基于物联网的温室大棚自动控制系统

应用自动控制和电子计算机实现农业生产管理自动化，是农业现代化的重要标志之一，近年来电子技术和信息技术的快速发展，带来了温室控制革命，农业生产质量增长产生了巨大的经济和社会效益。随着国民经济的快速发展，现代农业取得了长足的进步，温室工程已成为高效农业的重要组成部分。自问世以来，计算机自动控制的智能温室已成为现代农业发展的重要手段和措施。其功能是以先进的技术和现代设施人工控制作物生长的环境条件，使作物生长不受自然气候的影响，实现全年工厂化、高效、高产值、高效生产。

一个完整的温室自动控制系统，包括以下部分：

1 现场监测元件：包括温度监测、湿度监测、CO2浓度等监测元件。这些装置相当于整个控制系统的眼睛，实时监测温室的状况，以实现控制。

2 执行结构：如各种泵、加热器、CO2 发生器、照明控制器和其他执行器。这些装置相当于整个控制系统的手，通过这些设备执行自动控制系统的指令，以实现控制目标。

3 A/D和D/A转换模块。由于自动控制系统无法识别各种电信号，因此计算机必须将其转换为标准数字信号才能识别。同样，计算机也发出标准数字信号。这些设备就像人类的神经系统，将每个信号传输到大脑和执行机构。

4 控制系统主机：主机根据不同的环境、作物和生长期实施各种控制方案。它是控制系统的核心，相当于大脑。

5 人机交互系统：员工可以通过人机交互系统了解系统的工作情况，并通过人机交互系统向控制系统发出人工指令，设置控制主机的工作环境。人机交互系统可以通过紫金桥组态软件实现。

以上分类是典型的控制系统。根据系统的简化，系统的配置会增加或减少。如果有一些小系统，它们直接使用计算机作为控制系统的主机，并与人机交互系统集成。

功能叙述

温室环境包括非常广泛的内容，但一般来说，温室环境主要是指空气和土壤的温湿度、光照CO2浓度等。计算机通过各种传感器接收各种环境因素信息，并通过逻辑操作和判断控制相应的温室设备来调节温室环境。输出和打印设备可以帮助种植者进行全面和详细的数据分析，并保存历史数据。该系统主要具有以下功能：

1.综合环境控制

四季连续工况调控系统采用计算机实现环境参数比较分析。，比例调节环境温度、湿度和通风。CO2 发生器按需比例调节环境CO2浓度，夏季室外屋顶喷雾，在保证室内光强的前提下，结合调节环境温度和通风，达到强制降低环境温度的效果。温室电动执行器通过计算机进行整体调节，自动调节作物生长所需的温度、湿度、光、水、气等条件，并通过臭氧消毒净化器对温室进行消毒。

2.肥水灌溉控制

采用计算机肥水灌溉运筹系统。根据作物区的需要，水培区的营养液成分，PH和EC综合调节值。基质和土壤的水势值主要根据作物生产需要设定，滴灌和喷灌系统的灌溉时间和次数自动调整。

3.处理紧急状态

采用计算机测量环境参数和状态极限值反馈报警保护系统。根据作物参数设置温室环境极限值和作物生长环境参数极限值报警保护系统，提高整个系统的安全性。

4、信息处理

采用计算机配送控制信息管理系统。信息处理由中央控制计算机完成。主机通过局部数字通信网络连接到现场控制器，实现远程双向控制和全系统集中数据处理。其功能包括运行实时参数执行器的显著模拟状态、历史数据存储、检索、平均数据报告、曲线显示和打印。

以葡萄温室、黄瓜、番茄温室为例，介绍其生长参数：

葡萄温室：

a、冬季休眠期约90天，温室内温度为5℃。休眠后白天需要控制温室内温度25-30℃，夜间15-18控制℃。

b、湿度应保持在50-75%不超过95%。

c、光强应保持在45000-55000勒克斯

d、上午日出后至10点左右，二氧化碳浓度保持在1000PPM左右。

e、PH值保持在7-7.5。

f、EC值离子总浓度保持在1‰-2‰，随时调整。

番茄温室：

a、苗期温室温室温度13-15℃，种植后白天上午应保持25-28℃，下午20-25日℃，夜间应保持15-18℃。

b、白天湿黄瓜70-75%，晚上85-90%；白天番茄65-75%，晚上75-85%。

c、番茄的光强应保持在5万勒克斯左右，保证12小时的光照；黄瓜应保持在4万勒克斯左右，保证8-10小时的光照。

d、上午日出后至10点左右，二氧化碳浓度保持在1000PPM左右。

e、PH值保持在6.5-7.5。

f、EC值离子总浓度保持在1‰-2‰，随时调整。