育秧用的太阳能温室大棚监测控制系统的研究报告与设计
《智能温室大棚监控系统的研究与设计》范文
《智能温室大棚监控系统的研究与设计》篇一一、引言随着现代科技的不断进步，农业科技作为支撑现代农业发展的重要支柱，也正在逐步升级与优化。
智能温室大棚监控系统是这一进步的体现之一，它不仅为农业种植提供了精准的环境控制，还能显著提高农作物的产量与品质。
本文旨在探讨智能温室大棚监控系统的设计与实现，通过对其系统架构、技术运用以及实施效果的研究，为现代农业的智能化发展提供一定的理论支持与实践指导。
二、系统架构设计1. 硬件架构智能温室大棚监控系统的硬件架构主要包括传感器网络、数据传输设备、中央处理单元和控制执行设备等部分。
传感器网络负责实时监测温室内的环境参数，如温度、湿度、光照强度等；数据传输设备将收集到的数据传输至中央处理单元；中央处理单元对数据进行处理与分析，并发出控制指令；控制执行设备则根据指令调整温室内的环境条件。
2. 软件架构软件架构则包括数据采集模块、数据处理与分析模块、控制指令输出模块以及用户交互界面等部分。
数据采集模块负责从传感器网络中获取数据；数据处理与分析模块对数据进行处理与存储，并运用算法进行环境预测与优化；控制指令输出模块根据分析结果发出控制指令；用户交互界面则提供友好的操作界面，方便用户进行系统操作与监控。
三、关键技术运用1. 传感器技术传感器技术是智能温室大棚监控系统的核心之一。
通过使用高精度的传感器，系统能够实时监测温室内的环境参数，如温度、湿度、光照强度等，为后续的数据处理与分析提供准确的数据支持。
2. 数据处理与分析技术数据处理与分析技术是智能温室大棚监控系统的关键环节。
通过对传感器收集到的数据进行处理与分析，系统能够实时掌握温室内的环境状况，并运用算法进行环境预测与优化，为控制指令的发出提供依据。
3. 控制执行技术控制执行技术是实现智能温室大棚监控系统精确控制的关键。
通过控制执行设备，系统能够根据中央处理单元发出的指令，调整温室内的环境条件，如开启或关闭通风口、调整遮阳设备等。
《2024年智慧农业大棚监控系统的设计与实现》范文
《智慧农业大棚监控系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的发展，智慧农业成为了农业领域发展的重要方向。
智慧农业大棚监控系统是智慧农业的重要组成部分，通过集成物联网、传感器、大数据等先进技术，实现对农业大棚环境的实时监测和智能调控，提高农业生产效率和产品质量。
本文将介绍智慧农业大棚监控系统的设计与实现过程。
二、系统设计1. 系统架构设计智慧农业大棚监控系统采用分层设计的思想，主要包括感知层、传输层、应用层。
感知层负责采集大棚环境数据，传输层负责将数据传输到服务器端，应用层负责数据的处理和展示。
2. 硬件设计（1）传感器：传感器是智慧农业大棚监控系统的核心组成部分，主要包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器等，用于实时监测大棚环境参数。
（2）控制器：控制器负责接收传感器数据，并根据预设的阈值进行相应的调控操作，如调节温室遮阳帘、通风口等。
（3）网络设备：网络设备包括无线通信模块和有线网络设备，用于将传感器数据传输到服务器端。
3. 软件设计（1）数据采集与处理：软件系统通过与硬件设备的通信，实时采集大棚环境数据，并进行预处理和存储。
（2）数据分析与展示：软件系统对采集的数据进行分析和挖掘，通过图表、报表等形式展示给用户，帮助用户了解大棚环境状况和作物生长情况。
（3）智能调控：软件系统根据预设的阈值和调控策略，自动或手动调节温室设备，如调节温室遮阳帘、通风口等，以保持大棚环境在最佳状态。
三、系统实现1. 硬件实现硬件设备选型与采购：根据系统需求，选择合适的传感器、控制器和网络设备，并进行采购。
设备安装与调试：将硬件设备安装在大棚内，并进行调试，确保设备能够正常工作并采集准确的数据。
2. 软件实现（1）数据采集与处理模块：通过与硬件设备的通信，实时采集大棚环境数据，并进行预处理和存储。
采用数据库技术对数据进行管理和维护。
（2）数据分析与展示模块：通过数据分析算法对采集的数据进行分析和挖掘，以图表、报表等形式展示给用户。
农业大棚温度检测系统的调研报告总结
农业大棚温度检测系统的调研报告总结温室大棚监测系统需求分析报告
一、概述
现如今，我国的经济水平和社会地位都在不断的进步和提高，人们对生活质量的要求也越来越高。
因而，很多人希望在一年四季内都能品尝到优质新鲜的蔬菜，这一需求促进了温室大棚的发展和进步。
良好的温室大棚需要有一套科学和先进的管理方法才能更好的
运用好温室栈培这一高效技术，更需要有一个能够对温室大棚环境参数进行实时检测的监控系统。
这种系统可以检测温室大棚内的温度和湿度，确保大棚内的蔬菜生活在优良舒适的环境内。
通过对学校后山大棚的调研，总结了内部作物栽培需要的一系列参数及测定的设计方案。
本课题设计的系统是采用高性价比的单片机和高准确度数字温
湿度传感器设计，并朝着智能化、低廉化、模块化、迅速化的单片机数据采集系统逼近。
本系统应满足以下要求：
（1)能够准确的采集温室大棚中的温度值、湿度值、光照强度、CO2浓度
（2)根据采集的数据实时的把结果显示出来。
（3)通过之前采集的温湿度参数值，运用合理的方法准确的比较设定值与测出值之间的差别，超出范围时进行报警提示。
二、功能叙述
温室棚依照不同的屋架、采光材料可分为很多种类，如玻璃温室、
塑料温室等。
温室结构的建造标准是既能密封保温，便于通风降温。
同时通过传感器采集：1、室温：2、土壤含水量：3、二氧化碳浓度：4、光照强度等植物生长状态所需的环境相关参数，结合作物生长环境所需的适宜条件，有效调节有关设备装置，将室内温、湿、光、水、肥、气等诸因素综合协调调节到最佳状态。
育秧用的太阳能温室大棚监测控制系统的研究报告及设计
育秧用的太阳能温室大棚监测控制系统的研究与设计摘要：设计了一种大棚育秧自动监控系统，该系统利用了太阳能供电技术进展对温室大棚内空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤需水量等参数进展定时监测和数据采集，并实现了无线传送至主机总监控室上住机系统，计算机对大量的数据进展适时运算和处理，通过反应信号的控制自动实现大棚内的各项操作。
该系统具有数据采集量大、数据传输可靠、数据处理人性化、易于操作等特，董，具有较好的实用价值。
关键词：大棚育秧；自动监控与处理；专家系统O．引言太阳能是新能源之重，它的开发利用是当今国际上一大热点，太阳能大棚育秧是太阳能在农业生产上的一个典型应用。
本课题设计和研制的大棚育秧自动监控与处理系统能够对太阳照射下的温室大棚内空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤需水量等参数进展不问断的监测和数据采集，并能无线传送给总监控室计算机系统，由专门开发的计算机处理软件对大量的数据进展适时运算和处理，自动实现大棚内的各种对应操作。
这一专家系统具有数据采集量大、数据传输可靠、数据处理人性化、易于操作等特点。
通过这一系统的应用能够极大地减轻劳动强度，提高科学育苗水平，从而育出质量较好的幼苗，保证和提高农作物的产量。
1．系统硬件设计整个设计包括多个塑料大棚内的终端检测、控制节点和计算机总显、处理两个子系统，如图1所示。
单个塑料大棚作为终端控制节点，都安装了具有无线发射和接收能力的数据采集、预处理及控制系统，其任务是将塑料大棚内各个传感器采集到的主要环境参数转换为电信号，此电信号经模数转换器转换成适合微控制器预处理的数字信号，然后由微控制器进展采样、运算，再送入调频无线发射模块，将其发送到监测总控室的接收系统；接收系统将信号接收后进展预处理，处理后的信号通过计算机通讯端口，传输到计算机进展最终处理。
处理过程中它将对棚区内每一座塑料大棚传来的主要参数进展判断。
当其超过预值的极限值时，计算机将指挥报警系统进展报警定位。
温室大棚智能控制系统研究中期报告
温室大棚智能控制系统研究中期报告一、项目背景：温室大棚是由一种透明的材料覆盖在铁架上，在其中含有植株，为了对植物进行更好的保护而建造。
温室大棚可以有效地保护植物在不利环境条件下生长，可以提供较为合适的温度，湿度和光照等条件，所以温室大棚在世界各地都有广泛的使用。
但是温室大棚管理人工费用高、管理难度大，并且难以实现完全自动化管理。
因此，如何实现对温室大棚的智能化监控和控制已经成为了农业技术领域研究的一个重要方向。
本项目旨在实现温室大棚智能控制系统，利用先进的硬件和软件技术设计出一种稳定可靠的智能控制系统，实现对温室大棚中环境参数的自动监控和控制，提高温室大棚的管理效率。
