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通常温室大棚智能监控系统是怎么布置监控设备的?

发布时间:2024-01-03   来源:ssss   标签:温室 屋面 大棚 棚内 日光温室 点击:2
内容提要:智能温室大棚控制系统随着国民经济的迅速发展,现代农业得到了长足的进步,全国各地根据需要普遍建设了日光温室、塑料大棚等为农作物创造出良好的生长环境。温室工程成为高效农业的重要组成部分。温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件,创造一个人

通常温室大棚智能监控系统是怎么布置监控设备的?,第1张

智能温室大棚控制系统

随着国民经济的迅速发展,现代农业得到了长足的进步,全国各地根据需要普遍建设了日光温室、塑料大棚等为农作物创造出良好的生长环境。温室工程成为高效农业的重要组成部分。

温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件,创造一个人工气象环境,来消除温度、湿度等对生物生长的限制。能使不同的农作物在不适合生长的季节产出,部分或完全的摆脱农作物对自然条件的依赖。

石家庄圣启科技有限公司自主研发的SQ-WS智能温室大棚控制系统是针对温室大棚正常有效运转的控制要求配置的远程监控与管理系统。采用传感器技术、依托传统温室大棚生产工艺、设计的具有高可靠性、安全性、可扩展性的软硬件系统。

充分利用物联网技术和组态软件实时远程获取温室大棚内部的空气温度、湿度、光照强度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数及视频图像,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,保证温室大棚内的环境最适宜作物生长;同时,该系统还可以通过手机、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。

第二部分:系统结构及控制模式

(1)系统两大组成部分

SQ-WS系统主要包括:上位机中心服务器控制平台和下位机现场控制节点:

◇中心服务器控制平台可选用物联网感知应用平台或者是为客户专门定制的操作监测平台。能够实现监测、查询、运算、建模、统计、控制、存储、分析、报警等多项功能。

◇现场控制节点由测控模块、电磁阀、配电控制柜及安装附件组成,与中心服务器控制平台可通过有线、无线、3G/2G方式连接到一起。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。

(2)选择合适的控制方式

◇有线监控-----通过现场布线方式进行数据传输。

◇无线Zigbee监控-----利用Zigbee模块,对0-20KM范围为的数据监测传输。

◇3G/2G网络监控-----利用通信网络形式,可监测传输距离无限远。

◇有线和无线结合------根据实际现场环境,灵活结合。

第三部分:现场数据采集与控制功能

智能温室大棚内的各参数传感器,对温室环境进行多点实时动态采集,经过A/D转换送入单片机处理,驱动执行装置从而实现温室环境的自动智能调节。显示装置实时显示温室内的温湿度、光照度等数值,能够更加一目了然地展示温室大棚数据全貌。

(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。通过无线传输技术将相关数据传送到用户监控终端。

(3)CO2、O2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。也可以对个分块进行单独控制和整体协调控制。

(5)灌溉及喷药施肥控制

水灌溉与农药喷洒采用一套管线系统,根据植物生长模式,可通过自动、手动方式进行操作。

(6)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。

(7)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。

(8)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0切换。从而实现连续无故障运行,增加系统稳定性和可靠性。

(9)自定义控制模式

可以根据温室大棚具体控制和监测需要,定制一些相应的监测项目及控制内容,该项目可以使模拟信号、数字信号、开关信号、频率信号等监测和控制。

第四部分:监测软件数据平台

我公司自主研发的生态农业智能温室大棚自动监控软件,采集温室大棚内现场数据,经传感器数据模块传送至ZigBee节点或RS485节点上,然后通过有线、无线、3G/2G网络传输到数据平台,按照相关设定进行分析展示并进一步完成相应控制。

(1)友好的用户登陆管理界面

规定用户使用权限,不同用户提供不同的操作权限,非用户不能登陆系统,保证系统安全,操作简单而富有人性化。

(2)实时\历史、曲线\报表数据分析

系统将采集到的数据信息以实时曲线的方式显示给用户,并根据需要按照日、月、季、年参数变化曲线生成历史报表。便于对温室大棚运转情况进行分析做出改进,提高温室大棚的生产效率。

(3)多种形式的报警功能,适合不同场合需要

工作人员根据温室大棚内的具体情况设置温度、湿度等参数限值。在监测时,如发现有监测结果超出设定的阈值时,系统会自动发出报警提醒工作人员,报警形式包括:声光报警、电话报警、短信报警、E-MAIL报警等。

