【文章內(nèi)容簡介】 要由傳感器、數(shù)據(jù)采集控制器和執(zhí)行機構組成，其系統(tǒng)結構見圖 1。下位機主要實現(xiàn)溫室環(huán)境數(shù)據(jù)實時采集、處理與顯示，以及對溫室環(huán)境的調節(jié)，通過總線網(wǎng)絡或無線通信模塊，將監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)傳輸?shù)缴衔?PC 機，并接受上位機的控制而產(chǎn)生控制決策，控制執(zhí)行機構進行調節(jié)；具有脫機運行功能，可在上位機關機情況下獨立工作，用戶或者專 家通過鍵盤預設環(huán)境參數(shù)及實時采集的環(huán)境參數(shù)，自主運行下位機決策程序，實現(xiàn)溫室自動控制。下位機自主控制流程見圖 2。 奇跡源于專注，品質造就永恒！ 數(shù)據(jù)采集控制 器 數(shù)據(jù)采集控制器 是下位機系統(tǒng)的核心，可以采集傳感器的輸出的信號，并能輸出控制信號進行智能控制，該模塊的穩(wěn)定程度決定了整個項目的好壞，因此，選擇一款好的 數(shù)據(jù)采集控制器 是相當有必要的。在本項目中，我們采用 YM1000 數(shù)據(jù)采集控制器 ，下面對其進行詳細的說明。 YM1000 數(shù)據(jù)采集控制 器 說明 YM1000 數(shù)據(jù)采集控制器 采用采用 16 位超低功耗單片機，單片機內(nèi)部集成了所有外圍電路，并在設計該產(chǎn)品時沒有進行任何的擴展，具有較高的 可 靠性和抗干擾能力，縮小了產(chǎn)品的體積。 YM1000 數(shù)據(jù)采集控制器 采用 MODBUS 規(guī)約，該規(guī)約具有開放、文本易得、協(xié)議奇跡源于專注，品質造就永恒！ 簡單等優(yōu)點，被眾多廠商所支持。因此 YM1000 數(shù)據(jù)采集控制器 可廣泛應用于消防、供水、石化、環(huán)保等各個行業(yè)，也被大多數(shù)系統(tǒng)集成商和自動化公司、研究所采用，是一種通用的 數(shù)據(jù)采集控制器 。 YM1000 數(shù)據(jù)采集控制器 具備 RS485 接口 和 USB接口，在使用 RS485 接口時具有更高的通信速率和更遠的通信距離。 YM1000 具體的功能特點如下： 16 路開關量輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警； 2 路開關量輸入，也可以作為脈沖量輸入； 16 路直流采樣 ,可以接受各種變送器的信號； 1 個標準 485 通信口， 1 個 RS485/USB接口，支持 MODBUS 或其它規(guī)約，擴展更加易； 貼片安裝，無外部總線，可靠性高，抗干擾能力強； 卡式導軌或螺絲固定，現(xiàn)場安裝更加 方 便。 YM1000 數(shù)據(jù)采集 控制器 性能參數(shù) 數(shù)據(jù)采集控制器 的詳細性能參數(shù)如下： 直流模擬量輸入 土壤水分傳感器、土壤溫度傳感器、空氣溫濕度傳感器、風速風向傳感器、蒸發(fā)傳感器等其他可以輸出模擬信號 的 傳感器可通過直流模擬量輸入接口與 數(shù)據(jù)采集控制器 相連，從而完成對傳感器采集參數(shù)設置，數(shù)據(jù)存儲、傳輸?shù)炔僮鳌? 容 量： 16 路 /模塊 輸入信號： 02V或 020mA或 420mA 轉換速度： 5 uS(微秒 ) 分 辨 率： 12 位 A/D （最大輸入電壓和最小輸入電壓的比值 ,模擬數(shù)字） 計算方法： 以電網(wǎng)頻率為參考，每周波采 32 點，計算平均值作為測量值 精 度： % FS 177。 1 字（ FS 滿量程） 脈沖量輸入（與開關量輸入共用） 雨量傳感器、流量計等可以輸出頻率信號的傳感器，可以通過脈沖量輸入接口與數(shù)據(jù)采集控制模塊相連，從而完成傳感器采集參數(shù)設置，數(shù)據(jù)存儲、傳輸?shù)炔僮鳌? 容 量： 2 路 /模塊 額定輸入： 輸入直流 12－ 48V 輸入方式： 光耦隔離 掃描方式： 中斷方式 最高計數(shù)頻率： 1000Hz 最小脈沖寬度： 計數(shù)器字長： 16/32 位 開關量輸出 通過該輸出接口，將數(shù)據(jù)采集控制器與繼電器相連，通過弱電控制強電，進而控制執(zhí)行設備的電源開關或電機，從而實現(xiàn)執(zhí)行設備操作的自動化。 奇跡源于專注，品質造就永恒！ 