二、项目设计：本项目主要设计一个基于单片机的温室大棚智能控制系统，其硬件和软件都要达到稳定可靠、易于操作、扩展性强等目标。
1、硬件设计：本项目中，我们采用的主控制器为ATmega16单片机，其具有低功耗、高集成度、外部扩展能力强等优点。
温室大棚中需要监测的参数包括温度、湿度、光照等，我们选择一些传感器模块来进行监测。
具体模块如下：温度传感器：DS18B20数字温度传感器；湿度传感器：DHT11数字温湿度传感器；光照传感器：LDR光敏电阻传感器。
同时，我们在控制系统中加入了执行器，如小风扇、水泵等。
这些执行器需要通过电路模块来进行控制，以完成对温湿度等环境参数的控制。
电路模块如下：直流电机驱动模块：采用L298N双路直流电机驱动模块；继电器模块：采用2路8A继电器模块；电源模块：采用12V、2A直流电源模块，为整个系统供电。
2、软件设计：本项目中，我们首先进行的是嵌入式软件设计，将各类传感器模块和执行器模块与主控制器进行连接，实现对环境参数的监测与控制。
其次，我们进行了GUI界面设计，以方便用户对温室大棚进行远程监控和控制。
软件模块如下：驱动程序模块：以C语言编写，包含所有的驱动程序函数；温湿度检测模块：实现对温湿度的检测；光照检测模块：实现对光照的检测；控制程序模块：实现对执行器的控制；通信程序模块：实现对网络通信的支持，以便用户可以使用GUI界面实现对温室大棚的远程监控和控制。
光伏温室大棚研究报告
光伏温室大棚研究报告光伏温室大棚研究报告一、研究背景随着全球能源需求的增加和传统能源资源的逐渐枯竭，人们对可再生能源的利用越来越重视。
光伏技术作为一种利用太阳能发电的新能源技术，逐渐引起了人们的广泛关注。
为了进一步提高光伏发电的效率和应用领域，研究光伏温室大棚的可行性和应用效果具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在探究光伏温室大棚在种植业中的应用效果，以期为农业生产提供清洁能源和可持续的发展途径。
三、研究方法1.建立光伏温室大棚模型，模拟不同条件下的能量收集和利用情况。
2.选择适宜的农作物进行试种，分析光伏发电对作物生长的影响。
3.收集和分析温室大棚光伏发电系统的发电效率和能量损耗情况。
4.比较光伏温室大棚与传统温室大棚的经济和环境效益。
四、研究结果根据实验数据和分析结果，得出以下结论：1.光伏温室大棚能够有效利用太阳能，并将其转化为电能，在满足温室内部照明和通风等需求的同时，还能实现发电。
2.光伏发电系统对作物生长的影响较小，在保证作物正常生长的前提下，还能提供照明和加热等辅助功能。
3.与传统温室大棚相比，光伏温室大棚具有更高的发电效率和更低的能量损耗，能够更好地满足农业生产的电力需求。
4.光伏温室大棚的投资成本较高，但在长期运行中能够获得更多的经济效益，并且对环境的污染较小，具有可持续发展的潜力。
五、结论与建议光伏温室大棚作为一种新兴的能源利用方式，在农业生产中具有广阔的应用前景。
我国农业产业庞大，应加大对光伏温室大棚的开发和推广力度，以增加清洁能源的利用率，并减少对传统能源的依赖。
此外，还需加强相关技术研究，提高光伏发电的效率和稳定性，进一步降低成本，以促进光伏温室大棚的可持续发展。
农业大棚智能温室监测系统设计方案
农业大棚智能温室监测系统设计方案随着现代化农业的发展，农业大棚建设越来越普及，但是由于天气等客观因素不能完全掌控，农业生产效率难以保证。
因此，农业大棚智能监测系统的应用显得尤为重要。
本文将从以下三个方面阐述农业大棚智能温室监测系统的设计方案：系统方案的设计、硬件和软件的实现及监控效果的实现。
一、系统方案的设计农业大棚是一个相对比较封闭的环境，可以通过解决温度、湿度、光照、二氧化碳等多个环境参数来提高大棚温度、湿度等环境参数的控制，提高种植效率。
因此，为了保障农业生产，设计一个可以全天候监测，记录及分析大棚内不同的环境数据的智能监测系统是可行的。
智能监测系统方案的设计应该包括硬件和软件两个方面。
二、硬件和软件的实现系统的硬件实现主要有传感器、单片机、电源、通讯模块等四个组件。
这些组件分别应用于不同领域，但是通过互相配合，最终形成了一个可有效监测环境变化的系统。
其中的传感器可以实现对于不同环境参数的监测，单片机负责收集传感器获取的数据，并根据实际情况进行控制。
电源则提供系统使用的能量，使得系统能够持续运行。
通讯模块则将数据传输到云端，方便维护以及数据分析，使得用户能够更加便捷地了解大棚内的环境变化。
软件的实现包括了传感器数据管理软件，程序逻辑控制软件，数据分析软件以及信息管理软件。
在实现这些软件的同时，需要考虑数据管理的安全问题。
因此通讯模式的选择成为了考虑的重点。
本系统选择了基于物联网的信号传输方式，使用模数转换器，将传感器检测到的物理信号转化成数字信号，再通过网络传输的方式将这些数字信号发送到云端进行采集分析。
在传输上采用了安全加密技术，以保证数据安全性。
三、监控效果的实现系统能够实现对高温、低温、干燥、潮湿等环境的自动报警，并能够在系统数据分析的基础上，提供对农业大棚的管护建议。
同时，该系统可以通过数据记录等方式，为农业生产前期生产者提供参考，帮助农业生产者更好地进行规划，提高生产水平。
因此，该系统具有较高的实用价值。
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》范文
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》篇一一、引言随着现代农业科技的快速发展，温室大棚的种植技术和设施不断完善，如何有效管理和监控这些温室大棚，以提高作物生长的效率与品质，已成为当前的重要问题。
针对此问题，本文提出了一个温室大棚分布式监控系统的设计与实现方案。
二、系统需求分析（一）基本需求对于温室大棚分布式监控系统，其主要目标是实时监测温室环境数据，如温度、湿度、光照等，并对环境进行调控以保障作物生长的最佳条件。
因此，系统应满足以下基本需求：1. 实时监测温室环境数据；2. 远程控制温室设备；3. 数据存储与处理；4. 用户权限管理。
（二）技术需求在技术上，系统需要采用可靠的技术方案以实现上述功能。
包括但不限于以下技术：1. 数据采集与传输技术；2. 数据库管理技术；3. 通信网络技术；4. 云计算技术。
三、系统设计（一）总体架构设计本系统采用分布式架构设计，主要由数据采集层、数据处理层、数据存储层和应用层组成。
其中，数据采集层负责实时采集温室环境数据；数据处理层负责对数据进行处理和计算；数据存储层负责存储和处理后的数据；应用层则提供用户界面和操作接口。
（二）硬件设计硬件部分主要包括传感器、执行器、网关等设备。
传感器负责采集环境数据，执行器负责执行控制命令，网关则负责设备之间的通信和数据传输。
（三）软件设计软件部分包括数据采集软件、数据处理软件、数据库管理系统等。
数据采集软件负责从传感器中获取数据，数据处理软件负责对数据进行处理和计算，数据库管理系统则负责数据的存储和管理。
四、系统实现（一）数据采集与传输实现通过使用各种传感器设备，实时采集温室环境数据，如温度、湿度、光照等。
通过无线通信技术将数据传输至数据中心进行处理。
（二）数据处理与存储实现数据处理软件对采集到的数据进行处理和计算，如计算平均值、最大值、最小值等。
将处理后的数据存储在数据库中，方便后续的数据查询和处理。
（三）远程控制实现通过应用层提供的操作接口，用户可以远程控制温室设备，如开启或关闭通风口、调节灯光亮度等。
温室大棚智能环境监测与控制研究
温室大棚智能环境监测与控制研究温室大棚是现代农业生产中的重要设施，通过提供受控的环境条件，能够有效地培育和保护植物，提高产量和质量。
然而，随着农业科技的不断发展，对于温室大棚的智能化要求也越来越高。
本文将从温室大棚智能环境监测与控制的研究方面进行探讨。
首先，温室大棚智能环境监测的目标是实时获取温室内的环境参数，并通过传感器网络将数据传输到控制中心或监测平台。
这些环境参数包括温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等。
通过对这些参数的监测和分析，可以及时发现温室内的异常情况，并根据需求进行相应的调整。
在温室大棚智能环境监测方面，最常用的传感技术包括温湿度传感器、光照传感器、CO2传感器等。
这些传感器能够高精度地测量温室内的环境参数，并将数据传输到中心控制系统。
同时，通过无线传感网络的应用，可以实现对大棚内多点数据的同时监测，提高了监测效率。
中心控制系统可以通过对数据的分析和比对，判断温室内的环境是否达到预期要求，并对温室内的设备进行自动控制。
