基于嵌入式的温室大棚温度自动控制系统设计

摘要：温室大棚温度控制是一个复杂的系统,对于多种变量的控制都有着较高的要求,这也是长期以来温室大棚都需要人工介入的重要原因。本文针对目前温室大棚种植中的自动化和智能化程度不高的现状,结合自动控制理论、智能控制算法和物联网通讯技术,设计了基于嵌入式的温室大棚温度自动控制系统。     

温室大棚计算机测控系统的研制

本文介绍了一种基于计算机测控技术及传感器技术的温室大棚测控系统，该系统可完成温室内的温度、湿度、土壤含水率、光照及CO2等参量的采集，并可根据上述参数实现温度调节、光度调节、节水灌溉及二氧化碳等参数的自动调节，实现了温室大棚自动控制功能，为温室大棚的工厂化育秧、工厂化种植打下了坚实的基础。     

基于STM32温室环境测控系统的研究

在传统温室自动化监控系统的基础上,针对目前温室大棚面积不断增大、温室内传感器种类及数量不断增多,且不易连栋管理的现状,设计了基于ARM CORTEX-M3核的以STM32单片机为核心的智能温室控制系统。系统采用CAN总线技术对连栋大棚的主要环境因子,如温度、湿度及光照度等进行智能控制,通过串行通信实现上位机控制,增强了温室大棚的智能化和实用性。     

远程无线高精度温室大棚环境监控系统设计

温室大棚种植技术对现代化的农业生产具有重大的意义,是一种全新的农作物种植技术。为实现对温室大棚的多通道、高精度控制,设计了1种基于ARM处理器、多级组网模式的远程无线高精度温室大棚环境监控系统。该系统以数字传感器采集温室大棚环境数据,通过ZigBee无线通信技术以及全球移动通信系统(GSM)技术实现与远程电脑(PC)终端以及无线手持监控终端的远程通信控制。试验表明,该系统具有环境参数控制精度高、响应时间快、无线通信距离远以及操作方便等优点,为实现农业的集团化种植及精准控制提供了借鉴。     

多功能智能温室监控系统设计

设计了一个基于无线传输的单片机控制智能温室监控系统,该系统能实现实时采集温室参数信息,利用红外对射模块实现入侵报警。给出了该智能温室控制系统的硬件部分和软件部分设计,结合有线和无线通讯技术,将从机的采集信号实时传送计算机,经过数据比较处理,发送控制命令,实现温室大棚的最优控制,从而提高温室大棚的农产品产量。     

基于机器人的温室大棚环境智能监控系统

针对温室大棚有线监控系统存在布线困难、劳动力成本高和无线监测点移动性差等问题,设计一种以机器人为移动监测点,以Kingview 6.55软件为上位机开发平台的温室大棚环境智能监控系统。该系统采用现场可编程门阵列((field-programmable gate array,简称FPGA)控制板作为采集控制终端,结合多路传感器实现对机器人的行走控制和各环境参数的实时采集、处理、显示、存储及监测报警等功能,并通过APC220无线模块将处理后的数据传给上位机,上位机根据用户设定参数范围值,通过APC220无线模块发送相关设备的启/停控制命令,实现环境参数的远程控制。同时,管理人员也可以借助通用分组无线服务(general packet radio service,简称GPRS)模块和手机终端,实现查询环境参数和控制设备等功能。结果表明,该系统具有运行稳定、采集精度高、易于控制、成本低廉等优点,能满足温室大棚监控的智能化需求。     

基于物联网的温室大棚智能监测系统设计

针对传统温室大棚参数监测存在繁琐的布线问题,设计了基于新型物联网技术的温室大棚智能监测系统。该系统以CC2530无线传输模块结合温湿度传感器、光照传感器和CO2浓度传感器构成无线采集节点,对温室环境参数进行检测;检测数据通过由ZigBee模块构成的路由节点选取最优路径实现数据的无线传输;采用STM32作为核心处理器设计嵌入式网关,并利用GPRS技术将现场检测到的数据实时传送给监测中心,实现对温室环境的实时监测和报警。结果表明,该系统运行稳定、测量准确、网络覆盖性好、布点灵活、低功耗并且使用方便。     

