【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 無線傳感網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)采集農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境中的溫濕度，土壤水分含量、光照度、二氧化碳含量等重要參數(shù)，根據(jù)溫室智能控制系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)信息專家系統(tǒng)，結(jié)合采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比來控制各種設(shè)備（如鼓風(fēng)機(jī)，調(diào)光器，風(fēng)機(jī)等）協(xié)調(diào)工作。可記錄歷史數(shù)據(jù)，從而為研究農(nóng)作物生長(zhǎng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，實(shí)現(xiàn)了溫室信息采集的自動(dòng)部署、自組織傳輸和溫室環(huán)境的精細(xì)化控制。二、系統(tǒng)構(gòu)成三、系統(tǒng)界面示意圖四、傳感器示意圖五、系統(tǒng)功能與特點(diǎn)216。 實(shí)時(shí)采集農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境中重要參數(shù)、分析環(huán)境的適宜農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)216。 根據(jù)閥值的設(shè)置和采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，自動(dòng)控制各種設(shè)備工作216。 采集設(shè)備和計(jì)算機(jī)間的通訊可選擇串口，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，ZigBee，CDMA/GPRS/3G進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與通訊216。 溫室監(jiān)測(cè)展示中心216。 監(jiān)控記錄216。 告警閥值設(shè)置216。 自動(dòng)控制設(shè)備管理216。 統(tǒng)計(jì)與分析六、意義與前景 增產(chǎn)豐收相關(guān)資料表明，在可自動(dòng)控制室內(nèi)的溫度、濕度、灌溉、通風(fēng)、二氧化碳濃度和光照的溫室中，每平方米溫室一季可產(chǎn)番茄30kg~50kg，黃瓜40kg，相當(dāng)于露地栽培產(chǎn)量10倍以上。其他各類作物在這種環(huán)境下的產(chǎn)量也將得到明顯的提升。節(jié)約能源無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以準(zhǔn)確采集室溫、葉溫、地溫、濕度、土壤含水量、溶液濃度、二氧化碳濃度、風(fēng)向、風(fēng)速以及作物生長(zhǎng)狀況等參數(shù)，并將室內(nèi)溫、光、水、肥、氣等諸多因素綜合直接協(xié)調(diào)到最佳狀態(tài)，據(jù)計(jì)算，可有效節(jié)水、節(jié)肥和節(jié)藥，使整體能耗降低15%~50%。 第六章 大棚機(jī)房溫度濕度報(bào)警器一、產(chǎn)品特點(diǎn)：機(jī)房溫度濕度報(bào)警器又叫溫度濕度報(bào)警器，當(dāng)監(jiān)測(cè)到溫度或濕度超過上限報(bào)警值、低于下限報(bào)警值、超出上限與下限設(shè)定的區(qū)間報(bào)警值時(shí)，機(jī)房溫度濕度報(bào)警器會(huì)立即鳴笛報(bào)警，并輸出開關(guān)量信號(hào)，適用于通訊基站、計(jì)算機(jī)房、檔案館、倉庫、生產(chǎn)車間、溫室、蔬菜大棚等場(chǎng)所?？捎喿鰣?bào)警音量≤110分貝的蜂鳴器外置型機(jī)房溫度濕度報(bào)警器本產(chǎn)品由溫度濕度傳感器、四位數(shù)顯式精密溫度濕度報(bào)警器組成。二、技術(shù)性能：報(bào)警方式：當(dāng)監(jiān)測(cè)到溫度或濕度超過上限報(bào)警值、低于下限報(bào)警值、超出上限與下限設(shè)定的區(qū)間報(bào)警值時(shí)，機(jī)房溫度濕度報(bào)警器會(huì)立即鳴笛報(bào)警，機(jī)房溫度濕度測(cè)控儀會(huì)輸出開關(guān)量信號(hào)。溫度濕度傳感器：進(jìn)口器件，長(zhǎng)方盒型壁掛式。監(jiān)測(cè)溫度：－40℃～＋100℃，精度177?！?。監(jiān)測(cè)濕度：0%～100% RH，精度177。3% RH。顯示分辨率：℃，% RH。設(shè)定內(nèi)容：上限報(bào)警值、下限報(bào)警值、零點(diǎn)修正值等。報(bào)警音量：≤100分貝。繼電器觸點(diǎn)容量：≤5A。繼電器復(fù)位回差：溫度177?！?，濕度177。1% RH。工作電壓：AC85V～260V。1工作環(huán)境：溫度－30℃～60℃，相對(duì)濕度≤85% RH。1體積：溫度濕度傳感器402615mm、引線長(zhǎng)約1米，溫度濕度報(bào)警器1129648mm。第七章 廣州萊安溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)一、廣州萊安農(nóng)業(yè)智能監(jiān)控系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的意義：廣州萊安在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。我們從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的階段來看，無論是從種植的培育階段和收獲階段，都可以用廣州萊安的技術(shù)來提高它工作的效率和精細(xì)管理。