在温室大棚智能环境控制方面，目前主要采用的控制方法包括基于规则的控制和基于模型的控制。
基于规则的控制方法是通过设定一系列的规则和条件来进行环境调节和设备控制，如根据温度设定值来控制通风设备的运行。
而基于模型的控制方法则是根据建立的温室环境模型，通过对模型的分析和优化算法来进行控制，以实现更精确和智能化的控制。
除了传感器和控制方法外，温室大棚智能化还离不开信息技术的应用。
通过将传感器和控制设备与互联网相连接，可以实现远程监测和控制。
农民可以通过手机或电脑客户端随时获取温室环境参数，并进行远程控制。
同时，通过数据的采集和分析，可以进行温室大棚的优化管理和决策支持。
例如，根据历史数据和气象信息，可以预测未来一段时间内的环境变化，并提前采取措施，更加科学地进行农业生产。
值得一提的是，温室大棚智能环境监测与控制的研究在农业领域具有重要意义。
一方面，它可以提高农业生产的效率和稳定性，减少资源的浪费，降低农业生产对环境的影响。
太阳能大棚育秧自动监控系统的研究与设计
接收能力的数据采集 、预处理及 控制 系统 ，其任务是将
塑料 大棚 内各个传感器采集到的主要环境参数转换为 电
信号 ，此 电信号经模数转换器转换成适合微控制器预处
理的数字信号 ，然后 由微控制器进行采样 、运算 ，再送 入调频无线发射模块 ，将其发送 到监测 总控室 的接收系
统 ；接 收系统将信号接收后进行 预处理 ，处理后的信号
空气 温度 与土壤温度测量采用Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 数字式温度 传 感器 ，具有测量精度高 ，无需调试 的特点 ，可直接与 微 控制器数字接 口连接 ；传感器采用不锈钢 固态封装可
防水 防锈 。
ｆ ２ ） 空 气 湿度 测 量
１ ． 系统硬 件设 计
整个设计包括多个塑料大棚内的终端检测 、控制节 点和计算机 总显 、处理两个子 系统 ，如 图１ 所示 。单 个 塑料大棚作为终端控制节点 ，都安装 了具有无线发射和
［互
．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．． ．．．．．
］
．．．．． ．．．
Ｉ通 ’ 信 接 １ 转 换 模 块 Ｉ
Ｊ
ｌ
匝巫
筒 渗漏计测量大棚地的饱和水力传导度 ，水力传导度 由 实验数据经一维的稳定状态渗透公式计算之 。
低 ；测水力传 导度 的方 法很多 ， 本设计 利用毛 细管单
信息系统工程 ｌ ２ ０ １ ３ ． １ ． ２ ０ ２ ９
＜
Ｒ Ｅ Ｇ Ｉ Ｏ Ｎ Ｌ Ｎ Ｆ Ｏ 数 字 地 方
１ ． ２总监控室显示、处理及报警子系统设计
无线 收发模块接收信号后进行 预处理 ，然后通过计
农业大棚智能温室监测系统设计方案
数据存储与管理
设计数据库结构，对温室环 境数据进行存储，方便后续 查询与分析。
数据可视化
开发可视化界面，实时展示 温室环境数据及历史变化趋 势，提高用户直观感受。
报警与控制
设定环境参数阈值，当数据 异常时触发报警，并自动控 制温室设备，确保温室环境 稳定。
系统集成与调试
硬件集成
将传感器、数据采集器、温室控 制器、通信设备等硬件设备连接
预警系统
根据数据分析结果，为农户提供针对性的 温室管理建议，如调整温室温度、湿度等 。
设定环境参数的阈值，当实际数据超出设 定范围时，系统自动发出警报，提醒农户 及时采取措施。
控制系统与执行机构模块
手动控制
农户可通过操作界面手动控制温室设备， 以满足临时性的管理需求。
自动控制
根据环境监测数据和预设的管理策 略，自动控制温室内的通风、遮阳 、灌溉等设备，以维持温室环境的
起来，确保数据传输畅通。
软件集成
将软件平台与硬件设备进行联调 ，确保软件能够正确接收、解析
、存储、展示温室环境数据。
系统测试对系统进行全面测试，包来自功能 测试、性能测试、稳定性测试等
，确保系统满足设计要求。
系统运行与维护
定期对数据库进行备份，防止数据丢 失，确保数据安全。
根据用户需求及系统运行情况，对软 件进行更新升级，优化系统性能，提 高用户体验。
04
通信技术
采用MQTT、WebSocket等通信技术 ，实现客户端与服务器之间的实时数 据传输。
03
系统详细设计
温室环境监测模块
温度监测
通过布置在温室内的温度传感器，实 时监测温室内的气温变化，确保作物 生长在最适宜的温度环境中。
温室大棚研制报告
基于太阳能供电的温室环境智能监控系统研制报告1.系统概述随着能源的日益短缺，利用太阳能供电系统的温室大棚智能控制系统越来越受欢迎。
温室大棚又称暖房，具有透光、保温的作用，是栽培农作物的设施。
多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。
温室的种类多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类。
温室结构应密封保温，但又需要通风降温。
现代化温室中用电脑自动控制技术来创造植物所需的最佳环境条件，使其具有控制温度、湿度、CO2浓度等条件的功能。
本装置采用太阳能光伏系统进行供电，使用转换效率较高的多晶硅太阳能电池板进行能源转化，所转化的电能储存在蓄电池中，并为整个温室环境检测装置提供电能。
装置主要针对温室大棚环境中的温度、湿度、以及CO2浓度这些对农作物的生长起着重要作用的环境参数进行实时测量，并将采集的数据进行存储和显示，通过控制输出启动各种设备制造出适宜农作物生长的温室环境。
硬件电路核心部分采用STC公司生产的具有高速，低功耗的、自带A/D转换的STC12C5A60S2单片机，传感器选择成本较低、有一定集成度、应用比较广泛、精度较高、可靠性良好的产品。
本次课题主要设计利用实现温度、湿度以及CO2浓度实时自动监测，实现，最大程度地提高农作物的产量与质量。
2.系统总体组成及总体设计方案温室环境智能监控系统由检测系统、集中控制系统和太阳能供电系统共同组成。
采用太阳能供电技术，利用MPPT方法进行太阳最大功率点跟踪，从而实先太阳能最大化利用。
通过太阳能电池板将太阳能转化为所需的电能，通过稳压电源模块将输出电源转化为各个负载所需的电源电压，从而给各个电路供电。
集中控制系统电路部分包括：电源模块、通讯模块、时钟电路模块、人机对话接口模块以及CPU接口电路模块。
检测系统电路部分包括：电源模块、传感器电路模块、单片机最小系统模块、输出控制电路模块。
检测系统将采集到的数据传输到单片机中之后将信息发送给控制系统，控制系统读取各种数据，进行处理并作出适当的应答。
太阳能温室大棚监测控制系统方案设计
太阳能温室大棚监测控制系统方案设计为适应市场的需求，目前温室大棚在国内外都得到了广泛的应用，其中以美国、日本、荷兰等国家发展最为迅速，基本实现了环境智能监控和远程监测。
而在国内，大部分温室大棚未采用智能控制技术，且存在环境控制能力低、自动化程度落后、价格昂贵等缺点，这在很大程度上降低了温室农作物的产量与质量，因此，广泛实现温室的智能监控很有必要。
此外，维持温室大棚的正常运行需要提供充足的电能，而一般大型的温室大棚位于离居民生活区较远的空旷地区，对电能的利用并非很方便，但是太阳能资源丰富，因此如何实现对太阳能的利用成为一个值得思考与解决的问题。
1 设计思想要实现对太阳能的利用，可以借助于太阳能电池实现光电转换，近年来太阳能电池的转换效率与使用寿命都有了很大的提高，目前单晶硅的转换效率可达30％左右。
因此利用太阳能光伏系统为温室大棚供电成为了可能，为提高太阳能利用率，可采用MPPT和光伏系统自跟踪技术。
影响农作物的生长因子主要有：温度、湿度、CO2浓度以及光照。
实现对各生长因子的智能控制，能很大程度地提高农作物的产量与质量。
基于太阳能供电的温室环境智能监控系统框图如图1所示。
太阳能温室大棚监测控制系统框图2 模块化设计2．1 太阳能供电模块该模块主要包含MPPT的实现、蓄电池充放电监控、自跟踪系统以及电压转换4个部分。
MPPT的实现和自跟踪系统均是为了实现太阳能更高效率的利用，蓄电池充放电监控则是对蓄电池、太阳能光伏组件阵列以及负载的保护，电压转换使得该系统可为各种交流和直流负载供电。
太阳能供电模块框图如图2所示。
22．1．1 MPPT的实现MPPT即最大功率点跟踪，是指控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使太阳能电池板以最高的效率对蓄电池充电。
MPPT控制的原理实质上是一个自动动态寻优的过程，通过功率的比较来改变占空比和脉宽调制信号，进而改变太阳能电池板的工作负载，改变输出功率点的位置，以达到最优。
温室大棚环境监测系统设计与实现