(4)远程控制

现场采集设备将采集到的数据通过有线、无线、3G/2G无线网络传输到中控数据平台,用户从终端可以查看温室大棚现场的实时数据,并使用远程控制功能通过继电器控制设备或模拟输出模块对温室大棚自动化设备进行控制操作,如自动喷洒系统、自动换气系统、自动浇灌系统。

(5)监控终端

监控终端通过可视化、多媒体的人机界面实现以下主要功能:①温室大棚内植物生长环境状况全面显示、查询,包括各种参数、光照强度以及历史数据等;②向温室大棚内监控系统发调度命令、调整设备运转状况,确保温室内为植物生长最适宜环境。

主要材料:钢

特点:坚固,成本较高

基本信息

暖棚是节能日光温室的俗称,是相对于冷棚(普通塑料大棚)而言。是我国北方地区独有的一种温室类型。是一种在室内不加热的温室,即使在最寒冷的季节,也

只依靠太阳光来维持室内一定的温度水平,以满足蔬菜作物生长的需要。日光温室是采用较简易的设施,充分利用太阳能,在寒冷地区一般不加温进行蔬菜越冬栽

培,而生产新鲜蔬菜的栽培设施日光温室具有鲜明的中国特色,是我国独有的秋冬春农牧业保温设施。暖棚用途广泛,可以用来农作物栽培、种子培育、幼苗培育,

马、羊、猪、牛、鸡、鸭的养殖育肥,花卉栽培,冬季摄影、农家乐旅游等等。[1]编辑本段结构分类  日光温室的结构各地不尽相同,分类方法也比较多。

按墙体材料分主要有干打垒土温室,砖石结构温室,复合结构温室等。

按后屋面长度分,有长后坡温室和短后坡温室;

按前屋面形式分,有二折式,三折式、拱圆式、微拱式等。

按结构分,有竹木结构、钢木结构、钢筋混凝土结构、全钢结构、全钢筋混凝土结构、悬索结构,热镀锌钢管装配结构。

前坡面夜间用保温被覆盖,东、西、北三面为围护墙体的单坡面塑料温室,统称为日光温室。其雏型

是单坡面玻璃温室,前坡面透光覆盖材料用塑料膜代替玻璃即演化为早期的日光温室。日光温室的特点是保温好、投资低、节约能源,非常适合我国资源有限、人口

众多的国情。作为一个新兴产业来说,占地少安置就业人口多,可农产品社会供给,促进社会稳定,开发绿色能源减少碳排放。编辑本段效益分析  就投资效益比来说,暖棚投资效益具有风险小、收益高的特点。

以北方农牧业为例,夏季牛羊吃草肥胖了,但是秋冬春三季节又瘦了。

暖棚里 喜洋洋(中国之窗)(图)

冷季节正是牛羊需要保温的时候,但是为了吃饱,牧人又不得不把牛羊赶到冰天雪地中寻找食物,这种情况下北方要想养成一只商品羊需要2-3年时间。如果有暖

棚便可减少寒冷季节的能量损失,借助于充足的饲料进行育肥,秋冬春三季节牛羊不掉膘,一年商品羊既可达到出栏销售的要求,节省了大量的时间,效益提高优

化,故而暖棚对于牧区牧民的致富具有重要作用。如地处新疆北部的塔城地区,近年来大力发展农区畜牧业,实施暖棚工程,使各族农牧民实现了增产又增收。图为

该市阿布都拉乡中阿村东乡族农民马秀兰和她的两个孙子在自家的暖圈棚里。[2]

同样,对于一般饲养猪、兔、鱼等专业户来说,暖棚也有同样的效用。

花卉栽培、旅游开发方面,暖棚也有不错的优势,在温暖的暖棚内栽培花

象山2100平方米的智能温控大棚

即可用来旅游观光也能拿来销售获利。如在象山贤庠丰泰粮食全程机械化专业合作社2100平方米的智能温控大棚内,8000株红掌、凤梨争奇斗艳。这座总投

资230多万元的智能温控大棚,是该县水稻工厂化温室育秧中心,也是我市三座工厂化育秧示范中心之一,主要进行早、中、晚三季水稻育秧。为了用足用好大棚

资源,去年下半年开始在育秧间隙试种红掌、凤梨、蝴蝶兰等高档盆景花卉,预计今年销售收入百万元,不到2年即可收回投资。[3]

