌溉系统、计算机环境参数测控系统等组成。1997年以来，中国农业大学在温室环境的自动控制技术方面也取得了一定的成果。90年代末，河北职业技术师范学院的闰忠文研制了蔬菜大棚，其能够对温、湿度进行实时测量与控制。但由于我国农业现代化水平较低，农业劳动力大量过剩，温室的一次性投资大，资金短缺以及对操作人员的素质要求比较高等因素，限制了温室控制技术在温室系统的扩展。

四、技术特点

1 气象观测要素配置

（1）大气环境类：环境温度，环境相对湿度，露点温度，大气压力，风速，风向，降水量，水面蒸发，叶面湿度，日照时数，光照度，太阳总辐射、光合有效辐射、紫外线辐射；

（2）土壤参数类：土壤温度，土壤湿度，土壤热通量，土壤水势，土壤导电率等；

（3）生态环境类：CO2等；

2 温室自动控制器配置

（1）托普的温室自动控制器功能全面，数据测量精度高，zui多可采集几十项环境要素的数据，具有16路继电器输出，可以控制16个点的设备。核心部件采用高性能32位微处理器为主控CPU，内置大容量数据存储器，可连续存储2万条数据*丢失。便携式防震结构，工业控制标准设计，适合在恶劣环境中使用，大屏幕图形液晶显示屏，具有汉字及图形显示功能，一屏显示多路环境数据，便于现场直接观测。继电器指示灯指示各继电器的开关状态。

（2）SD卡与U盘数据存储功能：可以使用移动存储器（U盘或SD卡）完成监测数据的连续存储，存储时间任意设定，然后可将U盘或SD卡数据直接导入微机。由于U盘或SD卡存储容量大，可保证数据长时间*存储，因此系统具有无*存储特点。

（3）多种通讯接口：具有RS232、RS485、USB、以太网接口等多种通讯接口，既可以实现基于以太网的多机温室群组的网络控制，又可以直接接入广域互联网，实现温室的远程网络控制。

五、基本配置
1、具有液晶显示汉字与图形显示功能的温室自动控制器 【1台】
2、传感器: （温度，湿度，风速，风向，光照，气压，太阳总辐射，雨量，地温，土壤湿度） 【各1台】
3、气象观测支架 【1套】
4、温室自动控制软件 【1套】
5、数据通讯及传感器连接电缆 【1套】
6、温室控制器不锈钢防护箱 【1套】
7、温室配电柜（选配）
8、GSM/GPRS无线通讯控制器（选配）
9、U盘、SD卡存储控制器（选配）