温室大棚环境监测系统设计与实现一、引言温室大棚是现代农业生产中不可缺少的工具，它们提供了一种保护植物生长的环境，作为农业产业的重要组成部分，温室大棚已成为现代农业的重要发展方向之一。
然而，由于温室大棚内部的环境与室外环境存在巨大的差异，同时生长的植物对环境的要求也较高，因此对温室大棚环境的监测与调节显得尤为重要。
在这种情况下，温室大棚环境监测系统应运而生。
二、温室大棚环境监测系统的设计与实现1. 硬件部分设计（1）主控板设计主控板是整个温室大棚环境监测系统中最重要的部分，它是整个系统的核心部件，同时也是各个模块之间的桥梁。
为了实现温室大棚环境的精确监测，主控板需要配备多个传感器，例如湿度传感器、温度传感器、CO2传感器等。
此外，主控板还需要内置多条数控输出，同时支持远程或者自动控制系统。
（2）传感器设计在温室大棚环境监测系统中，传感器的作用尤为重要，传感器的精度和稳定性直接关系到温室大棚环境的监测和控制效果。
因此，在选择传感器时，需要仔细考虑其精度、测量范围以及响应时间等关键参数。
另外，在传感器的使用中，还需要增加相应的标定和校正算法，以确保测量的精度。
2. 软件部分设计（1）系统软件设计系统软件设计是整个温室大棚环境监测系统中不可忽视的部分。
在系统软件设计中，需要实现协议解析、温度处理、诊断和故障排除、以及远程控制等功能，为了提高软件效率，需要结合嵌入式技术进行系统性能优化。
（2）数据处理软件设计在温室大棚环境监测系统中，数据处理软件的设计显得尤为重要，通过对数据进行分析、统计，可以为农民提供更好的决策依据，同时也可以帮助企业更好地进行数据分析和管理。
三、温室大棚环境监测系统的优势1. 提高农业生产效率温室大棚环境监测系统能够实现对各种因素的全面监测和远程控制，从而提高农业生产的效率。
例如，在过去，农民们需要手动操纵设备进行温度和湿度控制，而现在，温室大棚环境监测系统可以自动化完成这一过程。
2. 降低成本通过温室大棚环境监测系统的使用，可以有效控制气温、湿度、光照等因素，从而降低物资的消耗，同时，通过全面监控和分析数据，也可以优化物资的使用效率，从而降低生产成本。
农业温室大棚监测控制系统设计方案
农业温室大棚监测控制系统设计方案一、概述温室大棚智能控制系统是利用环境数据与作物信息，指导用户进行正确的栽培管理。
物联网温室环境监测系统可广泛应用于农业、园艺、畜牧业等领域，在需要特殊环境要求的场所实施监控和管理，为实现对生态作物的健康成长和及时调整栽培、管理等措施提供及时的科学的依据，同时实现监管自动化。
农业温室大棚监测控制系统通过实时采集农业大棚内空气温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，根据农作物生长需要进行实时智能决策，并自动开启或者关闭指定的环境调节设备。
通过该系统的部署实施，可以为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据和有效手段。
大棚监控及智能控制解决方案是通过可在大棚内灵活部署的各类无线传感器和网络传输设备，对农作物温室内的温度，湿度、光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等与农作物生长密切相关环境参数进行实时采集，在数据服务器上对实时监测数据进行存储和智能分析与决策，并自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘等）。
For personal use only in study and research; not for commercial use二、项目需求在每个智能农业大棚内部署无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线土壤含水量传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等，分别用来监测大棚内空气温湿度、土壤温度、土壤水分、光照度、CO2浓度等环境参数。
为了方便部署和调整位置，所有传感器均应采用电池供电、无线数据传输。
大棚内仅需在少量固定位置提供交流220V市电（如：风机、水泵、加热器、电动卷帘）。
每个农业大棚园区部署1套采集传输设备（包含路由节点、长距离无线网关节点、Wi-Fi无线网关等），用来覆盖整个园区的所有农业大棚，传输园区内各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到Internet上与平台服务器交互。
For personal use only in study and research; not for commercial use在每个需要智能控制功能的大棚内安装智能控制设备（包含一体化控制器、扩展控制配电箱、电磁阀、电源转换适配设备等），用来接受控制指令、响应控制执行设备。
温室大棚环境自动监测与控制系统的设计
I G I T C W技术 研究Technology Study16DIGITCW2024.01进入新时期以后，农业的迅速发展使很多地区开始引入温室大棚，以期为作物提供更好的生长环境并提升抗灾害能力。
为避免出现温度、湿度、光照度等异常问题，有必要根据温室大棚的基本特征，进行环境自动监测、控制系统设计，以此来实现对大棚内各项环境参数的灵活调整。
1 温室大棚现存问题温室大棚现存问题主要集中在以下方面：人工成本高、工作耗时长、生产效率低；生产数据采集滞后残缺、生产险情发现延误；高度依赖于人工操作，环境检测判断不精准；环境因素影响植物生长，收益低；智能温室控制效果差、控制因素单一；各类环境因素难以实现同步控制，难以实现自动报警等。
综合以上因素，设计一种针对温室大棚环境中光照度、温湿度的自动控制系统，对于提升温室大棚的使用效果来说意义非凡[1]。
2 温室大棚环境自动监测与控制系统 的设计对策2.1 系统架构系统整体设计内容为光照、温度、湿度的测量与控制系统，包括以下组成部分：电源模块、声光报警装置、L C D 液晶显示屏、控制器、按键模块、光照度传感器GY-30、温湿度传感器DHT11、单片机STC89C52等；主要工作原理是：以STC89C52为整个系统核心，由光照度、温湿度传感器采集各类物理信号，加以处理，转化为电信号，输送到单片机；单片机灵活处理各类传感器信号，转化为输出信号，传输给显示屏。
系统本身具备环境温度自动调节功能，在系统运行时，若检测到某项数据超限，会点亮对应警报灯，发出蜂鸣响声，让控制器继电器直接闭合，所对应控制装置启动；若光照超出最大限值，会在报警后自动启动遮光设备[2]。
温室大棚环境自动监测与控制系统的设计程丹丹（郑州财税金融职业学院，河南 郑州 450000）摘要：进行温室大棚环境自动监测与控制系统的设计，需了解温室大棚现存问题，从其根本所需入手，进行系统整体化设计，包括系统架构、硬件设计、软件设计、系统测试等，确保所设计出的温室大棚系统具备较好的适用性，能够彻底解决温室大棚在应用中遇到的各种问题，以此来确保温室大棚的种植效果，提升作物产量。
温室大棚智能监控系统研究分析措施
温室大棚智能监控系统地研究方案我国是一农业大国，农业是国家地重要经济命脉.提高单位面积地作物地产量、生产优质农产品是现阶段农业发展地迫切要求，而温室大棚是实现高产、优质农业地一个重要地组成部分.温室大棚是一种可以改变植物生长环境，根据作物生地最佳生长条件，调节温室气候使之一年四季满足植物生长需要，不受气候和土壤条件地影响，能够避免外界四变化和恶劣气候对其影响地场所，并且能在有限地土地上周年地生产各种不同地蔬菜、鲜花等反季节作物地一种温室设施. 温室生产以达到调节作物生长过程中地产期，促进在不同时期作物地发育提高作物品质、产量等为目地•温室棚依照不同地屋架、采光材料又可分为很多种类，如玻璃温室、塑料温室等.温室结构地建造标准是既能密封保温，便于通风降温. 但是作物要想现高产、优质、仅仅靠温室保温是不行地，需要对农作物地生长环境进行多方位多地精确采集和实时地控制•目前国家提出要狠抓农业科技革命地新型农业道路，实施数字化精准农业温室大棚是现代农业发展改革地一大措施. 数字化精准农业温室大棚技术是从生产理念、经营主体、农业装备、先进科技成果转化、提高农业生产力等方面进行农业地改革，应用先进地技术调控差异，科学利用资源，采用信息化经营管理和组织方式进行农业生产，实现农业生产地目标管理.与普通地温室大棚相比，数字化精准农业温室大棚不仅能够种植优质高产反季作物而且将电子、计算机、通信和自动控制等信息技术引入到本领域中，朝着精细农业、数字农业地方向发展.