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基于物联网技术的智能温室大棚控制系统

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  摘要:温室大棚在引进先进的信息技术后,已向智能化方向靠拢,而物联网技术的应用,则使其智能化程度更高。本文主要针对基于物联网技术的智能温室大棚控制系统进行分析。
  [关键词]物联网技术智能温室大棚控制系统
  智能温室大棚控制系统可以同时实现监控、管理、控制功能,且这些功能可同时体现在多个大棚管理中。在温室大棚设计中,除了有效应用物联网技术外,还要集成传感技术及其他先进技术,使大棚的集中控制力度更大。在系统设计中,设计人员需要对总系统结构、系统应用平台及硬件等进行设计,使这些设计内容协调组织在一起,共同满足控制要求。
  1基于物联网技术的智能温室大棚控制系统设计
  在集成物联网技术后,种植人员可以通过物联网和计算机设备,与智能温室大棚及相关设备建立信息交互关系,相关的传感设备会监测现场信息,如蔬菜生长情况、环境变化情况等,这些信息会以图文并茂或视频等方式传递给中央控制设备,该设备会建立相关模型,对数据变化进行分析,然后根据分析结果,自动调控风机、加温补光设备等,使其能改善室内环境,为农作物提供最佳生长环境。种植人员可以通过设备了解大棚内部的作物生长情况,也可以通过智能终端,实时监测大棚内的相关信息,而该系统也可以提供额外的种植知识等,使大棚得到高效管理。这种系统设计主要以下三方面。
  1.1系统总体结构设计
  集成了物联网技术的智能大棚控制系统总体架构主要为物联网DCM三层架构形式,每层架构都可以提现物联网技术优势,其可以提供相关的功能服务,使智能系统整体的可视化、智能化、一体化等特点更高。三层架构中的感知层主要利用传感设备来完成大棚现场的各种信息监测、传递工作,传输层主要连接传感层,将监测的信息传递给系统控制中心。而系统应用服务层则直接连接用户终端,使用户能随时了解大棚智能控制信息和控制效果。
  1.2系统应用平台设计
  该系统智能控制过程可以总结为数据采集查询、分析,设备参数调控等。按照这些功能要求,设计人员需要设计相关的平台,该平台主要连接各个功能模块,使功能有实现的机会。在传感器数据查询中,系统需要结合数据库,为传感设备提供相关的信息,包括历史信息,用户可以对任何时间的信息进行查询,以制定相关的管理方案。在预警通知预处理模块设计中,其需要与监测模块连起来,以及时接收该模块传递的设备故障检测信息等。在模块作用过程中,用户终端设备会接收系统传递的信息。如果大棚中的性能参数过大或过小,该模块会发出预警,使用户人员能及时接收相关警告信息。在设备远程控制机参数设置模块设计中,设计人员需要将控制模块有效连接在一起,使各种功能模块的作用得到有效发挥,如降温、通风、遮阳等。无论是手动远程控制,还是自动控制,都可以使相关设备设施发挥出调控功能,以使温室大棚内部环境更加满足作物生长。在系统用户管理模块设计中,主要方便用户登录,赋予用户管理权和数据查询权。系统也可以对用户角色进行管理,使用户的增删、改等操作接受监督控制。
  1.3系统硬件设计
  系统硬件需要完成数据采集、传输、分析控制等工作。在硬件设计中,主要将相关型号的单片机作为控制核心,其会对大棚中的各种传感设备进行有效监测,这些设备的信息可以随时传递给该核心。单片机还会采集电压和电流信息,这些信息可以反映相关数据的变化情况。数据中心和检测平台可以完成数据分析工作。检测平台需要根据实际情况,发布相关的指令,使大棚中的子系统发挥功能,自行调控,以保证大棚内部环境满足要求。
  2智能温室大棚系统设计模块
  2.1主控模块设计
  单片机主控器的型号为AT89S52,其在节能降耗和性能提高上有顯著优势,单片机的CMOS为8位形式,其内部的存储器可反复擦写次数较多,其只具备只读功能,其存储技术密度较高,具有非易失性、兼容性较强的特点,其内部指令系统及引脚结构都在主控功能实现中发挥着重要作用。此外芯片中还有中央处理器和专门的存储单元,这都为嵌入式控制应用系统作用实现提供了价值。
  2.2控制电路设计
  在智能温室大棚系统设计中,除去系统本身设计外,设计人员还要注重系统连接电路的设计,使其能配合系统,完成控制工作。控制电路子系统中主要控制设备为继电器,其不仅可以决定控制系统启动运行状态,还可以控制电路和设备,使其不会轻易出现故障,即使出现故障,该继电器也可以担当开关角色,使控制系统中的故障部分远离系统。该继电器主要通过电子控制技术实现目的,其具备输入和输出两种回路,所以在自动控制回路中应用效果显著。其本质为自动开关,这种开关可以用小电流控制大电流,所以其可以很轻易塑造安全环境。其也能对电路进行转换,使系统处于安全运行状态,其在自动调节方面也有显著优势。将其纳入到大棚系统中,可以通过主控机来控制该种器件,使其接收指令,并配合执行器执行指令,使大棚内部的温度环境实现自行调控。
  3结语
  在智能温室大棚设计中,设计人员需要考虑农业种植需求,需要考虑到当地环境变化情况,还要基于资源优化配置及作物科学管理等目的,来保证大棚的作用价值。智能温室大棚需要满足的功能有很多,设计人员要逐一设计相关的功能模块,使大棚内部环境得到有效调节和改善,使相关异常问题得到有效预警,如此其大棚智能化控制意义才能得到体现。
  参考文献
  [1]刘亚伟,基于物联网技术的智能温室大棚控制系统研究[J].长春工业大学,2018(07):67.
  [2]胡自强,基于物联网技术的温室大棚智能控制系统设计研究[J].电子世界,2016(22):184-185.
  [3]文燕,基于物联网智能温室大棚系统的构建[J].信息与电脑(理论版),2016(17):67-68+70.
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