基于物联网技术的温室大棚智能管理系统构建

为提高温室大棚管理与监控水平,基于物联网技术构建一种温室大棚智能管理系统。该系统通过对农作物生长环境参数采集存储、WEB客户端信息处理、预警分析和温室设备的智能控制等,实现了大棚的科学化管理和对农业大棚的实时监测和自动控制。系统结合各种信息技术和智能温室大棚的生产管理需求,采用感知层、网络层、应用层的3层体系结构进行系统构建,包含了实时数据采集、网络监控、大数据分析平台、设备操控模块。     

基于嵌入式温室大棚环境监控系统设计与实现

随着电子信息技术的发展,将嵌入式技术与农业建设相结合已成为趋势。设计一款基于嵌入式的温室大棚环境监控系统,该系统以微处理、ZigBee技术、5G通信技术为核心,利用传感器技术采集温室大棚内环境信息,通过socket网络通信技术实现采集数据和控制指令的发送与接收。经测试验证,该系统能够实现温室大棚环境远程实时监控,为温室大棚远程管理方案设计提供参考。     

大棚及温室蔬菜高效栽培模式

采用大棚及温室模式进行蔬菜高效栽培,主要模式为以大棚黄瓜为主的两种两收蔬菜种植、以大棚西葫芦为主的两种两收蔬菜种植、以温室芹菜为主的蔬菜种植、大棚（温室）西红柿种植。通过这样的模式种植,可以错季生产,达到一年四季都有新鲜蔬菜供应,同时避免蔬菜集中生产、集中上市,增加了经济效益、社会效益和生态效益,提高了城乡居民的生活水平。     

基于CAN总线的温室大棚微耕机导航分布式控制系统节点设计

为了提高设施大棚机械化作业的效率和精度,提出基于控制器局域网络(controller area network,CAN)总线的自主导航分布式控制结构并进行节点的设计。系统采用主-从分布式控制结构,以嵌入式控制器作为主控节点采集GPS数据和电子罗盘数据,从而决策适当的控制指令;以单片机控制作为功能节点,实现对微耕机的转向、变速和升降机具的控制。基于ISO11783标准设计了导航系统CAN通信协议,系统通讯测试结果表明,该通讯系统能够满足基本功能要求且工作稳定可靠。     

基于微信平台的智能温室监控系统

针对传统温室系统存在的问题,设计1种基于微信平台的智能温室监控系统。利用微信公众平台进行远程监控与管理,以新浪云服务器为中介,通过WiFi模块实现单片机Arduino与微信服务器的数据交互。借助微信实现远距离监控,这样可以随时随地读取温室环境信息参数,然后根据相关参数,发送目标指令,启动相应的调节设备如喷水机、送风机、加热器、降温器等,调节大棚内的环境参数,以达到最适宜条件,实现对温室内设备的远程操作。     

设施农业温室大棚智能控制技术的现状与展望

设施农业的发展是农业现代化的重要标志,也是现代化农业发展的重要建设任务。温室大棚智能控制作为设施农业种植与生产过程中的关键环节,是提高生产效率、保障农作物品质的重要措施,近年来,已成为国内外热门研究课题。温室环境是一种非线性、强耦合性、多干扰性、时滞性的动态环境系统,温室内环境因子与环境因子、植物生长情况与环境因子之间都存在复杂的能量关系。因此,如何高效经济地实现温室内多因子间的复合控制是温室环境控制过程要解决的关键问题。我国的智能温室大棚技术较国外发展晚,在控制方法、控制技术和控制成本等方面都与国外先进技术存在较大差距。为了促进我国设施农业温室大棚智能控制技术的快速发展,推动设施农业领域的技术进步,总结了国内外温室大棚智能控制技术的发展过程,重点对模糊控制、神经网络控制和专家系统控制等温室控制算法进行了分析和比较,展望了设施农业温室大棚智能控制技术的发展方向。     

基于MC9S12XS128MAA的温室远程监控系统设计与实现

针对传统小型温室大棚规模化、智能化、远程化管理改造的需要,运用无线Wi-Fi、因特网VPN技术,并采用Freescale公司的MC9S12XS128MAA微控制器作为本地客户端核心芯片,构建了分散小型温室大棚远程异地监测和控制的硬件系统。此外,重点阐述了系统客户端的硬件、系统数据传输协议、系统上位机软件的设计与实现。该系统建构简单、操作方便,在实现了农业现代化和减少劳动力成本的同时提高了经济效益,为小型温室或大棚的异地远程监测与控制提供了支持。     