（1）在種植準(zhǔn)備的階段，我們可以在溫室里面布置很多的傳感器，分析實(shí)時(shí)的土壤信息，來選擇合適的農(nóng)作物。（2）在種植和培育階段，可以用廣州萊安的技術(shù)手段采集溫度、濕度的信息，進(jìn)行高效的管理，從而應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化。比如說通過采集設(shè)備，比如說降溫了，我可以給他在溫室里加熱。（3）在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，我們也同樣可以利用廣州萊安的信息，把它傳輸階段、使用階段的各種性能進(jìn)行采集，反饋到前端，從而在種植收獲階段進(jìn)行更精準(zhǔn)的測(cè)算。（4）提高效率，節(jié)省人工，如果是幾千畝的農(nóng)場(chǎng)，要對(duì)各大棚進(jìn)行澆水施肥，手工加溫，手工卷簾，那要用大量的時(shí)間和人員來操作。如果應(yīng)用了廣州萊安技術(shù)，手動(dòng)控制也只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)的微小的動(dòng)作，前后不過幾秒，完全替代了人工操作的繁瑣。二、廣州萊安溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)：在農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)信息檢測(cè)與控制，通過配備無線傳感節(jié)點(diǎn)，太陽能供電系統(tǒng)、信息采集和信息路由設(shè)備、配備無線傳感傳輸系統(tǒng)，每個(gè)基點(diǎn)配置無線傳感節(jié)點(diǎn)，每個(gè)無線傳感節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測(cè)土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。其它參數(shù)也可以選配，如土壤中的PH值、電導(dǎo)率等等。信息收集、負(fù)責(zé)接收無線傳感匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、顯示和數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)所有基地測(cè)試點(diǎn)信息的獲取、管理、動(dòng)態(tài)顯示和分析處理以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報(bào)警信息和短信報(bào)警信息。三、廣州萊安溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)主要參數(shù)：測(cè)定指標(biāo)參數(shù)測(cè)定指標(biāo)參數(shù)溫 度范圍：40℃～120℃ 精度：177?！?分辨率：℃ CO2范圍：02000PPM （如要5000PPM或以上范圍，訂貨前通知）精度：177。50 ppm 分辨率：1PPM 濕 度范圍：0～100%RH 精度：177。3%RH 分辨率：1%RH 土壤溫度范圍：20℃100℃ 精度：177?！?分辨率：℃；光照強(qiáng)度范圍：0200000Lux 精度：177。20Lux 分辨率：1Lux土壤水分范圍：0100% 精度：絕對(duì)誤差≤2% 分辨率：%光合有效輻射范圍：12,700181。mol m2 s1（400700nm） 精度：177。1% 分辨率：1181。mol m2 s1 PHPH范圍:pH：0～14pH PH精度: 風(fēng)向風(fēng)速范圍：風(fēng)速060m/s,風(fēng)向0360度 精度：風(fēng)速177。,風(fēng)向177。電 導(dǎo)范圍: 020mS/cm 電導(dǎo)精度: 177。1%雨 量范圍：～4mm/min 精度:177。 分辨率： 氣壓（選配）范圍：3001100mBar 精度：177。1mBar第八章 大棚溫室溫濕度環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一、應(yīng)用范圍食品、電子生產(chǎn)車間、冷庫、庫房、實(shí)驗(yàn)室、藥房、工業(yè)暖通、機(jī)房、圖書館、檔案室、博物館、孵房、溫室大棚、煙草、糧庫、醫(yī)院等其他需要環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。 二、概述以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，本系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤濕度、 CO2 濃度、葉面濕度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)。并根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報(bào)警信息。當(dāng)溫濕度逾越設(shè)定值的時(shí)候，自動(dòng)開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備。指導(dǎo)用戶進(jìn)行正確的栽培管理。該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)、園藝、畜牧業(yè)等領(lǐng)域，系統(tǒng)利用環(huán)境數(shù)據(jù)與作物信息。為實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動(dòng)監(jiān)測(cè)、對(duì)環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。 三、溫度、溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) KTR106ADCS系統(tǒng)◆測(cè)量范圍： 溫度 : 40 ℃ ～ 100 ℃ 濕度 : 0 100 %RH◆測(cè)量精度 : 溫度 : 177。 ℃ 濕度 : 177。 