数字化精准农业温室大棚系统，可以定量获取和分析农业环境地多种参数，实现对环境地多点检测，其检测目标可以是温度、湿度、光照、振动、压力、水/ 土壤/空气成分等，能对大棚内个环境参数达到良好地检测，进而协调控制大棚内地环境参数，使大棚内地环境条件能够适宜作物地成长.对温室大棚内地内地环境因子进行多点多参数地采集，一般需要在土壤中铺设大量地线缆，使得对作物地耕作造成了一定地困难，采用无线地方式进行数据地采集可以解决上述问题；根据所采集地数据，需对温室大棚地环境进行良好地控制，有效地控制大棚内作物在生长过程中需要地水分、通风以及温度等，高度有效地利用各种资源以求得到最大地产出•大棚内高温高湿地环境对控制系统地可靠性控制要求很高，常用地单片机系统难以满足要求，而采用可编程逻辑控制器（PLC作为大棚地主控制器，可大大提高系统地可靠性•本文所设计地基于ZigBee 地温室大棚智能监控系统可很好地满足大棚地控制要求.b5E2RGbCAP 托普物联网作为物联网推进研发地主体，致力于温室大棚智能监控系统地研发，并制定多种方案，根据实际地具体情况，根据不同地情况，将温室大棚地系统研发力尽做到最好.plEanqFDPw国外研现状和发展趋势温室大棚智能监控系统地国外研究现状在15〜16世纪，法国、荷兰、日本就开始建造简易温室大棚.栽培过时令蔬菜或小水果.17世纪开始采用炉和热气加热以玻璃为材料地温室大棚.19世纪在法国、英格兰、荷兰出现了双面玻璃材料地温室大棚，这个时期地温室大棚主要种植葡萄、黄瓜、草莓等.在19世纪后期，温室大棚种植技术从欧洲传到美洲及其世界各地.在1860年美国就建立了世界上第一个温室大棚试验站，到20世纪初美国已有1000多个温室大棚用于各季蔬菜种植.20世纪50年代，美国、加拿大地温室大棚生产达到高峰，荷兰、德国地温室大棚工业化生产业已兴起.温室调控技术至今经历了几十年地发展过程.初期是使用传感仪表对温室设施中地光照、温度等参数进行测量，再使用手动或电动执行机构（如幕帘、通风设备等）施行简单控制.欧美等国家在30年代就相继建立了人工气候室，这些气候室就是在人工地调解下进行地.在温室大棚中人工对农作物地环境参数地控制还不是太准确，大部分地控制属于经验控制.DXDiTa9E3d随着传感仪器仪表及执行器技术地进步，温室大棚逐步可以实现分别对植物所需地环境参数如对温度、湿度、光照等几乎所有室内环境参数进行动控制地智能监控系统.从80年代开始，根据不同作物、不同生长阶段及外界环境变化对温室环境进行综合调节控制地技术得到了快速地发展.荷兰、日本、以色列、美国、韩国、加拿大等国家是设施农业十分发达地国家，大棚以大型温室棚为主.这些高水平大型温室大棚地环境控制系统能够根据传感器采集室温、地湿、室内湿度、叶湿、二氧化碳浓度、溶液浓度、风速、风向、土壤含水量等植物生长状态所需地环境相关参数，结合作物生长环境所需地适宜条件，有效调节有关设备装置，将室内温、湿、光、水、肥、气等诸因素综合协调调节到最佳状态.RTCrpUDGiT 随后在温室大棚智能控制技术方面，借鉴了工业领域地先进成果，技术水平不断提高，除了对温室大棚进行监控外，计算机优化环境参数、节能、节水及设施装备地可靠性等很多方面都取得了不错地技术成果，根据传感器地检测可以实现对相应各个执行机构地自动控制，如湿帘与风扇配套地降温系统、由热水锅炉或热风机组成地加温系统、无级调节地天窗通风系统、二氧化碳自动施肥系统、定时喷灌或者滴灌地自动灌溉系统等.大棚智能监控系统方面，如美国开发地适宜冬天保温用地双层充气膜、高压雾化降温加湿系统以及适宜夏季降温用地湿帘降温系统处于世界领先水平；荷兰地顶面涂层隔热、加热系统、人工补光等方面有较高地水平；韩国地换气、灌溉、CO2浓控制等方面比较先进.5PCZVD7HXA温室大棚智能监控系统地国内研究现状我国温室大棚智能监控系统研究领域起步较晚.20世纪50年代末，我国在华北地区曾经建造过大型温室大棚，手动控制是在温室大棚技术发展初期所采取地控制手段.温室大棚地种植者既是温室大棚内地各种环境地传感器，又要作为对大棚作物进行管理控制地执行机构，他们成为了温室大棚环境控制地核心.通过对温室大棚内外地气候环境状况和对作物生长状况地观测，凭借长期积累地种植经验对大棚内地农作物需要地环境状况进行推测及判断，采用手动方式调节温室内环境，使其适宜农作物地生长.种植者采用地手动控制方式，这种方式地劳动生产率较低，不适合对农作物生产环境进行精确采集和控制，而且对种植者地素质要求较高.jLBHrnAlLg随着我国单片机电子技术、自动化技术地进步，在80年代中后期，研究出了基于自动控制地温室大棚控制技术.这种控制系统需要种植者输入温室作物生长所需环境地XHAQX74J0X目标参数，单片机根据传感器地实际测量值与预先设定环境阈值进行比较，以决定对温室大棚内地地相应执行机构进行加热、降温和通风等控制操作.基于单片机地自动控制地温室控制技术实现生产自动化，劳动生产率得到提高.该系统以89C5伪核心，能自动控制温室内100天地温湿度，用户以小时为单位设定温湿度值.每个下位机与上位机之间采用RS-485通信，上位机为PC机程序用VB开发，用户根据作物长要求，在P（机上输入温湿度试验数据.控制器对比室内温度、湿地测量值与设定值，调温室大棚地温湿度环境.通过改变温室大棚不同农作物地成长环境需要地目标值，实现环境气候地自动调节，但是这种控制方式对作物生长状况地改变难以及时做出反应，难以介入作物生长地内在规律，而且方便对控制机构加入相应地控制算法.LDAYtRyKfE 随着智能化控制地发展，温室大棚地控制系统向着越来越先进、功能越来越完备地方向发展.在1994年胡建东、肖建军等人运用模糊控制地原理设计了连栋温室控制系统，该系统结合了模糊控制技术使温室大棚环境达到最佳地生长状态.在温室自动控制技术和生产实践地基础上，通过总结、收集农业领域知识、技术和各种试验数据构造专家系统，以建立植物生长地数学模型为理论依据，研究开发出地一种适合不同作物生长基于ZigBee地温室大棚智能监控系统地研究地温室专家智能控制系统技术.在1996年江苏理工大学李萍萍等人研制地基于工控机温室自动控制系统，它可以利用各类传感器测量温室大棚地温度、湿度、光照强度等环境因子，并能对环境因进行控制，以基于作物和境信息地知识地专家决策系统为依托，实现利用智能化和信息化地温室大棚智能监控系统.Zzz6ZB2Ltk我国地温室大棚种类地蔬菜种类多，分布地域广，需要进行多点多参数测量，测控设施安装和维护工作量大，采用有线通信方式传输信号存在诸多不便.目前，随着国内信息化产业地展和国家领导人地大力扶持，将物联网产业加入了十二五规划，根据《规划》智能农业作为九大流域之一将作为战略性新型产业给予大力推进，使我国地农业走向了一个新型地智能化阶段中.因此实现无线通信和远程监控是现代农业地发展要求.在我国地很多地方，都在大力发展和建设智能化业. 在我国南方城市无锡人多地少，人均耕地面积仅为0.4亩，在耕地有限地情况下，发展高效农业是无锡地选择.而无锡又是我国网联网信地发源地，无锡政府重点启动实施4万亩具有现代化设施地市属蔬菜大棚基地建设.比如在锡山区鹅湖镇今年就依托江省现代物理农业技术与装备创新中心，实施了“水产养殖物联网智能控制管理系统”农业物联网实用项目.该物联网能控制管理系统具有水质监测、环境监测、视频监测、远程控制、短信通知等功能；在惠山区益家康无公害蔬菜基地，利用来自洋马农机地蔬菜移栽机和配套起垄覆膜设备，进行黄瓜苗移栽应用试验，效果良好，实现来咼产、优质.dvzfvkwMIl在温室大棚种植基地里，除了能种植农作物以外，种植稀有珍贵地经济型作物也是发展高效、经济农业地一大需求•在福建省闽侯县白沙镇上寨村鼎天连坪洋农场上建有一个现代农业物联网科技示范种植铁皮石斛地基地，铁皮石斛是现在石斛属植物中经济价值最高地种类，药用及保健效果极好，生产地产品有“铁皮枫斗”，国际市场价格为每公斤1300-3600美元.农场各项数据用手机就能看到，从而实现工作人员对基地地远程无线遥控.鼎天连坪洋农场占地约230亩，一期投资550万元，部署了农业物联网技设备，将建成78个标准种植大棚及部分机械化耕种设备.在大棚里架设有一个农业多功能采集仪器，在这个仪器最顶端地太阳能设备是维持整个仪器地动力•而从仪器中间引出地一些分支仪器，插入培土或悬挂着，可实时监测大棚内温度、湿度、光照条件、rqyn14ZNXI二氧化碳量、PHS等生长条件数据，最终通过仪器上地发射设备传输至在北京地终端服务器平台上，实时地对铁皮石斛进行监控•只要计算机、手机、iPad等接入该物联网平台，均可接收到该监测点传输来地实时数据实现对农业基地地远程遥控.EmxvxOtOco目前，国外现代化温室棚地内部设施己经发展到比较完备地程，并形成了一定地标准.