物联网技术视角下温室蔬菜智能灌溉控制系统分析

本项目提出了一种基于物联网技术的温室蔬菜智能灌溉控制系统,此系统可以通过无线传感器智能采集温室内空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度、光照强度的环境参数信息,并可以通过无线传输协议实现各类环境参数的自动化获取、传输以及执行控制。实践结果表明,温室蔬菜智能灌溉控制系统可以根据土壤温湿度情况,自动控制滴灌设备进行自动化滴灌,相对于常规滴灌设备来说,温室蔬菜智能灌溉控制系统可以达到15%～20%的节水效果。     

农业温室大棚智能环境监测系统设计

环境控制对于提高温室大棚的利用效率、使之利于作物生长实现增产增收具有重要意义。本课题设计的温室大棚环境监测系统,采用先进的温湿度传感器采集温湿度信号,以单片机为硬件核心,采用基于专家控制系统的智能控制器对数据进行分析和处理,对大棚内的环境包括温度和湿度进行实时监测并做出相应控制指令。     

基于增量式PID算法的温室温湿度控制系统设计

针对人为控制准确度低、操作复杂、代价高等问题,设计一种基于增量式PID控制算法的温室大棚温湿度控制系统。系统以单片机AT89S52为控制核心,采用DTH11温湿度传感器采集温室内作物生长环境温湿度物理参数。通过外部键盘输入适合作物生长的温湿度目标值,单片机内部的增量式PID算法确定固态继电器状态,驱动温室内温湿度调节电路,最终达到适宜的目标值。实验结果表明该系统能实现智能温湿度自动控制,控制精度温湿度分别保持在±0.5℃和±1.5%之内,并在10min内达到目标温湿度值。该系统满足现代农业生产控制领域高精度、快速和人性化的需求。     

蔬菜大棚恒温恒湿控制系统设计

蔬菜大棚的恒温恒湿控制系统是一种为蔬菜提供适宜环境、避免各种棚外环境变化对其影响的控制系统。该系统采用TM200CE40RS系列的PLC为核心部件,采用温度和湿度两类传感器采集现场信号,将采集到的模拟信号经PLC转化为数字信号,PLC将测量结果与预设温湿度进行逻辑运算后发出相应的指令控制输出系统使风扇、加湿器等设备动作,这样大棚内的温湿度就能实现自动控制。其控制技术可以使大棚运行于经济节能状态,实现大棚的无人化和智能化管理,减轻人们的劳动强度,降低温室能耗和运行成本。经过反复试验和商议,该设计系统具备性能稳定、操作简单、价格低廉、服务便捷等特点。     

温室温湿度耦合控制方法研究

为解决温室温度、湿度环境精准控制问题,基于PID算法并结合温度、湿度热力学分析,提出了一种温室温湿度耦合控制方法。通过实验结合参数辨识方法建立温室温度、湿度的数学模型;从热力学角度分析温度与湿度之间存在的耦合关系,得出温湿度耦合函数;将耦合函数作为温湿度之间的影响关系添加到基于PID算法的控制模型中,最终建立了基于PID算法的温湿度耦合控制模型。实验结果表明:加入温湿度耦合关系后,耦合控制相较于无耦合控制方法,温度控制与湿度控制系统的系统稳态时间分别减少73.3%和50%,系统稳态误差均为0,系统更加稳定准确。温湿度独立控制方法很难实现温室温度与湿度的协调准确控制,而采用耦合控制方法能够大幅度提高控制系统的稳定性、快速性及准确性,实现了温室温湿度的精准控制,从而提高了温室作物的生产品质。     

温室大棚温湿度模糊控制系统及PLC程序设计

温室大棚环境系统是一个具有非线性、时变和大惯性等特点的复杂系统,难以建立精确的数学模型进行控制。为此,以显著影响温室作物生长的温湿度为研究对象,构建了一个温湿度模糊控制系统方案,应用模糊控制系统理论设计了温湿度模糊控制器,编写了模糊控制算法的PLC程序,并对温湿度的模糊控制效果进行了实际观测。系统运行结果表明:当温湿度值设定为22℃和70%RH时,控制过程平稳、超调量小、运行稳定,能够满足温室作物对生长环境的要求。     

