农机装备设施技术引进试验项目实施方案题库.docVIP

 PAGE \* MERGEFORMAT 9 山西省农机装备设施技术引进试验项目 实施方案 项目名称：日光温室关键参数控制系统试验开发 项目类别：科研开发 起止年限：2013年2月至2014年6月 负责单位：山西省农机局 承担单位：山西农机新技术服务中心 一、项目实施目标 1、本项目研究一种远程和本地相结合的植物生长环境控制系统。该系统能够根据植物生长规律自动监测与调节室内温度、湿度、二氧化碳含量及各种有机肥的参数，满足设施农业精准生产的要求。 2、开展现代信息技术在提升农机化装备效能方面的研究应用。利用现代网络的自由性，研究各平台的数据共享，远程专家判断以及用户对系统的实时控制等关键技术。为今后连片设施农业的高效化、规模化、集成化发展起到积极推动作用。 二、项目项目详细工作内容 通过开发设施农业物联网技术，远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，通过模型分析，远程或自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备，保证温室大棚内环境最适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。同时，该系统通过手机、PDA、计算机等信息终端向农户推送实时监测信息、预警信息、农技知识等，实现温室大棚集约化、网络化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。本系统适用于各种类型的日光温室、连栋温室、智能温室。 该系统包括：传感终端，现场数据采集模块，通信传输模块，控制模块，执行机构，工业计算机终端和人机交互界面软件平台，如下图所示。 （1）传感终端 温室大棚环境信息感知单元由无线采集终端和各种环境信息传感器组成。环境信息传感器监测空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等多点环境参数，通过无线采集终端以GPRS方式将采集数据传输至监控中心，以指导生产。 1）温湿度监测 通过温湿度传感器监测大棚室外空气环境温湿度、室内空气环境温湿度、地表温湿度、土壤温湿度等，并能对数据进行采集、分析运算、控制、存储、发送等。 2）光照度监测 通过光感和光敏传感器监测记录温室大棚内光线的强度，可以直接与相关的补光系统、遮阳系统等设备相连，必要时自动打开相关设备。最后通过传输技术将相关数据传送到用户监控终端。 3）CO2浓度监测 在温室大棚内部署二氧化碳浓度传感器，实时监测温室中二氧化碳的含量，当浓度超过系统设定阙值范围时，通过无线传输技术将相关数据传送到用户监控终端，由相关工作人员做出相应调整。 4）分区域检测 同一个棚内划区域控制管理，可实现每个种植区不同温湿度、不同气体配置等环境技术指标。用户可以通过上位机来监测、查询各区域的数据。也可以分块进行单独控制和整体协调控制。 5）报警控制 用户可设定某些参数指标的上限和下限。比如大棚温度应在30-15摄氏度之间，高于或低于这个温度范围都会产生报警信息，并在上位机中控平台和现场控制节点显示出来。 6）节点故障通知 现场控制节点出现故障时可及时以中心服务器平台、手机短信、报警信息等方式通知管理者。 7）备用冗余功能 为了避免设备故障及异常带来不便，影响作物的生长。设备可进行扩展冗余，当设备出现故障时，辅助设备进行切换。从而实现连续无故障运行，增加系统稳定性和可靠性。 （2）通信终端及传感网络建设 温室大棚无线传感通信网络主要由如下两部分组成：温室大棚内部感知节点间的自组织网络建设；温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络建设。前者主要实现传感器数据的采集及传感器与执行控制器间的数据交互。温室大棚环境信息通过内部自组织网络在中继节点汇聚后，将通过温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络实现监控中心对各温室大棚环境信息的监控。 1）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。 传感器的数据上传采用低功耗有线传输模式，传感器数据通过有线传输模块将数据无线传送到网络中心节点上，用户终端和一体化控制器间传送的控制指令通过无线发送模块传送到中心节点上。中心节点再经过边缘网关将传感器数据、控制指令封装并发送到位于internet上的系统业务平台。用户可以通过有线网络/无线网络访问系统业务平台，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。 2）控制终端 温室大棚环境智能控制单元由测控模块、电磁阀、配电控制柜及安装附件组成，通过GPRS模块与管理监控中心连接。根据温室大棚内空气温湿度、土壤温度水分、光照强度及二氧化碳浓度等参数，对环境调节设备进行控制，包括内遮阳、外遮阳、风机、湿帘水泵、顶部通风、电磁阀等设备。 3）视频监控系统 作为数据信息的有效补充，基