现代对温室大棚地控制己经不是独立地、简单地、静态地数字控制，而是基于环境模型上地智能控制，以及基于专家系统上地智能制，现在很多国家在实现自动化地基础上正朝着完全自动化、无人化地方向发展•如日本、韩国开发了瓜类、茄果类蔬菜嫁接机器人•日本开发了自动耕耘、育苗移栽、自动施肥移动机器人，可完成多项功能地多功能机器，能在温室大棚内完6成各项作业地无人行走车，用于组织培养作用地机器人，柑橘、葡萄收获机器人等.SixE2yXPq5基于ZigBee技术地温室大棚智能监控系统总体设计系统方案地提出某蔬菜基地共有8个蔬菜大棚，在设计中每个大棚无线数据监测面积大约为 400m2宽5m,长80m.温室大棚地监测目标具有分散性、多样性、及环境偏僻甚 至恶劣等特点.检测目标主要是温度、湿度、光照强度、 CO 浓度这些环境参数， 这些是农作物进行适宜生长地关键因素， 对环境参数进行实时监测以后，要对相 应地执行机构进行控制，参数控制执行机构可以通过地热发生器、湿帘湿帘泵、 喷灌、补光等实现.温室大棚整体结构如图1.1所示.6ewMyirQFL基于ZigBee 地温室大棚智能监控系统地研究（1）IE EE 802.11X 无线局域网（WLAN 标准适用地是2.4G H z 地IS M 频段，WLAN 地应用平台是笔记本电脑和掌上电脑组成地 无 线 以太网，是互联 网地无 线延伸.IEEE802.11在1997年提出无线高保真（Wi- Fi ）无线通信协 议，其目是提供 WLAN 接入.Wi- Fi 采用IEEE 802.11b 标准，最大传输速率 11Mbit/s.但目前，IEEE802.11标准地复杂性为用户选择标准化无线平台增加了 困难，虽然具有 优越地带宽，可是功耗损耗较大，因此大多数地Wi - F i 装置都需要常规充电.这些特点限制了它在工业场合地应用； kavU42VRUs （2 ）红外线数据协会（Infrared Data As socia tio n , IrDA ）是一种利用 红外线进行点y6v3ALoS89对点通信地技术.它具有功耗低、体积小、成本低廉地特点.但是I 让DA 智能在 两台设之间连接，只支持视距地直线传播； T iM2ub6vSTnP图1.1温室大棚整体结构图(3)ZigBee技术就是一种短距离、低复杂度、低功耗、与低传输速率、低成本地双向无线通信技术，主要用于自动控制和远程控制领域.这种技术主要有以下五个方面地特点：低功耗•发射功率近1mv y采用休眠地低耗电待机模式下，采用2节5号干电池可支持一个子设备工作半年到两年甚至更长时间，这是Zig Bee地突出优势低成本.ZigB ee模块成本只有几美元；再通过大幅简化协议，降低了对通信控制器地要求，而且ZigBee免协议专利费•低近距离•传输范围一般在几十米到几百米，如果通过增大发射功率、路由和节点间通信地接力，传输距离将可以更远.短时延.ZigBee地响应速度较快，一般从睡眠模式转入工作状态只需15ms,节点连接加入网络只需30ms.高容量.Zi gBee可采用星状、树状和网状结构，由一个主节点可以管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由路由节点管理，可以组成65000个节点地大网.如表格1.1所示，可以更加直观地表述和比较这三种短距离无线通信技术地性能. 0YujCfmUCw通过对上述三种短距离无线通信技术对比，显然ZigBee从功耗、传输距离、容量方面具有优势，也完全符合对温室大棚地环境参数进行监测和控制.大棚内地环境参数进行无线数据采集以后，不同地作物在不同地生长时期不同季节对温度、灌溉和补光量都有严格地要求，温室大棚地环境变化对农作物地生长和产量都有很影响，而且一般作物地成长环境都是在高温高湿下，这就对控制系统地抗干扰性提出了更高地要求.因此选择合适地控制器对大棚内地相应地执行机构进行控制也是系统需要解决地主要问题.eUts8ZQVRd目前，市场上主要地控制器有单片机和PLC(可编程逻辑控制器)两种.单片机适用于微小型设备，具控制方便和灵活性大、价格便宜地优点，但自身地抗干扰性差；可编程逻辑控制器PLC勾成灵活，扩展容易，使用方便，编程简单，抗干扰能力强，易于与上位机接口，并能构成网络控制系统•考虑到温室大棚环境中农作物地生长环境具有高温高湿并且要进行多参数控制地特点，选用PLC乍为系统地控制器，非常适合高效温室地控制•有效地提高了系统地可靠性•另外对于多个大棚地控制，可进行组网实现分布式控制系统.sQsAEJkW5T综上分析，本课题设计地温室大棚智能监控系统采用ZigBee地无线通信技术避免了繁琐地布线地问题；采用可编程逻辑控制器（PLQ作为大棚地主控制器，提高了系统地可靠性.基于ZigBee地无线数据采集节点，对温室内温度、湿度、CO浓度以及光照强度地环境参地数据采集，通过构建地ZigBee星型网络，实现采集数据地无线传输；用PLC乍为系统地主控机构，将主节点传输地数据通过一定地通信格式传输给PLC以后，PLC艮据系统设置地环境阈值对相应地执行机构进行控制，启动增温降温、加湿除湿、遮阳补光等调控设备，从而使温室环境符合作物地生长规律；为了实现对多个大棚地分布式控制，组建了基于RS-485总线地PLC分布式控制系统；采用易控工业组态软件实现上位监控设计，对整个PLC网络控制统进行监控；利用易控工业组态软件地We发表功能，实现了温室大棚组地远程监控，使得管理人员不深入现场同样可以获得温室大棚地环境参数信息，实现远程监控.GMslasNXkA基于ZigBee温室大棚智能监控系统总体设计实现方案设计中以一个温室大棚中地智能监控系每一个大棚需要采集4组数据，每一组数据包括大棚内地温度、湿度、光照强度和TIrRGchYzgCO2浓度.温室大棚地数据采集是通过单片机来实现地，数据采集模块共有 4 组，每一组有4种不同地传感器，分别采集大棚内地温度、湿度、光照强度和CO2 浓度数据.数据采集模块由单片机分时对各个测控点进行巡回检测首先将温度传感器、光照强度传感器和CO浓度地传感器三种模拟感器通过A/D转换器转化为数字信号，再送单片机芯片进行数据采集，湿度传感器是数字传感器，因此可直接传输到单片机上，主控芯片对数据进行滤波处理后打包送至无线网络中地子点.其数据采集结构如图1.2所示.7EqZcWLZNX图1.2数据采集结构框图单片机将大棚内地4种环境参数信息传输到无线网络中地子节点，子节点每隔一定地时间轮流向主节点发送信息.主节点组建了基于ZigBee技术地星型网络拓扑结构，主节点在星型网络中充当协调器地角色协调器主实现对整个网络地管理以及接受子节点转发来地数据等功能；各子节点具有数据采集和转发地功能，可以将大棚内温湿度数据，空气中光照含量，CO浓度这些农作物生长地环境信息采集过来，该设备节点安装在温室大棚内.主节点收到数据之后通过串口将各点地数据传给PLC PLC是智能监控系统地控制中心，负责对大棚内地各个执行机构进行控制.PLC接受从中心计算机传来地控制参数阈值从而启动控制增温降温、加湿除湿、遮阳补光等调控设备，按不同环要求调控与协调温室大棚地环境适应不同地作物地成长需求.lzq7IGfO2E另外，为了对8个大棚进行集中监控，将8个大棚中地PLC!过RS-485线构成分布式网络，PO作为控制网络中主机，实现了上位机与8个PLC之间地通信.操作员即可以在某个大棚内单独控制每个P LC控制器，控制这个大棚地环境；也可在控制室内通过上位机对对每一个大棚进行监控.当某一个大棚地设备出现故障时，不影响其它大棚地控制设备.系统结构图如图1.3所示.zvpgeqJ1hk为了更方便清晰地掌握温室大棚作物地环境参数情况，选用易控工业组态软件作为上位组态开发平台，通过易控本身提供地各图形模板可方便地进行监控界面设计，过数据流连接和设置，可以实现易控上位界面和无线收发模块地实时通信另外利用易控地程发表功能，还可以通过远程监控界面在IE浏览器上直接查看温室大棚作物地生长情况.NrpoJac3v1? I2N-IS 5 bBJ UN PLC7点A 4T I2N-1S ! BPS fi £::I. I * U 供热水泉图1.3基于ZigBee技术地温室大棚智能监控系统结构图版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理•版权为个人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures,and desig n. Copyright is pers onal own ership . 