二氧化碳变送器在农业生产中的应用

二氧化碳变送器具有多种量程可选、适应恶劣环境、安装简便和现场维护容易等特点,大体可分为两线制变送器、三线制变送器及四线制变送器3类.二氧化碳变送器广泛应用于园艺行业、水果储藏、温室、蘑菇房、安全报警、泄漏监测以及需要良好通风的恶劣环境等.农业大棚或谷仓中的测量仪器需要面对很苛刻的环境, 二氧化碳变送器也能正常工作.为此,二氧化碳变送器在农业生产自动化中有着广阔的应用前景.     

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。     

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。     

基于物联网的农业温室大棚监管系统设计

笔者设计了一种基于物联网的农业温室大棚监管系统,该系统通过一系列传感器实现对温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等数据的实时采集。将数据发送至STM32F103C单片机控制系统中进行处理分析,同时利用WiFi通信模块配合MQTT协议接入OneNET云平台,完成与客户端的数据交换,用户可通过移动终端作为人机界面进行监控,发送远程命令控制执行设备调节棚内农业生产参数。试验结果表明,该系统具有稳定可靠、监控效果好、成本低等优点,能有效提高农业大棚种植的科学化和智能化控制水平。     

基于单片机控制的温室二氧化碳调控系统设计

设计了以ARM2132为中央处理芯片、应用GSM模块无线通信的二氧化碳浓度精准调控系统.通过系统控制处理、数据采集和数据传输等模块的相互组合,实现对二氧化碳浓度的精准调控.温室大棚的使用结果表明,系统实现了上述设计功能,具有检测精度高和可靠性强的特点.     

环保型二氧化碳自动控制器

1 引言 　随着设施农业的进一步发展,各种各样的二氧化碳气肥喷施设备被用于温室生产中。但是,大部分这类设备只是单独控制温室中二氧化碳的浓度,没有根据植物光合作用的需求进行多因素自动控制,这样一来就造成气肥喷施不合理,气肥利用率不高,提高温室运行费用。与此同时,大部分此类设备的气源采用化学反应法和燃烧矿物法来获得,在得到二氧化碳的同时也产生了新的污染,不利于环境保护。环保型二氧化碳自动控制器采用先进控制技术,解决了上述问题。     

基于集成制造系统模式的机械化农业生产系统的研究

近些年来,随着社会发展以及经济水平提升,科技不断进步,生产力逐步强化,农业生产更加趋于机械化.纵观现代化农业可持续发展进程,实现科学合理农业生产系统的优化构建可谓是其核心内容.文章将针对基于集成制造系统模式的机械化农业生产系统进行简要探讨.     

嵌入式系统在设施农业中的应用

1前言 由于嵌入式系统具有体积小、重量轻、成本低、功耗小,其功能可以满足不同用户的要求,嵌入式系统在设施农业领域得到了广泛应用.通过嵌入式系统,可以将计算机自动控制技术、现代信息技术等高新技术结合起来,实现现代化的"精准农业"和可持续发展农业.降低物耗能耗、提高资源利用率、减少浪费、减少化肥和农药使用量、减少污染物产生、提高经济效益.对于我国的农业发展,嵌入式系统更具有实际意义.通过采用低成本的嵌入式系统,开发出既能满足我国现代化农业生产需要,又能减轻农民负担、提高产量的设备,加快我国农业现代化的步伐.     

开放式系统农业机器人技术概述

简要叙述了农业机器人的研究现状,指出目前农业机器人系统的封闭与专用性导致了其通用性与适应性差、效率低且成本高,不利于农业机器人的推广应用等问题.开放式系统的提出可以实现农业机器人从实验室走向田间的目标.为此,进一步介绍了开放式系统的概念及开放式系统机器人与开放式农业机器人的应用情况,并在此基础上重点阐述了开放式农业机器人系统的设计原则和研制的关键技术.     

基于物联网的农业大棚环境监测系统设计

为实现农业大棚环境信息的实时远程监测和管理,设计基于物联网的农业大棚环境监测系统。系统依据物联网架构设计,感知层通过单片机实时采集空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度与光照强度6个环境参数,通过GPRS将数据传输到网络层。网络服务层基于云服务器,提供业务逻辑管理功能,建立数据中心。应用层采用Bootstrap和ECharts等网页技术,提供响应式布局的可视化交互界面。系统实现农业大棚环境信息采集与远程监测,提高农业大棚的管理水平。     

