蔬菜温室大棚温湿度监控系统.doc

蔬菜温室大棚温湿度监控系统系统背景及实施意义 随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。温室大棚的温度控制成为一个难题。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。 为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。它以先进的技术和现代化设施，人为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，做到常年工厂化，进行高效率，高产值和高效益的生产。 苏州木兰开发的蔬菜温室大棚温湿度监控系统是专为蔬菜种植温室研制的温湿度智能监控系统，能够自动监控室内温湿度。本方案结合了蔬菜栽培温室的特点，采用温湿度传感器，克服了传统模拟式温湿度传感器的不稳定、误差大、容易受干扰、需要定期校准等严重缺陷，本产品测量数据准确，精度高，运行稳定，质量可靠，在蔬菜温室大棚具有广阔的应用前景。 3、 系统组成、工作原理及方案介绍 在蔬菜温室里安放木兰公司生产的ML-T220温湿度传感电子标签及相应的读卡设备。标签会将采集到的温湿度信息，如蔬菜大棚里的温度湿度等，通过无线方式不停地向外发送信息，这样安装在附近的读卡器就能接收到这些信息，并将接收到的的信息传到管理中心的主机。如果温室当前的温湿度不利于蔬菜生长，主机就会按照使用人员指定的方式输出多种报警来提醒大棚管理员做出相应的操作，从而实现塑料大棚蔬菜的智能化管理。 监控系统安装后，操作人员可根据传感器实时温湿度数据对温室内部采暖、通风等设备进行操作，有效解决了现代化智能连栋温室运行费用高，耗能大等缺点。监测系统还可根据蔬菜生长条件设置警报值，当温湿度异常时进行报警，提醒工作人员注意。本套系统防水防尘，可以长时间运行于温室等高温高湿环境。并采用无线传输技术，保证在温室这样的多钢结构建筑中信号的稳定传输。 工作原理如下图所示 温湿度检测模拟图： 4、 系统功能、特点、优势 SHT1x数字温度传感器具有电阻温度系数大，感应灵敏，电阻率高，元件尺寸小，电阻值随温度变化而变化基本呈线性关系，在测温范围内，物理、化学性能稳定，长期复现性好，测量精度高。（如果用户有特殊的需求，可以自己指定传感器） 系统功能及优势： 系统优越性 系统结构清晰，高度集成化，安装、操作简单，适用于各类使用环境，操作界面充分考虑客户个性化需求，系统运行稳定性好。 自动记录 实时更新并自动记录温湿值，所有温湿度历史记录及相关数据真实可靠，存储方式专用 易于查询 查询任何该蔬菜温室内的固定测点及移动测点的温湿度历史数据记录、温湿度历史曲线、温湿度预警信息、温湿度超限信息、超限处理措施及整改提示、监测点环境情况评估、监测点故障、监测点地理位置等信息。 完整精确且灵活记录打印 将预订的时间点自动记录所有测点的温湿度值及报警信息，形成可查询、打印的历史记录、历史曲线、报表。 灵活的报警功能 报警方式有电脑声光报警、就地测点声光报警、预设地点（值班室）声光报警、手机短信报警、电子邮件报警等。 传感器在线标定 需要标定系统测试精度时无须拆卸传感器，只需通过软件设定即可。 系统可扩充性强 测点可在一定范围内任意增加。 安装简单 接线方便可靠。 低功耗 低功耗设计：独有的自备电源管理方案，配有小容量UPS电源。 系统特点： 远距离 : 识别的最远距离是 80m （正常的距离是 0 50米，5080米的距离要另外配置天线），识别距离可调。 防冲突性 : 先进的防碰撞技术，可同时识别 200 个 / 秒以上标识。 高速度 : 最高识别速度可达 200 公里 / 小时。 安全性 : 加密算法与认证，确保数据安全，防止链路窃听与数据破解。方向性 : 可实现有方向性和无方向性的识别。 高可靠 : -40 -85 ，防冲击。 成本性 : 全部采用 0.18uM 的芯片，成本更低。 功耗性 : 超低功耗，更健康、更安全。 传输性 : 全球开放的 ISM 微波频段，无须申请和付费。 高抗干扰性 : 对现场各种干扰源无特殊要求高抗干擾性 : 温度特性：0.1（如果要求的温度范围更宽，则要特殊定） 湿度特性：2%H（如果要求的湿度范围更宽，则要特殊定制） 测量时间间隔：至少需要1.5S（如果需要更快，则要特殊定制开发） 5、 系统硬件设备介绍 1、 温湿度传感电子标签ML-T220 由苏州木兰公司研制生产的2.4G远距离ML-T220温湿度传感电子标签，ML-T220传感标签以SHT1x数字温度传感谢器作为测温元件，它具有电阻温度系数大，感应灵敏，电阻率高，元件尺寸小，电阻值随温度变化而变化基本呈线性关系，在测温范围内，物理、化学性能稳定，长期复现性好，测量精度高。 温度传感标签除识别与定位功能外，还可通过感温装置获取实时温度数据，并将被监测的物体温度数据通过电子标签传递给监控管理系统，从而实现对监控过程中温度预警。 ML-T220温湿度传感电子标签的领先技术和出众特点使得其在温室大棚、冷链、医疗、仓库管理、电力故障检测等需要检测温湿度的地方提供了一种全新的检测理念。 