基于力控软件平台的温室大棚智能监控管理系统

1 引言

精确农业(Precision Agriculture ) 是当今世界农业发展的新潮流，它最大的特点就是“精确”，利用卫星全球定位系统、遥测遥感技术、计算机自动控制技术和物联网等高新技术于农业生产，用以提高产量，降低能耗。精确农业的推广不但可以最大限度提高农业生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。

随着农业技术的不断发展，温室大棚已经相当普及，随之而来的温室大棚智能监控管理平台搭建的需求愈发强烈。传统的温室大棚多为人工通过简单的温湿度计量设备或者简单的仪器仪表获取环境状态参数，并根据经验手动控制各个调节阀。此种方式效率低下，控制效果也无法达到智能自动的要求，因此传统的监控管理方式已显示出诸多局限性。

2 系统设计原则

可扩展性——系统在设计过程中除满足当前需求外，还需为日后的系统扩展留有足够的接口，所有功能模块均为可组态化设计，可以灵活的增加或者删除。

可集成性——系统在设计过程中需具备高度集成性，满足于第三方平台的实时交互集成需求。

可控制性——系统建成后，要求对温室中的温湿度、光照强度、喷灌装置等设备可实现远程自动、手动控制，保证温室作物处于最优的生长环境中。

3 系统设计目标

根据现场实际需求，温室大棚智能监控管理系统需要满足一下设计目标：

●系统可实现各个温室大棚的空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等数据的采集和汇总。

●系统可实现对各个温室大棚的智能控制，需配套合适的控制策略实现对风机、喷淋灌溉、遮阳调光等设备的远程控制。

●系统需要保证温室大棚的内环境最适宜作物的生长，为作物的高产、优质、高效、安全创造条件。

●系统数据除了满足汇总归纳分析的需求，还可实现远程浏览，可通过手机、PDA等移动终端实时对现场环境实现监控管理。

4 系统组成

为了实现上述设计目标，本系统包括现场采集传感终端、控制终端、无线通信网络终端、监控中心系统平台4部分组成。图1所示为系统架构图。

图1 系统架构图

4.1 传感终端

温室大棚环境信息采集单元主要由各种环境信息传感器组成，包括以下几类：

1）数字温湿度传感器

该传感器可实现相对温度和湿度的环境信息测量，具备专业的数字化集成技术和温湿度测量技术，保证数据的真实有效性。传感器自身符合超低功耗设计，单线或者两线串行接口连接方式，可直接与控制器连接实现数据传输。

2）土壤水分传感器

该传感器可实现长期无人值守的土壤含水量监测，外壳抗腐蚀能力强，可长期深埋在土壤中而不会受到损坏，具备高精度、高灵敏度等特点。可实现表层土壤和深层土壤墒情的定点监测和在线测量，数据可直接由水分监测仪获取，或者直接与控制器相连。

3）光照强度传感器

该传感器用于对温室大棚内可见光光照强度的测量，输出信号符合通用标准，能够根据当前的光照条件自动调整量程范围，从而在不同光照强度下均可保持准确的精度。