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4G遠程監測系統

 一、基本情況:

      近年來,農業溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來極大的便利,得到了迅速的推廣和應用。種植環境中的溫度、濕度、光照度、土壤濕度、CO2濃度等環境因子對作物的生產有很大的影響。傳統的人工控制方式難以達到科學合理種植的要求,目前國內可以實現上述環境因子自動監控的系統還不多見,而引進國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統價格昂貴,不適合國情。
      針對目前農業溫室大棚發展的趨勢,提出了一種大棚遠程監控系統的設計。根據大棚監控的特殊性,需要傳輸大棚現場參數給管理者,并把管理者的命令下發到現場執行設備,同時又要使上級部門可隨時通過互連網或者手機信息了解區域大棚的實時狀況。基于GPRS的農業溫室大棚智能監控管理系統使這些成為可能。
         為保證出苗后有相應數量的二氧化碳CO2供應幼苗生長,地上豐產系統建造與二氧化碳CO2貯備應在直播或定植前7天完成,因為苗期的饑餓對中后期產量影響甚大,即是中后期加大二氧化碳CO2供應也無法彌補嚴重苗期造成的產量損失。根據我們多年研究結果,幾種大棚作物不同生育期對二氧化碳CO2濃度的需求詳見下表:(通過二氧化碳氣體檢測儀監測結果)    

    品種    苗期(ppm)    開花期(ppm)    結果期(ppm)    結果盛期(ppm)        

    黃瓜    1500             2500             3500             4500        

    辣椒    1500             3000             3800             4600        

    西葫    1000             2000             2800             3500        

    西瓜    1500             2600             3700             4800        

    西紅柿  1200             2200             3400             5100        

    蕓豆    900              1800             2400             3300        

    土豆    1800             2900             4200             3800        

    西芹    800           中期1200          后期1600             

    草莓    1200             2600             3600             4600        

    葡萄    1400             2800             4100             5500 


    二、系統方案:
2.1、系統概述:
      農業溫室大棚無線監控管理系統集傳感器、自動化控制、通訊、計算等技術于一體,通過用戶自定儀作物生長所需的適宜環境參數,搭建溫室智能化軟硬件平臺,實現對溫室中溫度、濕度、光照、二氧化碳等因子的自動監測和控制。
      本系統可以模擬基本的生態環境因子,如溫度、濕度、光照、CO2濃度等,以適應不同生物生長繁育的需要,它由智能監控單元組成,按照預設參數,精確的測量溫室的氣候、土壤參數等,并利用手動、自動兩種方式啟動或關閉不同的執行結構(遮陽幕、濕簾水泵及風機、通風系統等),程序所需的數據都是通過各類傳感器實時采集的。
      該系統的使用,可以為植物提供一個理想的生長環境,并能起到減輕人的勞動強度、提高設備利用率、改善溫室氣候、減少病蟲害、增加作物產量等作用。 
2.2、系統組成:
2.21、數據管理層(監控中心):
硬件主要包括:工作站電腦、服務器(電信、移動或聯通固定IP專線或者動態ip域名方式);
軟件主要包括:操作系統軟件、數據中心軟件、數據庫軟件、農業溫室大棚智能監控管理系統軟件平臺(采用B/S結構,可以支持在廣域網進行瀏覽查看)、 防火墻軟件;

    d2.22、數據傳輸層(數據通信網絡):
采用移動公司的GPRS網絡傳輸數據,系統無需布線構建簡單、快捷、穩定;
移動GPRS無線組網模式具有:數據傳輸速率高、信號覆蓋范圍廣、實時性強、安全性高、運行成本低、維護成本低等特點;
2.23、數據采集層(前端硬件設備):
遠程測控成套設備:測控終端;
傳感計量設備:溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、光照傳感器、土壤濕度傳感器、遮陽幕、濕簾風機等;
2.3、系統拓撲圖:


    三、系統功能:

    01、采集功能:
溫室大棚:溫濕度值;
溫室大棚:二氧化碳值;
溫室大棚:光照值;
溫室大棚:土壤濕度值;
02、告警功能:
停電告警、溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度故障告警、測控終端告警;
狀態變化報警提示 :告警狀態變化。如溫度突然增大或變小;
03、存儲功能:
溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度信息、實時數據、事件記錄、操作記錄存入數據庫;
04、查詢功能:



    溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度信息、歷史紀錄、歷史曲線、事件記錄、操作記錄、歷史報表;
05、統計功能:
報表功能:日報、月報、年報;
曲線功能:日曲線、月曲線、年曲線;
06、打印功能:
溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度信息、歷史紀錄、歷史曲線、事件記錄、操作記錄、報表;
07、安全功能:
密碼功能:進入系統必須輸入密碼;
權限功能:不同的操作員具有不同的功能;
用戶切換:不同的操作員交接時可以在系統切換;
08、擴展功能:
溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度數量:用戶可以添加或刪除站點。
遠程控制:在加濕簾水泵和風機的情況下可輸出遠程控制濕簾水泵和風機的開啟;
09、設置功能:
站點信息錄入、修改; 
采集周期設置、修改;
10、遠程維護功能:
遠程設置站點(溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度)工作參數;

    四、系統特點:
01、實用性:農業溫室大棚站點地理位置分散,因此采用覆蓋廣泛的GPRS網絡高信號捕捉,必要是采用高增益天線,可確保網絡的正常運行;
02、實時性:采用最新的通信和軟硬件技術,建立了清晰和合理的系統架構,可以實現多線程的遠程并發通信,在幾秒時間內,可以讓成百上千臺的測控終端實時傳送到監控中心進行集中監視和遠程調度,實現故障信息的及時報警;
03、可擴充性:系統預留接口,可以進行系統或軟硬件模塊的無限擴展,便于長期的升級和維護,延長系統的壽命,通過更新部件,能讓系統一直存在下去,而不至于整個系統癱瘓,造成大量的投資損失;
04、易維護性:系統可對測控終端執行相應的遠程操作命令,包括遠程參數設置,遠程控制、遠程數據抄收、遠程終端復位、遠程測控終端升級等;
05、操作簡易性:系統軟件功能完善,模塊化、圖形化設計,全過程全中文幫助,操作簡單方便;

    五、適用范圍:
01、農業、園藝、畜牧業等領域。
02、食品、電子生產車間、藥房、冰箱、冷庫、庫房、機房、實驗室、工業暖通、圖書館、檔案室、博物館、孵房、溫室大棚、煙草、糧庫、醫院等需要環境監測領域。

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