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。     

基于无线传感网的设施环境二氧化碳精准调控系统

设计了一套基于无线传感网的设施环境二氧化碳精准调控系统,包括主控节点、监测节点及补施节点,通过Zig Bee协议实现节点间信息交互。监测节点实时获取设施内多点二氧化碳浓度、温度、光照数据;主控节点根据作物各阶段最适生长环境,结合温度与光照阈值,动态计算二氧化碳浓度目标值与实时值之间的差值作为调控参数,采用反馈控制实现二氧化碳动态调控;为改善以往设施二氧化碳补施不均的普遍现象,设施中气体扩散管道采取双M型布置方式,设计开孔大小不同的二氧化碳扩散孔,由补施节点配合对流装置控制各小区域的二氧化碳排放量,达到均匀和定量补施的目的。实地布置和试验表明基于无线传感网的设施环境二氧化碳调控系统可实现稳定可靠运行,以设施番茄为研究对象,在面积36.66 m~2日光温室内补施目标值与实时值的相对误差小于3.5%,在面积27.74 m~2玻璃温室内验证监测节点间二氧化碳浓度变异系数小于2.93%,证明本系统可实现二氧化碳精准及均匀补充。     

农田二氧化碳浓度梯度原位同步测量系统优化设计与试验

为准确测量农田近地层二氧化碳浓度梯度分布,降低人为测量所产生的干扰误差,设计了一种二氧化碳浓度梯度原位同步测量系统。该系统由机械采集模块和系统控制模块组成,机械采集模块负责采集气体,系统控制模块实现二氧化碳浓度的自动测量,测量系统在农田中自动进行二氧化碳浓度梯度分布的测量,并采用无线传输技术将测量数据发送至服务器。阐述了测量系统的总体结构以及各模块设计方法,运用Fluent软件模拟了二氧化碳测量的抽气过程,分析优化了测量管路间隔与抽气速度、管道直径的关系,并进行了测量系统室内标定和现场二氧化碳浓度测量试验。试验结果表明,该系统能够较好地测量农田二氧化碳浓度梯度的分布,测量误差不大于4.17%,实现了农田信息的自动获取,对二氧化碳碳汇信息计算具有重要意义。     

温室大棚CO2浓度精准调控系统的设计与实现

CO2是绿色植物进行光合作用的主要原料,其含量严重影响植物品质,现有无线调控系统因成本高、层次多,不适合我国农业发展的现状。针对以上问题,基于不同环境、不同作物的不同要求,研制了以CC2430为中央处理芯片、采用Zigbee技术无线传输的CO2浓度精准调控系统。该系统采用模块化设计,包含中央处理单元、数据采集模块、控制模块、电源模块和人机交互模块,通过模块组合和加载软件的差异形成监测和控制2大类设备。各设备间通过Zigbee协议实现自组网方式下多跳数据交互,完成基于现场检测结果的CO2浓度的精准控制。在温室大棚的实用结果表明,其可实现上述设计功能,具有监测精度高、可靠性高、使用简单、成本较低和扩展性强等特点。     

基于C8051F020的智能新风控制系统设计

针对当前新风控制系统中存在的测量误差偏大、控制目标单一等问题，设计一种以二氧化碳、TVOC、温湿度为控制目标，以串口指令触摸屏为人机界面的智能控制系统。该系统以C8051F020单片机为核心，通过比较各控制目标实时值和设定值，作出相应的逻辑计算，确定各风机的档位及热交换阀门的开闭。通过试验证明，该系统能够在满足新风量的要求下大大降低能耗，具有良好的应用前景。     

设施农业精准灌溉监控系统的研究与开发

该系统是针对近年我国设施农业快速发展，但缺乏先进实用的设施农业节水技术与设备而研制开发的．通过土壤水分传感器、植物营养检测系统、精准灌水机、PLC智能控制器、计算机监控等手段，充分合理利用有效水资源，从而使设施农业灌水效率和水的利用率达到最佳。系统应用高精度传感技术、通信技术、数据库存储和处理等技术，将计量系统、灌水设备、植物生长、土壤水分与作物生长规律及需水规律有机结合在一起，使调控手段更加合理，可在线提供实时作物灌溉数据，从而提高产量节省水源，实现精准灌溉，在国内设施农业领域具有创新性。系统具有经济节能、操作容易、自动化程度高的优点，可在异地随时掌握作物灌水情况，大大方便了用户。可广泛应用于温室大棚、精细农业、草地牧场、城市绿化等领域，对节水农业的实施具有重要的现实意义。     

对农业大系统控制若干问题的思考

本文所涉及的“智能农业”是指基于大系统控制理念的农业大系统智能控制体系,这与以往的基于电脑农业和农业专家系统的“农业智能化”有本质的区别。本文所探讨的“智能农业”是从复杂大系统角度把农业系统看成一个可控的闭环大系统,然后在农业领域综合应用人工智能、自动控制、运筹学,以及引入先进的检测技术和网络技术等来整体提高农业系统的智能化,并达到优化产出。本文对智能农业的论述是围绕复杂大系统的控制问题而展开的,进一步完善对于智能农业的阐述;同时,针对人工智能和自动控制应用、大系统分析建模和系统控制指标解析等进行了讨论,提出了若干研究方向和需要重视的问题。      

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,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9μA,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。