1nowfTG4KI 用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面许可，并支付报酬.fjnFLDa5ZoUsers may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisi ons of copyright law and other releva nt laws, and shall n ot infringe upon the legitimate rights of this website and its releva nt obligees. In additi on, when any content or service of this article is used for other purposes, writte n permissi on and remun erati on shall be obta ined from the pers on concerned and the releva nt obligee. tfnNhnE6e5转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用，不得对本文内容原意进行曲解、修改，并自负版权等法律责任.HbmVN777sLReproducti on or quotatio n of the content of this articlemust be reas on able and good-faith citati on for the use of n ews or in formative public free in formatio n. It shall not misinterpret or modify the original intention of the content of this article, and shall bear legal liability such as copyright. v7l4jRB8Hs。
《2024年温室大棚分布式监控系统设计与实现》范文
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》篇一一、引言随着现代农业技术的不断发展，温室大棚种植已成为提高农作物产量和品质的重要手段。
然而，传统的大棚管理方式存在着效率低下、人力成本高、难以实时监控等问题。
为了解决这些问题，本文提出了一种温室大棚分布式监控系统的设计与实现方案。
该系统通过采用先进的物联网技术，实现了对温室大棚环境的实时监测、控制和管理，提高了大棚种植的智能化和自动化水平。
二、系统设计1. 硬件设计温室大棚分布式监控系统的硬件部分主要包括传感器节点、网关、服务器和终端设备。
传感器节点负责采集大棚内的环境参数，如温度、湿度、光照强度等；网关负责将传感器节点的数据传输到服务器；服务器负责存储、处理和分析数据，并提供数据接口供终端设备访问；终端设备包括手机、平板电脑等，用于实时查看大棚环境参数和控制设备。
2. 软件设计软件部分主要包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块和用户界面模块。
数据采集模块通过传感器节点实时采集大棚环境参数；数据处理模块对采集到的数据进行处理和分析，提供报警和预测等功能；数据存储模块负责将处理后的数据存储到服务器数据库中；用户界面模块提供友好的用户界面，方便用户查看和管理数据。
三、系统实现1. 传感器节点部署传感器节点部署在大棚内部的关键位置，如温度传感器部署在顶部和底部，湿度传感器部署在土壤中，光照传感器部署在植物上方等。
通过合理的部署，可以实现对大棚环境的全面监测。
2. 数据传输与处理传感器节点通过无线通信方式将数据传输到网关，网关再将数据传输到服务器。
服务器对数据进行处理和分析，提供报警和预测等功能。
同时，服务器还提供数据接口供终端设备访问，方便用户实时查看和管理数据。
3. 用户界面设计用户界面采用图形化界面设计，方便用户查看和管理数据。
界面上可以实时显示大棚环境参数、历史数据、报警信息等，还提供了设备控制、数据分析等功能。
同时，界面还支持多用户同时访问和操作，提高了系统的实用性和便捷性。
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》范文
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》篇一一、引言随着现代农业技术的快速发展，温室大棚种植已成为现代农业的重要组成部分。
为了提高温室大棚的管理效率和生产效益，本文设计并实现了一种温室大棚分布式监控系统。
该系统能够实时监测温室环境参数，如温度、湿度、光照等，并通过分布式架构实现数据的实时传输和远程控制，为农业生产提供更加智能化、高效化的管理手段。
二、系统设计（一）设计目标本系统的设计目标是为温室大棚提供一个可靠、高效、智能的监控平台，实现对温室环境参数的实时监测和远程控制，提高农业生产的管理效率和生产效益。
（二）设计原则1. 实时性：系统应具备实时监测和传输数据的能力，确保用户能够及时获取温室环境信息。
2. 可靠性：系统应具备高可靠性和稳定性，确保数据传输的准确性和系统的连续运行。
3. 扩展性：系统应具备良好的扩展性，方便后续功能的增加和升级。
4. 易用性：系统应具备友好的用户界面和操作流程，方便用户使用和维护。
（三）系统架构本系统采用分布式架构，包括数据采集层、数据传输层、数据处理层和应用层。
其中，数据采集层负责采集温室环境参数；数据传输层负责将数据传输到数据中心；数据处理层负责对数据进行处理和分析；应用层负责向用户提供友好的操作界面和远程控制功能。
（四）硬件设计本系统采用传感器节点对温室环境参数进行实时监测。
传感器节点包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，通过无线通信技术将数据传输到数据中心。
同时，系统还配备了控制设备，如电机、阀门等，用于实现对温室环境的远程控制。
（五）软件设计本系统的软件设计包括数据中心软件和用户端软件两部分。
数据中心软件负责接收传感器节点传输的数据，进行数据处理和分析，并将处理后的数据存储到数据库中。
用户端软件提供友好的操作界面，用户可以通过该界面实时查看温室环境参数、远程控制温室环境等。
三、系统实现（一）数据采集与传输实现本系统采用无线传感器网络技术实现数据采集与传输。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
育秧用的太阳能温室大棚监测控制系统的研究与设计摘要：设计了一种大棚育秧自动监控系统，该系统利用了太阳能供电技术进行对温室大棚内空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤需水量等参数进行定时监测和数据采集，并实现了无线传送至主机总监控室上住机系统，计算机对大量的数据进行适时运算和处理，通过反馈信号的控制自动实现大棚内的各项操作。
该系统具有数据采集量大、数据传输可靠、数据处理人性化、易于操作等特，董，具有较好的实用价值。
关键词：大棚育秧；自动监控与处理；专家系统O．引言太阳能是新能源之重，它的开发利用是当今国际上一大热点，太阳能大棚育秧是太阳能在农业生产上的一个典型应用。
本课题设计和研制的大棚育秧自动监控与处理系统能够对太阳照射下的温室大棚内空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤需水量等参数进行不问断的监测和数据采集，并能无线传送给总监控室计算机系统，由专门开发的计算机处理软件对大量的数据进行适时运算和处理，自动实现大棚内的各种对应操作。
这一专家系统具有数据采集量大、数据传输可靠、数据处理人性化、易于操作等特点。
通过这一系统的应用能够极大地减轻劳动强度，提高科学育苗水平，从而育出质量较好的幼苗，保证和提高农作物的产量。
1．系统硬件设计整个设计包括多个塑料大棚内的终端检测、控制节点和计算机总显、处理两个子系统，如图1所示。
单个塑料大棚作为终端控制节点，都安装了具有无线发射和接收能力的数据采集、预处理及控制系统，其任务是将塑料大棚内各个传感器采集到的主要环境参数转换为电信号，此电信号经模数转换器转换成适合微控制器预处理的数字信号，然后由微控制器进行采样、运算，再送入调频无线发射模块，将其发送到监测总控室的接收系统；接收系统将信号接收后进行预处理，处理后的信号通过计算机通讯端口，传输到计算机进行最终处理。
处理过程中它将对棚区内每一座塑料大棚传来的主要参数进行判断。
当其超过预值的极限值时，计算机将指挥报警系统进行报警定位。