容 量： 8 路 /模塊，每路提供一個常開觸點，共用一個公共端 觸點容量： 250V/3A 交流 通信接口 通過 RS485 通信接口，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程交互，并可通過 485hub 進行無限組網(wǎng)，實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)采集控制模塊之間的通訊。 容量： 2 路 接口方式： RS485 接口 USB接口 規(guī)約： MODBUS 規(guī)約或者其他規(guī)約 安裝使用環(huán)境 該模塊使用的環(huán)境具體如下： 安裝方式： 卡式導軌安裝或者底部螺絲固定 溫度范圍： 10℃～ 55℃ 存貯溫度： 20℃～ 70℃ 相對濕度： ＜ 85% 大氣壓力： 86～ 108Kpa 安裝尺寸： 1439040mm 電 源： 交流 85～ 265V 50HZ~60HZ 或者 直流 12V 177。 30 % 功 耗： 小于 1W 工作環(huán)境： 無爆炸 ,無腐蝕性氣體及導電塵埃 , 無嚴重霉菌存在 ,無劇烈振動 ,無沖擊源；如果需要在此類環(huán)境下工作，請采取相應的防護措施。 傳感器部分 傳感器用來對溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照強度進行實時數(shù)據(jù)采集。根據(jù)溫室作物生長特點 和環(huán)境要求，選擇精度較高、運行穩(wěn)定，性價比較高的傳感器是十分有必要的。在該項目所采用的傳感器類別及性能參數(shù)如下： 土壤水分傳感器 土壤水分傳感器由不銹鋼探針和防水探頭構成，可長期埋設于土壤和堤壩內(nèi)使用，對表層和深層土壤進行墑情的定點監(jiān)測和在線測量。項目中采用 TM100土壤水分傳感器， 該土壤水分傳感器 是 根據(jù)電磁波在介質中傳播頻率來測量土壤的表觀介電常數(shù) ， 從而得到土壤容積含水量 ，采用 電磁脈沖 原理設計而成。其特點為 TM100 土壤水分傳感器特點 探針采用 316L 特種鋼材，耐腐蝕性強； 信號 采用差分輸出，穩(wěn)定性好； 測量精度高，相應速度極快 受土壤質地影響小，應用地區(qū)廣泛； 密封性等級為 IP67，可長期埋入土壤或放入水環(huán)境中使用； TM100 土壤水分傳感器性能參數(shù)為： 測量參數(shù)：土壤容積含水量； 奇跡源于專注，品質造就永恒！ 量 程： 0～ 100%（ m3/m3） ； 精 度： 50％以內(nèi)誤差為 1 ~ 3 %，標定后可達到 1%以內(nèi)； 測量區(qū)域： 90%的影響在圍繞中央探針直徑為 3cm、長為 6cm 圓柱體內(nèi)； 工作電壓： 12VDC/24VDC； 輸出信號：電壓信號范圍為 0~2V，電流信號時范圍為 0~20mA/4~20mA。 土壤溫度傳感器 土壤溫度傳感器用于檢測土壤溫度，一般使用的有效溫度范圍為 30～ 70oC（土壤熱容積較大，溫度變化不很明顯），安裝在溫室內(nèi)土壤中，以測量作物的生長、發(fā)育的土壤溫度及澆水后土壤溫度變動情況。根據(jù)溫室的規(guī)格、種植作物的不同選擇傳感器的布設方式。 項目中采用 TM03 土壤溫度傳感器，該傳感器采用精 密鉑電阻探頭制成，用來精確測量土壤表層、淺層、深層溫度，儀器具有多種信號輸出制式，可與信號采集監(jiān)測系統(tǒng)配套使用 TM03 土壤溫度傳感器特點為： 熱響應時間少、減少了動態(tài)誤差； 直徑小、長度不受限制； 測量精度高、使用壽命長； 采用進口薄膜電阻元件，性能穩(wěn)定。 TM03 土壤溫度傳感器性能參數(shù)為： 量程： 0~40℃ /0~100℃ 精度： 0~40℃時精度為177。 ℃， 0~100℃時精度為177。 ℃ 分辨率： ℃ 工作電壓 ~35VDC 電流輸出： 1~5mA（負載電阻 500Ω） 4~20mA（負載電阻 150Ω） 材料：防腐、防水，全密封、不銹鋼結構 電纜長度：標準長度為 2m，最長為 50m 空氣溫濕度傳感器 空氣溫濕度傳感器是根據(jù)具有感濕特性的電介質介電常數(shù)隨相對濕度而變化的特質設計而成，用 來檢測溫室內(nèi)的環(huán)境溫濕度，一般有效的溫度范圍在 40～100oC,有效的濕度范圍在 0～ 100%。項目中采用 WAHC10 空氣溫濕度傳感器，其特點與性能參數(shù)如下： TM01 空氣溫濕度傳感器特點： 采用 輕型百葉箱為盒體 ，體積小巧，適合與小空間內(nèi)測量使用； 采用 瑞士 高精度溫濕度傳感器芯片，測量精度高，穩(wěn)定性好。 TM01 空氣溫濕度傳感器性能參數(shù)為： 溫度范圍： 40~100 ℃ 溫度精度：177。 1℃ 測 濕范圍： 0100%RH 測濕精度：177。 1%RH 工作電壓： 12～ 24VDC 輸出信號： 0～ 2 V或 420mA 外形尺寸： 1109032mm（Φ 16125