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基于PAC农业大棚智能温室监测系统设计方案

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基于PAC农业大棚智能温室监测系统设计方案 一、概述

农业大棚智能温室监测系统通过实时采集农业大棚内空气温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分等环境参数,根据农作物生长需要进行实时智能决策,并自动开启或者关闭指定的环境调节设备。通过该系统的部署实施,可以为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据和有效手段。

大棚监控及智能控制解决方案是通过可在大棚内灵活部署的各类无线传感器和网络传输设备,对农作物温室内的温度,湿度、光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等与农作物生长密切相关环境参数进行实时采集,在数据服务器上对实时监测数据进行存储和智能分析与决策,并自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌、开关卷帘等)。

二、项目需求

在每个智能农业大棚内部署无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线土壤含水量传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等,分别用来监测大棚内空气温湿度、土壤温度、土壤水分、光照度、CO2浓度等环境参数。为了方便部署和调整位置无线数据传输。大棚内仅需在少量固定位置提供交流220V市电(如:风机、水泵、加热器、电动卷帘)。

每个农业大棚园区部署1套采集传输设备(包含路由节点、长距离无线网关节点、Wi-Fi无线网关等),用来覆盖整个园区的所有农业大棚,传输园区内各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到Internet上与平台服务器交互。

在每个需要智能控制功能的大棚内安装智能控制设备(包含一体化控制器、扩展控制配电箱、电磁阀、电源转换适配设备等),用来接受控制指令、响应控制执行设备。实现对大棚内的电动卷帘、智能喷水、智能通风等行为的实现。

三、智能温室监测系统架构设计

(1)总体架构

系统的总体架构分为现场数据采集、网络传输、智能数据处理平台和远程控制四部分。

(2)智能温室监测系统有两种典型配置结构

无线传感器节点,包括无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线土壤含水量传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等;

无线网关节点,包括zigbee无线网关。

(3)传感信息采集

在监控网络中,无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线土壤含水量传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等传感器均支持低功耗运行,可为其它节点提供数据的自动中继转发,以扩大监测网络的覆盖范围,增加部署灵活性。

传感器数据通过zigbee协议传送到无线网关节点上,无线网关节点再经过数据路由节点或直接将传感器数据发送到数据平台的服务器上。用户可以通过有线网络/无线网络访问数据平台,实时监测大棚现场的传感器参数,控制大棚现场的相关设备。

四、大棚现场布点

大棚现场主要负责大棚内部环境参数的采集和控制设备的执行,采集的数据主要包括农业生产所需的光照、空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤水分、CO2浓度等参数。

控制系统主要由一体化控制器PAC6800构成、执行设备和相关线路组成,通过一体化控制器可以自由控制各种农业生产执行设备,包括喷水系统和空气调节系统等,喷水系统可支持喷淋、滴灌等多种设备,空气调节系统可支持卷帘、风机等设备。

四、系统配置

序号

名称

型号

功能

1

控制器

PAC6800

现场数据控制器

2

Zigbee中心

Zigbee1080

数据传输中心

3

zigbee数据终端

Zigbee1081

客户端数据传输

4

继电器模块

5

工控机

其他控制机组