大棚温室蔬菜病虫害发生原因及防治措施

大棚温室蔬菜种植技术作为现代种植技术,在蔬菜的整个种植周期内,病虫害侵蚀问题无法避免,只有通过合理开展病虫害防治工作,方可将蔬菜产量、质量损失控制在最低标准。基于此,本文以大棚温室蔬菜病虫害发生原因为依据,探讨相关防治措施,以期有效提高病虫害防治效果。     

基于物联网技术的温室养殖监控系统的设计与实现

通过对现代智慧农业相关设备的了解,本设计提出了一个基于物联网技术的温室养殖监控系统。该系统具有手动和自动两种模式,具有通讯距离不受到限制、数据传输速度快、准确的特点。在参数检测和采集方面,设计了多个、多种类型的传感器,分别实现室内外的温湿度和土壤湿度的检测、光照强度检测;在控制方面,采用多个步进电机和继电器组合的方式,分别实现对各个执行装置的控制;基于One-NET的远程监控平台,实现对参数进行综合处理,真正做到温室智能管理。     

基于无线传感网的多功能简易智能温室控制系统的设计

本文以ZigBee技术为核心,采用通用性思想和模块化设计的思路,用无线传感网络技术解决温室大棚内的农作物生长的智能自动监控系统。设计了基于ZigBee组网技术的数据采集节点,采集温室内环境因子的数据,搭建了基于ZigBee的网状网络,实现了采集数据与控制数据的无线传输。利用单片机作为控制机构,根据已经设置的环境阈值控制相应的执行机构,启动相应调控设备,若温室环境发生了变化,控制系统通过Zig Bee连接自动控制温室内的执行机构,可使温室环境一直处于最适合农作物生长的条件。同时,由于ZigBee的可扩展性,可添加新的功能执行机构,例如杀虫系统,从而实现多功能的智能温室控制系统。     

基于Labview的大棚温室环境因子测试与控制系统

依据大棚室温环境因子选取相对应的变送器,将其五项环境因子转变成测试与控制所需要的电信号。变送器具有数据通讯协议MODBUS-RTU和数据通讯接口RS485,测试的数据通过HAC-SMART系列微功率无线数传电台发送到控制计算机上,根据大棚温室环境因子相互关联和耦合关系,建立数学模型,利用Labview软件平台对其数据进行采集、记录、分析、处理、存储。分析处理的结果再通过无线数传电台发送到智能GSM短信控制器上,智能GSM短信控制器与执行部件相连,一方面通过执行部件的开或关,达到对大棚温室环境因子的测试和控制的目的;另一方面通过智能GSM短信控制器将其采集和控制的过程发送到手机上,使操作者时刻了解和掌握大棚温室的工作状态。整个测试与控制系统具有灵活的、可视的、可操作的人机交互界面,实现大棚温室环境因子最佳参数的测试和控制,满足农作物的最佳生长条件。     

基于PLC的温室大棚自动控制系统设计

在温室大棚控制系统中,对温室内的环境因子如温度、湿度、C02浓度及光照度等的有效控制是实现农作物优质、高产及高效的关键环节。设计了温室总体控制方案,应用S7-CPU226、EM231和HMIMOY等设备构建了PLC温室控制l系统,编写了各执行机构的控制程序和模糊算法相关程序,并应用winccflexible组态了该控制系统的监控画面。结果表明,该系统能够很好地实现对温室中温度、湿度、CO2浓度及光照度等环境因子的有效控制,实现对温室中各参数的实时监控,较好地满足温室作物对生长环境的要求。     

基于CAN总线和GPRS的温室大棚监控系统的设计

针对温室大棚范围广、环境因子多的特点,提出了一种基于CAN总线和GPRS的温室大棚监控系统。在硬件方面,用单片机C8051F040采集温湿度、光照和CO2浓度等环境参数,所有数据通过CAN总线和GPRS上传到远程上位机中,同时通过上位机可以控制大棚的温湿度、通风设备、补充光源的开关。上位机软件采用组态王软件实现,具有直观和可靠性。通过试验证明,整个系统工作实时性好,操作简单方便,能很好地满足温室大棚的自动监控的需要。