基于STM32的智能温室无线监控系统设计

智能温室无线监控系统采用嵌入式技术,由温湿度模块、无线传输模块、电源模块及自动控制系统组成,以期农业与自动控制系统结合,采集温室的光照度、温湿度,实现串口软件实时监控并存储采集到的数据。该系统的应用营造了一个有利于温室作物生长的环境,提高了蔬菜产量、品质,且节省了大量的劳动力资源。     

基于无线通信的温室环境监控系统设计

针对温室管理智能化的需要,提出了一种基于无线数据传输的温室环境参数监控系统。该系统以MSP430F169作为微控制器,通过数字温湿度传感器DHT11、土壤温湿度传感器SHT10P、光强数字转换芯片TSL2561和CO2气体传感器MG811检测温室环境中的空气温湿度、土壤温湿度、光照强度及CO2含量,以n RF24L01+作为射频无线通信模块实现下位机和上位机之间的数据通信,以TC35i作为GSM无线通信模块实现上位机和监控终端之间的数据通信。用户可以通过上位机或监控终端对温室环境参数进行检测和控制,使温室内环境参数控制在所希望的水平上,实现温室环境参数的智能化控制。     

PLC功能指令在农村温室温度控制系统中的应用技巧

介绍了温室环境的特点，根据其特点提出温室温度控制要求，以温度作为优先控制的环境因子进而确定了以PLC为核心的温室温度控制系统．对温室温湿度进行实时控制。重点设计了温室温度控制主程序及功能指令的应用技巧。     

PLC和MCGS组态软件在温室控制中的应用

温室为植物生长提供了适宜的生长条件,温室环境控制越来越受到重视。为此,提出了基于PLC和MCGS组态软件的温室控制系统设计方案,采用温度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器对温室中环境指标进行检测,并将测量值送入PLC中,由PLC将其与设定值进行比较,再发出相应的指令驱动执行设备来调节温室内的环境参数,从而实现温室的自动化控制。采用MCGS软件完成了控制系统的组态设计,实现了动态演示、过程监测、数据记录、曲线显示等功能,从而实现了控制系统操作的人性化和过程的可视化,为温室环境控制提供了设计基础。     

基于无线传感器的蔬菜大棚温湿度采集系统设计

针对当前农业大棚蔬菜种植的信息化和自动化需求,利用物联网技术,提出一种基于无线传感器的大棚蔬菜温湿度采集系统。为实现蔬菜大棚温湿度采集功能,分别从硬件和软件的角度对系统进行构建。在硬件方面,结合蔬菜大棚中传感器节点较多的问题,采用温湿度传感器节点与无线射频模块结合的方式,完成蔬菜大棚中温湿度的自动采集和数据发送;在软件方面,利用IAR集成开发环境对上机位软件进行开发。通过对部分功能的测试,验证开发方案在农业蔬菜大棚中应用的可行性,为现代农业的发展和推广提供了借鉴。      

大漠温室模糊控制系统设计

依托温度传感器Wzppt100、湿度传感器HS1101以及单片机MC68HC705C8等硬件,设计了针对中卫沙坡头地区果蔬温室的智能控制系统,在采集与处理温室温度、湿度和光照度等参数的基础上,采用模糊算法,实现对温室卷帘机、换气扇、供暖器和微管喷滴灌等系统的实时控制。     

节能优化北方日光温室多样化智能控制系统设计

智能温室可促进现代农业发展,实现农作物的优质优产,带来较大的经济效益。针对我国西北地区的气候条件,研究设计了一套日光温室多样化环境智能调控系统。该系统将一年中温室调控按照最优节能分为6个阶段,应用现代检测技术实现对不同工作模式下的温室环境温度、环境湿度、土壤湿度、CO₂浓度、光照度参数进行采集;运用可编程控制技术实现对各参数的数据处理及对卷膜、湿帘风机等执行机构的动作控制;运用组态王监控软件实现温室环境参数的监控和手动控制。运行结果表明,该调控系统运行稳定,基本满足控制要求。      

基于UWB定位的智能温室三维温湿度检测系统研究

为解决现有无线检测系统无法精准有效反映温室内立体空间的环境变化情况，以及传感器节点定位误差大、硬件成本高等问题，设计了一种基于UWB(Ultra wide band)定位的智能温室三维温湿度检测系统。系统通过一款自主设计的集成UWB定位模块的STM32F系统板对各传感器节点进行定位，并搭载AHT25型高精度传感器对环境数据进行采集。UWB主基站使用4G网络通信模块将各传感器数据及位置信息发送到上位机，并在Web端根据HTML5技术实现温室三维温湿度场可视化，完成温室三维温湿度远程检测。系统定位测试试验证明，各传感器节点精度主要集中在10～30 cm范围内，部分节点测量位置误差大于50 cm,各节点最大丢包率为2.5%,平均丢包率为1.9%,满足温室测量基本需求，对检测温室热工缺陷区域以及研究植物生长适宜环境有重要意义。     