暖棚对于蔬菜等经济作物栽培也有重要作用。反季节蔬菜的栽培上市不

茶苗暖棚过寒冬

仅可以满足消费者需要对于栽培来说也是一条致富途径,更由于在寒冷冬春也可安排闲散人员就业而促进社会稳定,提高了资源和人力的利用率。如胶南市六汪镇下河山村的百亩佳莱生态茶园,该茶园为保障茶苗过冬,新上冬暖式大棚6个 ,暖式小拱棚20余个 ,为来年的茶叶丰产提供了良好的生长环境。[4]编辑本段日光温室性能  节能型日光温室的透光率一般在60%~80%以上,室内外气温差可保持在21~25摄氏度以上。

1日光温室采光

一方面太阳辐射是维持日光温室温度或保持热量平衡的最重要的能量来源;另一方面,太阳辐射又是作物进行光合作用的唯一光源。

2日光温室保温

日光温室的保温由保温围护结构和活动保温被两部分组成。前坡面的保温材料应使用柔性材料以易于日出后收起,日落时放下。[1]编辑本段基本分类  辽宁海城式和河北永年2/3式

这两种棚型共同的特点是跨度较小,为6—7米;后屋面占2—2.2米,后墙矮而厚,高1米、厚

1—1.2米;屋脊高2.6—2.7米,后屋面角度35度;中柱高1.9米,后柱高2—2.2米。透光弧度顶角10度,中角30度,底角60度。此棚前屋

面占全棚长度2/3,所以冬季保温效果妤,进光多,升温也快,严冬一般可达18℃左右,不加温或稍加温即可冬季生产黄瓜、番茄。早熟栽培1—2月份即可上

市,适于冬季较寒冷地区应用。此棚冬季加草帘和纸被双层覆盖。但春季太阳北移增高后,后屋面遮阳光较多,室温增高,通风不良,所以做早熟栽培应大幅度提早

播种,争取5月份以前拔秧。

辽宁盐城、瓦房店3/4单坡面大棚

此棚在海城式棚基础上进行改进,黄河流域推广面积较大。后墙提高到

1.6—1.7米,墙厚稍减为70—80厘米,屋脊即后柱高度增至

2.7—2.9米,跨度6—7米,后屋面1.5米,后墙增设通风窗,透光棚面占棚长的3/4。全棚用竹竿、竹片或钢筋建成,有拱形,也有坡形。覆盖物较

厚,棚前设防寒沟,冬季棚温可达

15℃以上,进光量大,保温增温效果都好,能使瓜果类蔬菜生长,春早熟栽培也能在2月份上市。但春季后屋面遮荫较多,也存在温度高、升温快、通气不良的缺

点,作物最好在5、6月份拔秧。

改良式棚

近几年,冬暖式棚在各地发展很快,各地都根据本地特点建造了不同改良式冬暖型棚。如某村的冬暖

棚棚宽6米,后墙高1.5米,厚

70厘米,并在后墙堆积柴草1.5米厚,在高1.1米处设通风窗,每隔2.5米1个,立柱3排,后柱高2.7米,中柱高2.2米,前柱高1.2米,棚面角

为30度。后屋面每2.5米设一通风孔,屋面上玉米秸厚度40厘米,冬季平均气温达14.1℃;还有根据本地特点设计出6.5和7米跨度冬暖棚,7米棚又

叫济南Ⅱ型棚,棚面角32度,拱型,后墙高1.8米,厚0.8米,后墙至后柱距1.4米,后屋坡2.2米,后柱高2.9米,后屋坡超后柱0.39米,坡顶

至地面3.2米,后坡仰角38度零20分,透明坡与后坡面垂直距离比为3.1:1。

冬春兼用式棚

1.

后墙空心,厚80厘米,高1.5米,顶厚50厘米,跨度增至7—7.5米。特点是在屋面前沿冬季增加临时保温的后屋坡,春季拆除,以增加进光量。此棚冬季

可达15—16℃,采用多层覆盖,保温好,冬季可种植茄果类。后墙设有通风窗,春季保温奸,后期温度不太高,通风良好。

2.GBS型无柱棚

前屋面用玻璃纤维早强水泥预制成平均成30度弧形拱,前屋面下无立柱。后墙高1.7米,厚60厘米,后墙从棚内取土,将表土堆于棚外,用心土打墙,并用麦

秸泥抹面加厚10厘米左右。棚高2.米,跨度7—7.5米,后屋面1.5米(不包括后墙),棚面平均27度。此棚坚固抗风,冬季可在后屋面前增加50厘

米临时防寒屋面,春季拆除,天再热可除去后墙玉米秸,露出通风窗进行通风。 [1]编辑本段暖棚发展趋势  对新型前屋面保温材料的研制和开发主要侧重于便于机械化作业、价格便宜、重量轻、耐老化、防水等指标的要求。