技术参数 1.电气特征 静态电流 小于2A 工作电流 小于15mA 电池寿命 3-5年（使用寿命20年） 2.微波链路特性 信号调制方式 GFSK 通訊速率 双向1024Kbit/s 工作频率 2.45GHz 最大輸出功率 0dbm 位误码率 10-9 3.物理特征 外壳材料 高温改性 ABS 塑料 标签类型 只读型 外型 1326750mm 重量 25克 颜色 多种顏色 防护等级 IP34 安装方式 插入或放于物品內部 4.工作环境 1） 对现场各种干扰源无特殊要求 2） 工作温度：-30 +65 3） 工作湿度：小於 85 4） 存储温度： -40 +80 5） 震动：10 2000 Hz，15g三个轴 6） 抗电磁干扰：10V/m 0.1 1000MHz AM 调幅电磁波 产品特点 远距离 : 识别的最远距离是 80m （正常的距离是 0 50米，5080米的距离要另外配置天线），识别距离可调。 防冲突性 : 先进的防碰撞技术，可同时识别 200 个 / 秒以上标识。 高速度 : 最高识别速度可达 200 公里 / 小时。 安全性 : 加密算法与认证，确保数据安全，防止链路窃听与数据破解。 方向性 : 可实现有方向性和无方向性的识别。 高可靠 : -40 -85 ，防冲击。 成本性 : 全部采用 0.18uM 的芯片，成本更低。 功耗性 : 超低功耗，更健康、更安全。 传输性 : 全球开放的 ISM 微波频段，无须申请和付费。 高抗干扰性 : 对现场各种干扰源无特殊要求。 2、 2.4G远距离读卡器ML-M5000 是由的ML-M5000（双读头）读写器，拥有自主技术专利的优越的双读头设计，确保了快、多、准的数据处理。针对工业环境而设计，抗干扰、抗粉尘，完全适应潮湿环境下远距离、大流量、高速度的可靠识别。优秀的防爆防水功能，满足恶劣环境下正常运行。该读写器由912V的直流供电，防冲突抗干扰，信号传输能力强，使用寿命长达15年，能够满足恶劣的工业环境。 技术参数 1.工作环境 1）抗干扰和防雷设计,满足工业环境要求 2）使用温度：-40+80 3）保存温度：-60+80 4）抗电磁干扰：10V/m 0.1-1000MHz AM调幅电磁波 2.主要技术参数 1）电气特征 参数 规格 电 源 +9V到+12V DC（MAX 1000mA） 通信接口 RS485波特率：2400-38400， 通讯检错CRC16循环冗余校验 可靠性 MTBF70000小时 工作寿命 15年 2）微波链路特性 参数 规格 信号调制方式 GFSK 频率 2.4 - 2.45 GHz 发射功率 3dBm(可用软件进行调整) 天线极化 垂直 读写区域 全向范围（若需定向可选择定向天线） 微波通讯距离 250m 微波通讯检错 CRC16循环冗余校验 通讯加密 面谈 位误码率/B.E.R 10-7 3）主要性能参数 ML-M5000读写器是专用于RFID的识别和编程； 采用DC9V12V/1000mA的供电可以4S钟同时识别100张卡不漏数据（非常可靠的数据,符合本安要求）; 读卡距离的距离是5-50m，写卡的距离是215米； 能识别移动速度200公里/小时以内快速移动的电子标签; 工作的频率在2.4GHz-2.5GHz ISM微波段; 数据速率是1Mbps，射频功率是-20dBm0dBm且可调，最大峰值功率1毫瓦; 在-40-85的工作环境的接受灵敏度是-90dBm; 开发接口与其他设备连接是RS485，异步通讯速率2400BPS-19200BPS； 通过发命令的方式调节读写器的接收距离，以及相关的技术参数。 6、 系统软件功能介绍 蔬菜大棚温湿度控制系统的功能介绍: 1、 系统能对大棚环境温湿度进行采集和显示（现场观温，软件记录） 2、 能通过上位机端远程设定蔬菜的生长期适宜温湿度 3、 管理人员可以随时查询采集过来的温湿度历史记录、温湿度预警信息、温湿度超限信息、超限处理措施及整改提示、监测点环境情况评估、监测点故障、监测点地理位置等信息。(以数据方式和动态曲线方式显示) 4、 一台上位机控制多个大棚 蔬菜大棚温湿度控制系统工作过程 5、 管理人员在上位机软件设置要控制的大棚编号和温湿度上限和下限值，通过串口发送出去。 6、 自动记录 实时更新并自动记录温湿值 7、 系统优越性 系统结构清晰，高度集成化，安装、操作简单 8、 完整精确且灵活记录打印 软件功能界面如下： 温湿度监控系统软件实时显示图 软件实测温度曲线图1、将过去以人的经验进行依据进行管理的传统方式转变化依靠先进的传感器、采集器、控制器、通信网络、电脑终端等实现更加精准的自动化管理，全面提升管理水平，提高综合效益。 2、通过综合管理系统实现温室大棚内自动监测，包括棚内温湿度、土壤温湿度、棚内光照度、棚内二氧化碳浓度，棚内通风换气系统、棚内补光灯自动调控、棚内土壤灌溉控制等。所有数据通过局域网方式传输到监控中心的电脑上。 3、所有的传感器参数通过485总线连接到现场的控制柜里，控制柜通过触摸屏设定各种参数的控制值，超出每一种参数的设定报警值，控制柜中的相应控制输出就会控制后端相应的设备。譬如光线不够，系统实现对