3% RH◆分 辨 率： 溫度 : ℃ 濕度 : %RH◆通訊接口： RS232 485 USB RJ45◆ 軟 件：中、英文兩種版本 四、系統(tǒng)功能： 以數(shù)字、圖形和圖像等多種方式進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和記錄存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)信息，1 可在線實(shí)時(shí) 24 小時(shí)連續(xù)的采集和記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的溫度、濕度、風(fēng)速、二氧化碳、光照、空氣潔凈度、供電電壓電流等各項(xiàng)參數(shù)情況。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位可擴(kuò)充多達(dá)上千個(gè)點(diǎn)。 當(dāng)出現(xiàn)被監(jiān)控點(diǎn)位數(shù)據(jù)異常時(shí)可自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，2 可設(shè)定各監(jiān)控點(diǎn)位的溫濕度報(bào)警限值。報(bào)警方式包括：現(xiàn)場(chǎng)多媒體聲光報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)客戶端報(bào)警、電話語音報(bào)警、手機(jī)短信息報(bào)警等。上傳報(bào)警信息并進(jìn)行外地及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)可在不同的時(shí)刻通知不同的值班人員； 沒有配監(jiān)控電腦或監(jiān)控電腦損壞、癱瘓，3 數(shù)據(jù)集中器提供 USB 接口?？呻S時(shí)用 U 盤導(dǎo)出將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)至其它電腦。 可接通信設(shè)備（ GPRS DTU 等）進(jìn)行無線傳輸。 4 數(shù)據(jù)集中器端提供具有信號(hào)輸出協(xié)議的端口。 實(shí)時(shí)顯示、記錄各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫濕度值和曲線變化，5 溫濕度監(jiān)控軟件采用規(guī)范 window 98/2000/XP 全中文圖形界面。統(tǒng)計(jì)溫濕度數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)、最大值、最小值及平均值，累積數(shù)據(jù)，報(bào)警畫面。 監(jiān)控主機(jī)端利用監(jiān)控軟件可隨時(shí)打印每時(shí)刻的溫濕度數(shù)據(jù)及運(yùn)行報(bào)告。 采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，7 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處置與通訊能力。局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺(tái)電腦都可以訪問監(jiān)控電腦，線檢查監(jiān)控點(diǎn)位的溫濕度變化情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)不但能夠在值班室監(jiān)測(cè)，領(lǐng)導(dǎo)在自己辦公室可以非常方便地觀看和監(jiān)控。 能進(jìn)行繪制棒圖、餅圖，8 系統(tǒng)可擴(kuò)充多種記錄數(shù)據(jù)分析處置軟件。進(jìn)行曲線擬合等處理，可按 TEXT 格式輸出，也能進(jìn)入 EXCEL 電子表格等 offic 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處置。 開放性與可擴(kuò)充性極強(qiáng)，9 控制軟件的編制采用軟件工程管理。由于采用硬件功能的軟件化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想及系統(tǒng)硬件的模塊化、通訊網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可根據(jù)需要升級(jí)軟件功能與擴(kuò)展硬件種類。 可隨時(shí)增加減硬軟件設(shè)備，10 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留有接口。系統(tǒng)只要做少量的改動(dòng)即可，可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成?？筛鶕?jù)政策和法規(guī)的改變隨時(shí)增加新的內(nèi)容。 均不需要停止或重新啟動(dòng)機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)。 11 設(shè)備改進(jìn)、檢修過程中及檢修完成后。 以防靜電， 系統(tǒng)都均做可靠行接地。 第九章 基于嵌入式Web服務(wù)器的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)一、概述闡述了一個(gè)溫室大棚的自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用廣州萊安的KITOZER3S102處理器以及精簡(jiǎn)的TCP／IP協(xié)議棧，構(gòu)建了嵌入式Web服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)基于以太網(wǎng)的智能溫室大棚監(jiān)控功能。系統(tǒng)通過對(duì)光照強(qiáng)度、溫度、濕度等信號(hào)的采集，使用戶可以在任意計(jì)算機(jī)終端上通過IE瀏覽器遠(yuǎn)程監(jiān)控大棚狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚電動(dòng)卷簾機(jī)、溫室電熱器、植物生長(zhǎng)燈、微管噴滴灌等系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制。