随着新技术的普及应用,电子科技等逐渐得到运用,自动化程度得到提高。

日光温室主要由围护墙体、后屋面和前屋面三部分组成,简称日光温室的“三要素”,其中前屋面是温室的全部采光面,白天采光时段前屋面只覆盖塑料膜采光,当室外光照减弱时,及时用活动保温被覆盖塑料膜,以加强温室的保温。

由于塑料工业的发展,加之玻璃易破损,农村日光温室大多以塑膜为屋面材料。特别是我国北方在土

温室基础上兴起的塑料日光温室,具有明显的高效、节能、低成本的特点,深受菜农及消费者的欢迎,是发展高产、优质、高效农业的有效措施之一,将会得到更快

的发展。实践证明,凡室外最低温度不低于-25℃的,利用塑料日光温室的特殊结构性能,可使室 内保持5℃以上的温度时,均可获得满意结果。编辑本段建造设计  主要是总体设计,具体建造尺寸另述。

1.场地选择 冬暖棚建造成本高,设计较复杂,建后移动困难,所以要选交通方便、地势平坦、浇排水及时、最好离市场近的地块为好。

2.布局合理

为便于集中管理、看管,有利产前、产中、产后系列化服务,便于集中销运和传播技术,应以村为单位集中地块进行规模化生产。棚与棚之间为防止遮闭,距离应不

少于8米,最好为16米,这样棚间可综合利用,适当建造部分阳畦和小拱棚,以形成一个优良的小气候环境。

3.棚的方位 以面向正南、东西方位为好。因为冬暖棚主要生产期是12—3月份,这个期间正南方向上午见光及时,全天见光最多,而偏东和偏西都不好,特殊情况如有地形限制时可偏东或偏西不超过5度角。

4. 建造时间 大棚内的秋冬茬栽植早,最早可在9月份,所以应在9月底建好,如定植晚做冬春茬栽培也应在10月中旬建完,以使墙体干透,有充足时间进行定植前的整地、施肥、熟化土壤及“烤地”工作。

5. 棚的大小 根据山东省5年经验认为:棚长以50米为宜,不足50米总体空间小,不利于保温;超过50米因棚太长,运送操作不便,揭草帘需时太长,缩短作物见光时间。

棚宽以6—7米为宜,超过7米则需加高后墙和后柱高度才能保持冬季最佳阳光入射角,而且不经济,费工、成本高,如小于6米则种植面积小,也不实用。

棚高即脊高,以3米为宜,如高或低10厘米,则会破坏总体设计,造成人力物力浪费。高度确定后,后柱至后墙距离以 1.4—1.5米为宜。[1]编辑本段暖棚制造要求  冬暖棚也叫单坡面日光温室,总体要求是在冬季最大限度地透过、吸收、利用太阳光线,以满足作物生长发育的需要,而夜间又要最大限度的保温,并具有坚固耐用、抗风吹雪压、造价低且易于建造的棚型结构。最大限度透光  即应最大限度的透光量,充分利用太阳光的热能。要想达到这一点,由以下4方面决定。

1.透光面角度

经各方面计算以25—30度为宜,在高度、高跨比、后坡面大小、仰角和建造等均适宜的条件下,角度越大越有利于透光。关于棚面,根据球形透光最好的原理,

改为拱弧形,特别是接地的南坡,改立窗形为拱形,相对的加大了角度,增加了光的透射,又扩大了棚的空间,还有利于建造和通风。

2. 减少骨架遮荫

在整个建造过程中应考虑这一点。既要减少遮荫,又要易于建造,造价低。可进又以下2方面的改进:一是改细竹竿铁丝固定薄膜为粗竹竿支起薄膜,外用压膜线,

里顶外压,将膜崩紧,可每亩棚减少5000余个孔眼透风滴水,既减少遮荫、有利保温,又便于通风;二是取消立柱,采用圆钢焊接拱梁或用菱镁土拱梁,东西每

3米一拱梁代替立柱,形成琴弦,弦梁上用竹竿支撑,可解决骨架遮荫问题。

3. 合理采光面 采光面大,光线入射多,但采光面越大,散热也越多;后坡大,保温好,但白天易遮光,后坡的角度不应小于当地春分中午时太阳的高度角,

4. 薄腊的质量 以前用聚氯乙烯和聚乙烯膜,这两种膜上易结水珠,可减少透光率10%—20%,近几年试验聚氯乙烯无滴膜和多功能复合膜效果良好。对棚膜的要求是无滴,抗老化,透光率高,不易污染,拉力强等优点。最大限度保温  即最大限度的减少热量流失,在建棚材料中以土坯,特别是麦秸草土坯最好,其次是土打墙、砖墙、木墙等;钢铁及混凝土保温性差。当然某些作物秸秆,特别是麦秸适当压实也较好。

