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- 智能溫室控制如何實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的監(jiān)測？發(fā)表日期：2013-10-23 來源：托普物聯(lián)網(wǎng) 瀏覽次數(shù)：3936次
隨著社會的發(fā)展,各種園藝溫室和農(nóng)作物溫室的數(shù)量在不斷增加。這些溫室有的也安裝有各種加熱、加濕、通風(fēng)和降溫的設(shè)備,但對于相應(yīng)設(shè)備的操作大多還是由人工來完成。當(dāng)溫室的面積達(dá)到上千平米甚至更大時,操作人員的勞動強(qiáng)度會變的很大,并且光靠人工也已經(jīng)無法完成溫室內(nèi)的溫度和濕度的調(diào)節(jié)。筆者介紹的基于PLC和數(shù)字式溫濕度傳感器的溫室控制系統(tǒng)可完成對溫室內(nèi)溫濕度的自動測量和調(diào)節(jié),大大降低了操作人員的勞動強(qiáng)度,并且使溫室達(dá)到了比較先進(jìn)的管理水平。
溫室是一種可以改變植物生長環(huán)境、為植物生長創(chuàng)造更好條件、避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱鏊?。它以采光覆蓋材料作為全部或部分結(jié)構(gòu)材料,可以在冬季或其他不適宜露地植物生長的季節(jié)栽培植物。溫室生產(chǎn)以達(dá)到調(diào)節(jié)產(chǎn)期,促進(jìn)生長發(fā)育,防治病蟲害及提高質(zhì)量、產(chǎn)量等為目的。而溫室設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù)是環(huán)境控制,該技術(shù)的最終目標(biāo)是提高控制與作業(yè)精度。
溫室中的環(huán)境指的是溫室中作物在地面以上的生長空間。溫室中的環(huán)境由光照、溫度、濕度、CO:濃度等因素組成。工作人員可以利用溫室控制系統(tǒng)對上述的這些因素進(jìn)行調(diào)節(jié),即環(huán)境控制,從而給作物提供一個最佳的溫室生長條件。
溫室控制主要是根據(jù)外界環(huán)境的溫度、濕度、光照以及風(fēng)速、風(fēng)向、雨量等氣候因素來控制溫室內(nèi)的溫度、濕度、通風(fēng)、光照,創(chuàng)造出適合作物生長的環(huán)境。在實(shí)際控制中,溫度、濕度、光照等被控量之間會互相影響,其中某個被控量的改變,會影響到其他被控量的變化。
PLC把傳感器采集的有關(guān)參數(shù)如溫度、濕度等轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并把這些數(shù)據(jù)暫存起來,與給定值進(jìn)行比較,經(jīng)一定的控制算法后,給出相應(yīng)的控制信號進(jìn)行控制。此系統(tǒng)還可以經(jīng)過串行通信接口將數(shù)據(jù)送至上位機(jī)。從而完成數(shù)據(jù)管理、智能決策、歷史資料統(tǒng)計分析等更為強(qiáng)大的功能,并可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、編輯、存儲、打印輸出。
傳感器把與生物有關(guān)的參量(溫度、濕度等)轉(zhuǎn)換為電壓信號后,經(jīng)運(yùn)算放大器組成的信號處理電路變換成壓頻轉(zhuǎn)換器需要的電壓信號。溫度傳感器的輸出電流與絕對溫度成正比,且具有溫度響應(yīng)快、線性度好及高阻抗電流輸出等特點(diǎn),適于長距離傳輸。
可把一5℃一55℃的溫度轉(zhuǎn)換成IV一4V電壓,濕度傳感器測濕調(diào)理電路把10%一90%的相對濕度轉(zhuǎn)換成4n1A一20mA電流輸出信號。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括風(fēng)機(jī)、氣泵、水簾、遮陰簾、電磁閥等設(shè)備,用于調(diào)節(jié)溫室參數(shù)。
溫室控制是一種多輸人、多輸出的復(fù)雜控制系統(tǒng)。下面從三個方面說明其處理過程:
(l)季節(jié)不同,調(diào)節(jié)措施不同。在春季和秋季,溫度、濕度等參數(shù)可以通過風(fēng)機(jī)、水簾、遮陰簾等進(jìn)行調(diào)節(jié)。在冬季,溫度、濕度參數(shù)可以通過暖氣、水簾進(jìn)行調(diào)節(jié),而不能用風(fēng)機(jī)和側(cè)窗。因此,將控制分為冬季和其他季節(jié)兩種模式。冬季調(diào)節(jié)措施有:暖氣電磁閥、氣泵、水泵、水簾和補(bǔ)光燈;其他季節(jié)調(diào)節(jié)措施有:風(fēng)機(jī)、遮陰簾、水簾、氣泵、水泵和補(bǔ)光燈。
(2)不同生長時期,參數(shù)要求不同,控制模式不同。以西葫蘆為例,整個生長過程分為:發(fā)芽期、幼苗期、開花期和結(jié)果期。因此,將控制再分為4個生長時期和每天的白天、前半夜、后半夜3個時段。在不同時期采用不同的調(diào)節(jié)措施。
(3)不同參數(shù),調(diào)節(jié)措施之間的關(guān)系不同。在補(bǔ)充CO:和溫濕度變化不大時,風(fēng)機(jī)不能打開。在光照不足時,遮陰簾不能拉上。因此,控制模式采用屏蔽方式。在充CO:時,屏蔽風(fēng)機(jī);在光照不足時,屏蔽遮陰簾。
參考來源：智能溫室監(jiān)測系統(tǒng) http://www.znyt.com.cn/baike/info_31.html