用戶也可通過LCD屏與鍵盤實(shí)現(xiàn)大棚的實(shí)地監(jiān)控。系統(tǒng)采用PoE技術(shù)，不需要額外的輸電線，充分利用了KITOZER3S102外設(shè)，使測(cè)控系統(tǒng)適應(yīng)基層生產(chǎn)的需要?！　‖F(xiàn)代化的溫室監(jiān)控系統(tǒng)用來實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)溫度、濕度、光照、土壤溫度、CO2濃度、葉面濕度、露點(diǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)，根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報(bào)警信息。當(dāng)溫濕度超過設(shè)定值的時(shí)候，自動(dòng)開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備?，F(xiàn)有的溫室監(jiān)控系統(tǒng)采用無線方式的居多，且傳輸范圍有限，價(jià)格比較昂貴，與其他系統(tǒng)的兼容性不好。本設(shè)計(jì)提出基于以太網(wǎng)的溫室監(jiān)控系統(tǒng)，使用廣州萊安的KITOZER3S102處理器，在其有限的內(nèi)存空間上構(gòu)建精簡(jiǎn)的TCP／IP協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)通用的嵌入式Web服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)基于以太網(wǎng)的智能溫室大棚監(jiān)控功能。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)　　系統(tǒng)由傳感器子系統(tǒng)、Web服務(wù)器子系統(tǒng)、外設(shè)控制子系統(tǒng)、人機(jī)接口子系統(tǒng)4個(gè)部分組成?；窘Y(jié)構(gòu)如圖1所示?！　∠到y(tǒng)工作流程簡(jiǎn)述如下：通過傳感器子系統(tǒng)采集，獲得溫室中的光照、溫度、濕度等關(guān)鍵信息后處理加工，變成可以經(jīng)TCP／IP協(xié)議傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)傳輸采用監(jiān)控終端計(jì)算機(jī)主動(dòng)獲取的方式，可以始終獲取，也可以在需要的時(shí)候獲取。監(jiān)控終端計(jì)算機(jī)只需具備通用的IE瀏覽器，即可訪問嵌入式Web服務(wù)器的控制界面，查看每一個(gè)溫室監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚電動(dòng)卷簾機(jī)、溫室電熱器、植物生長(zhǎng)燈、微管噴滴灌等系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制?！　”疚膹?個(gè)部分介紹系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，先從硬件角度構(gòu)建主要的傳感器子系統(tǒng)、Web服務(wù)器子系統(tǒng)、外設(shè)控制子系統(tǒng)，然后從軟件角度出發(fā)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)精簡(jiǎn)的TCP／IP協(xié)議棧。三、傳感器子系統(tǒng)　　考慮到KITOZER3S102接口有限，傳統(tǒng)的模擬傳感器需要A／D轉(zhuǎn)換后方可使用，不適合本系統(tǒng)。設(shè)計(jì)選用I2C接口的數(shù)字傳感器SHT10，該傳感器將外界環(huán)境的濕度、溫度信息采集以后存儲(chǔ)在自身內(nèi)存中，將其掛接在KITOZER3S102處理器的I2C總線上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取。在后續(xù)部分可以看到，I2C總線上還掛接了用來擴(kuò)展I／O口的專用芯片。溫度與濕度傳感器電路如圖2所示。　　圖3是獲取外界光照條件的方案。設(shè)計(jì)選用廉價(jià)的光電管，當(dāng)光照強(qiáng)度大時(shí)，光電管導(dǎo)通電流大，從而在VIN_N端得到更低的電壓。VIN_N端和 KITOZER3S102內(nèi)置的模擬比較器相接，將采集到的數(shù)據(jù)存于RAM中，和SHT10采集到的濕度、溫度信息一起，由TCP／IP協(xié)議封裝發(fā)送。四、 Web服務(wù)器子系統(tǒng)　　為了構(gòu)建Web服務(wù)器子系統(tǒng)，必須找到合適的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)現(xiàn)方法。如圖4所示，系統(tǒng)選用SPI接口的網(wǎng)絡(luò)芯片ENC28J60實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)MAC和PHY的功能，充分利用KITOZER3S102的外設(shè)接口。TPOUT和TPIN端送往隔離變壓器，外接通用的RJ45網(wǎng)口。后續(xù)部分將介紹在此硬件平臺(tái)上TCP／IP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。五、 外設(shè)控制子系統(tǒng)　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室自動(dòng)卷簾的遠(yuǎn)程智能升降控制，設(shè)計(jì)采用PWM控制步進(jìn)電機(jī)的方法。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信