OPC技术在智能化农业监控系统中的应用

在某智能化农业系统中,使用OPC技术将iFIX组态软件监控的蔬菜温室大棚系统,以及组态王软件监控的智能养殖系统的数据统一传输到总控室.该技术能够在总控室实时监测蔬菜温室大棚系统的温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等,同时监测温室大棚内部各类辅助设备状态信息及作物生长状况信息;又能在总控室实时监控到智能养殖系统自动上料机...     

OPC技术在智能化农业监控系统中的应用

在某智能化农业系统中,使用OPC技术将iFIX组态软件监控的蔬菜温室大棚系统,以及组态王软件监控的智能养殖系统的数据统一传输到总控室。该技术能够在总控室实时监测蔬菜温室大棚系统的温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等,同时监测温室大棚内部各类辅助设备状态信息及作物生长状况信息;又能在总控室实时监控到智能养殖系统自动上料机、自动清粪机、供氧机、通风设备、灯具等的参数信息,为提高种植技术、养殖状况改良提供数据依据。依此来阐述OPC技术在智能化农业系统中的应用,给智能化农业的发展提供可靠的通讯方式支持。     

大棚温湿度和光照度自动控制系统设计与实现

针对当前我国农业设施化的发展需求,设计了一种适用于农业温室大棚的监控系统。该系统以STC89C52单片机为核心,以DHT11温湿度传感器为温湿度采集单元,以AH2003为光照强弱采集单元,由温湿度检测、温湿度控制、照度检测、照度控制和上位机系统等组成,实现对棚内环境的监测、调节。测试表明棚内的温度、湿度、光照强度和光照时间均符合植物最佳生长条件。      

基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计与试验

针对传统果蔬农业大棚环境数据感知不强、现场维护工作量大、无线覆盖区域受限、生产管理效率低、成本高的问题,提出一套基于模糊PID控制的NB-IoT果蔬农业物联网系统设计。以STM32L475VET6超低功耗芯片为主控芯片,通过NB-IoT和ZigBee双协议融合组网技术和环形缓冲队列算法组建广域无线网络,设计现场监测终端与远程云监控平台,将局域终端节点采集的环境因子信息接入云服务器进行统计与分析。系统根据采集到的数据自动调控反馈控制设备,达到低功耗模式下的广域覆盖监测并智能反馈调控果蔬大棚环境因子的目的,实现感知层、网络层到平台层和应用层一套完整的果蔬大棚物联网系统设计。将模糊PID控制算法应用于温棚环境调节的仿真测试表明,〖JP3〗系统平均丢包率为0.088%,空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度等环境因子参数平均相对误差保持在0.5%以内,NB-IoT休眠功耗小于9 μA,能实现智能反馈控制并保证系统多节点部署、多参数检测、低功耗工作、广覆盖通信的条件,使系统具有更高的复杂环境适应性和稳定性。     

微型水培人工气候箱环境监控系统设计

针对水培菜生长过程中对光照强度、环境温湿度及营养液的不同需求,设计了一种微型水培人工气候箱环境监控系统,可用于家庭园艺或餐厅农场。基于STM32F103ZET6控制器,设计了系统相关硬件电路及系统控制程序,主要包括外部环境检测模块、外部环境调节模块、营养液检测模块、营养液调节模块、LCD显示及按键模块及上位机显示界面。用户可实时监测微型人工气候箱中的光照强度、温湿度以及营养液的pH(酸碱度)值、EC(电导率)值、DO(溶解氧)值和主要养分离子浓度,相关执行机构工作,可将各环境参数自动调节至标准阈值内,由上位机界面显示各环境参数的变化情况。系统运行测试结果表明:系统能够在15min内完成对作物生长所需各项环境参数的调节,为作物生长提供稳定可靠的环境条件,同时可监测所得主要养分离子浓度的变化情况,为后续研究作物生长养分吸收规律和养分动态管理提供依据。