1. 墙体

包括后墙及东西墙,墙厚度大,保温性能好,但墙太厚,成本高用工多,一般以80厘米厚为宜。关于后墙的高度,墙越高散热量越多,但考虑到开天窗、后坡仰

角、加大棚内空间等因素,以1.8米最佳,墙若太矮,棚面斜度小,阳光入射量则小。墙后可堆土或堆作物秸秆保温。

2. 后坡

即后屋顶,其取材应着眼质轻、导热系数小的材料,一般用塑料薄膜或苇箔衬里,从坚固和保温着眼以高梁秸箔为最好,上面密排直径20厘米的玉米秸捆,其上再

铺一层麦秸或稻草,填平压实,为防止雨雪下渗,可再盖一层塑料薄膜,膜上抹5—10厘米的麦秸泥,再覆一层黄土保温。当然后坡厚度大,保温好,但太厚了也

不经济实用。

关于后坡的宽度,过窄保温不好,仰角小,影响棚面的坡度,但过宽,春分后和秋分前遮光多,影响坡下的阳光射进,对作物生长不利。

3. 透光面(棚面)

其保温好坏主要取决于透光面的宽度、材料以及夜间保温覆盖物的结构和厚薄。透明材料以无滴膜最好,不透明夜间保温覆盖目前已发展到多层,即贴棚面先盖数层

牛皮纸做成的纸被,有保温兼保护棚面作用,纸被上盖

2层稻草帘或一厚蒲草席,上面再缝覆一层薄膜以防雨雪水。另外,草帘厚度不能小于5厘米,长短应在夜间放盖后盖住防寒沟为好。

4. 减少棚地和缝隙放热

棚地系指棚中土壤热量的散失,棚东、西、北3面有较厚土墙,散热不多,冬季还可堆积墙周作物秸秆保温,但南端紧接棚外的冻土层,为减少热量外传,应在棚南

端沿棚根挖一深超过冻土厚(50厘米)、宽40厘米的防寒沟,沟内填充锯末、麦糠、粗炉渣等,上覆薄膜,可割断棚内热量外传。

缝隙指门、通风窗、通风口及任何缝孔。①冬暖棚的门不能从棚墙向外直开,应在北墙中部北侧或棚

东西侧盖一工作间或小屋,进入工作间的门应和通入棚内门错开,棚内门还应再张挂棉帘或草帘,可彻底解决开门降温问题。②窗:开于北墙,一般4—5米一窗,

距地面高1米,窗不要过大,一般高40厘米,宽50厘米。冬季应将其沿内外墙垒死,天暖需通风时再打开。⑧通风口:以“三大块,两条缝”棚顶薄膜覆盖为

好,两膜相交不少于20厘米,两膜边缘要焊设拉绳,天冷时拉紧封严,天热时根据情况开启通风口。④缝隙:尽量减少管理时弄破薄膜,再是用新压膜线“里顶外

压”固膜,可减少里外竹竿夹固膜法造成的众多孔眼。

5. 其他 严冬棚内可再挂覆天幕,也叫二道幕,白天拉下,夜间拉覆;棚内也可搭小拱棚或地膜;墙体底部可用石或砖砌,地基应夯实,内墙应泥平、压光或涂白;再是为防超低温天气,可每5间棚设一火炉及加温烟道,可临时升温救急。

能写的只有这些了

河北省安国市万锦花卉种植基地温室大棚好。

1、价值高。河北省安国市万锦花卉种植基地温室大棚花香袭人,30余种盛花期的蝴蝶兰竞相开放,芬芳吐艳,经济价值较高,采用薄膜温室。

2、技术方面米阿尼。河北省安国市万锦花卉种植基地温室大棚占地5000平米,拥有智能温控湿控水肥综合一体化设备,主要培育种植蝴蝶兰、千年木、宝莲灯、绣球等。

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