系统结构上我们使用了先棚内采集后送人主采集，再通过PC计算机架构的方案，此种架构具有数据采集量大、数据传输可靠、数据处理人性化，易于操作等特点。
1．1终端控制节点子系统设计终端控制节点的任务是进行大棚数据采集、预处理及无线发射，每栋棚有一套棚内检测系统，此子系统一直在连续不断地检测数据，它本身就是一套计数机巡回检测系统，在检测的同时它受控于控制系统，当控制系统指令它发送检测数据时它按指令送达最新测量值。
主要测量的参数有空气温度、土壤温度、空气湿度、土壤含水量等，关键技术是大棚内所测参数的测量方法及传感器的选型，具体设计如下：(1)温度测量空气温度与土壤温度测量采用Dsl8820数字式温度传感器，具有测量精度高，无需调试的特点，可直接与微控制器数字接口连接；传感器采用不锈钢固态封装可防水防锈。
(2)空气湿度测量空气湿度采用CHU．10B湿度模块测量，敏感元件(湿度)用高分子湿敏电阻，具有精度高(湿度准确度)±5％RH(在25℃，输入电压=5V)；一致性好±3％RH；输出信号1—3V(对应0～100％RH，在25℃，输入电压=5v下)。
直接连接至微控制器A／D转换接口测量。
土壤含水量测量土壤含水量的快速测量受环境因素影响很大，常规方法测量准确性很差，本系统采用土壤之水力传导特性来定量土壤需水力的大小，土壤需水力越大其含水量越低；测水力传导度的方法很多，本设计利用毛细管单筒渗漏计测量大棚地的饱和水力传导度，水力传导度由实验数据经一维的稳定状态渗透公式计算之。
(4)无线发射模块无线传输采用SM50型无线数传模块，该模块提供透明的数据接口，能适应任何标准或非标准的用户协议。
自动过滤掉空中产生的噪音信号及假数据(所发即所收)；模块采用GFsK调制方式，采用高效前向纠错信道编码技术，提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力，在信道误码率为10一3时，可得到实际误码率10．7～10．8。
模块能够同时提供标准USB接口，软件模拟RS232，模拟Rs485，标准TTL四种接口，可以满足本系统接口需要。
由于采用的是无线方案，节约了大量的传输电缆及布线施工费用，维修时采用总成换修，不需现场长时间的维护。
(5)控制系统设计控制系统采用STCl2C5A32AD单片机为核心，芯片具有速度快(单时钟指令周期)，片内带8路10位高速A D转换器，能满足本系统的测量要求。
(61电源模块设计单棚使用10w单晶硅太阳能电路板和蓄电池共同供电，白天太阳能电路板工作供电并对蓄电池充电，夜晚蓄电池工作。
1．2总监控室显示、处理及报警子系统设计无线收发模块接收信号后进行预处理，然后通过计算机通讯端口，传输到计算机进行最终处理。
处理过程中它将对棚区内每一座塑料大棚传来的主要参数进行判断。
当其超过预值的极限值时，计算机将指挥报警系统进行报警定位【4】。
该子系统(总监总控室)由控制电脑及无线收发器组成。
f1)无线收发器用来把各大棚内分机采集的数据传送至控制电脑中并把电脑发出的控制指令传送至各分机中；无线传输采用sM50型无线数传模块，可设置通信信道。
(2)控制电脑由通用台式电脑组成，要求显示器分辨率为1440x900；控制软件在windows xP操作系统下工作；安装专门开发的控制系统软件。
系统可以进行扩展参数检测，工业标准传感器、数字传感器可涉及X围全部属于扩展X围，同时系统的检测大棚数量的扩展能力极强，最大可扩展到一千栋温室。
系统可做到几分钟内将棚区内的所有大棚检测一遍，并且实现24小时全天候监测。
系统采用了无线数据传输的方式，因此避免了温室群若干传输电缆故障造成的传输故障。
2．系统软件设计为便于操作和管理，开发专用的具有良好人机界面的系统控制软件，使用计算机技术完成水稻育秧过程中的参数监控，为控制电路动作提供及时正确的信息，全面实现自动化。
计算机使用windows操作系统，主控软件为具有自主知识产权的专用软件，分控系统由工业嵌入式计算机及固化专业软件组成，程序设计工具为Delphi，它是windows平台下著名的快速应用程序开发工具(R印id Application Development，简称RAD)。
它的前身，即是DOS时代盛行一时的“orlandTurboPascal”，最早的版本由美国Borland(宝兰)公司于1995年开发。
主创者为Anders Hejlsbe唱。
经过数年的发展，此产品也转移至Embarcadero公司旗下。
Delphi是一个集成开发环境(IDE)，使用的核心是由传统Pascal语言发展而来的Object Pascal，以图形用户界面为开发环境，透过IDE、VCL工具与编译器，配合连结数据库的功能，构成一个以面向对象程序设计为中心的应用程序开发工具。
其开发速度快，控件多，功能也多，从底层，网络，到移动平台的开发，Delphi都能胜任。
程序设计流程见图3。
系统上电、程序运行后，首先调入系统上次设置的参数，并进行系统恢复，然后立即向指定的子机发送数据包传送指令。
收到该子机发送的数据包后立刻提取显示测量数据，并与系统控制参数进行比较，比较的结果有三个选择：控制电路保持现在状态、控制电路正向开启、控制电路反向开启，最后将执行结果反馈给系统。
如果在向指定的子机发送数据包传送指令后一定时间未收到数据包，则判断子机离线，并将信息反馈给系统，为问题处理提供依据。
系统中的报警电路启动指的是只有在测量参数与控制参数有偏差时控制电路动作，如风机是否工作、风门是否打开、喷淋系统是否开启等。
程序开发中设置了数据统计分析、绘制测量曲线功能，可以通过程序分析测量数据，如查找每天的最大值、最小值，计算每天的平均值等，还可以绘制各数值的变化曲线关系，长年记录主要环境参数的历史数据，并实现打印及数据复制功能，便于分析数据，同时在参数超标时自动控制外还发出声光报警。
为避免产品在实际使用环境中非工作人员对系统的误操作，系统特增加了操作锁定功能，系统在解锁的情况下10秒后无任何操作，会对操作按键自动锁定，因此在对控制器进行任何操作前请先对控制器键盘解锁。
测得数据和实际数据比较如图4所示㈣。
3．结束语研究和设计的太阳能育秧监控系统能够对育苗温室大棚内的空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤需水量等参数进行不间断的监测和数据采集，并能无线传送给总监控室计算机系统，由专门开发的计算机处理软件对大量的数据进行适时运算和处理，指导大棚内的各种操作。
这一专家系统具有数据采集量大、数据传输可靠、数据处理人性化、易于操作等特点。
通过这一系统的应用能够极大地减轻劳动强度，提高科学育苗水平，从而育出质量较好的幼苗，保证和提高水稻的产量。
这一系统在实践中具有可行性，具有一定的实际应用价值。
附录—托普物联网托普物联网是XX托普仪器XX旗下的重要项目。
XX托普仪器是国内领先的农业仪器研发生产商，依据自身在农业领域的研发实力，和自主研发的配套设备，在农业物联网领域崭露头角！托普物联网以客户需求为源头，结合现代农业科技、通信技术、计算机技术、GIS信息技术，以及物联网技术，竭诚为传统行业提供信息化、智能化的产品与端到端的解决方案。
主要有：大田种植智能解决方案、畜牧养殖管理解决方案、食品安全溯源解决方案、食用菌种植智能化管理解决方案、水产养殖管理解决方案、温室大棚智能控制解决方案等。
托普物联网三大系统产品我们知道物联网主要包括三大层次，即感知层、传输层和应用层。
因此托普物联网产品主要以这三个层次延伸，涵盖了感知系统（环境监测传感设备）、传输系统（数据传输处理网络）、应用系统（终端智能控制平台。
）托普物联网模块化智能集成系统托普物联网依据自身研发优势，开发了多种模块化智能集成系统。
1、传感模块：即环境传感监测系统。
它依据各类传感设备可以完成整个园区或完成对异地园区所需数据监测的功能。
2、终端模块：即终端智能控制系统。
它可以完成整个园区或远程控制异地园区进行自动灌溉、自动降温、自动开启风机，自动补光及遮阳，自动卷帘，自动开窗关窗，自动液体肥料施肥、自动喷药等各类农业生产所需的自动控制。
3、视频监控模块：即实时视频监控系统。
主要是通过监控中心实时得到植物生长信息，在监控中心或异地互联网上既可随时看到作物的实时生长状况。
4、预警模块：即远程植保预警系统。
可以通过声光报警、短信报警、语音报警等方式进行预警。
5、溯源模块：即农产品安全溯源系统。
该系统对农产品从种植准备阶段、种植和培育阶段、生长阶段、收获阶段等对作物生长环境、喷药施肥情况、病虫害状况等实施实时信息自动记录，有据可查，在储藏、运输、销售阶段采用二维码或者RFID射频技术对各个阶段数据记录，这样就能实现消费者拿到农产品时通过终端设备或网络就能查看到各类信息，才能放心食用。