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智能温室远程监控系统的研究与实现

作者:时间:2010-03-30来源:网络收藏
0引言
是在普通日光的基础上,应用计算机技术、传感技术、控制技术等发展起来的一种高效设施农业技术。随着控制技术、网络技术和无线通讯技术的广泛应用,智能监控向合理化、智能化、网络化方向发展[1,2]。齐文新等(2004)[3]研制了分布式智能型温室计算机控制系统,由中心计算机和单片机组成主从式结构智能控制系统;周国祥等[4]应用无线网络技术了农田水利设施等的监控;左志宇等(2005)[5]将Internet网络技术应用到温室环境控制系统中; Roblin P[6]了温室的智能化、自动化。李建军等[7]介绍了日光温室番茄长季节生产专家系统的研制方法,以及开发过程。这些系统存在温室控制功能单一,结构难扩展;价格较贵,难以推广等缺陷,因此,并开发结构合理、成本低、控制方便、适合不同用户群,集控制、智能决策与无线网络于一体的智能温室具有重要的现实意义。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/163180.htm


1 系统结构
在现行的温室控制系统中,多采用基于PLC的温室控制系统、集散型控制系统、现场总线控制系统,这些系统操作不便、控制精度低、成本过高,且通信方式不灵活 [2]。为有效解决上述不足,本文采用如图1所示的上、下位机控制结构。其突出优点是能根据应用需求选择不同的控制方案,对大型连栋温室可采用上、下位机结合控制方案;对小规模农家温室,仅需要选择下位机系统单独完成温室控制。上、下位机采用RS-232串行通信或基于802.11b的无线通信,上位机系统通过Internet与远端计算机互连,温室环境与设备的监控。
2 下位机设计
下位机位于温室控制现场,由传感器、前端控制器和控制设备组成,如图2所示。主要实现温室环境数据实时采集、处理与显示;通过RS-232接口或无线通信模块,将监测的环境参数传输到上位PC机,并接受上位机的控制而产生控制决策;具有脱机运行功能,可在上位PC关机情况下独立工作,用户或者专家通过键盘预设环境参数及实时采集的环境参数,自主运行下位机决策程序,通过模糊运算产生智能决策,实现温室模糊智能控制。


2.1 下位机硬件设计
2.1.1传感器系统设计
根据温室作物生长特点和环境要求,选择性价比较优的传感器,如温度、湿度、光照、二氧化碳等类型的,设计相应的接口电路,使传感器采集的信息以0~10mA的电流信号形式输出,作为前端控制器的输入。
2.1.2前端控制器设计
前端控制器是的核心,以单片机应用系统为基础,外加传感器输入接口、控制输出接口、键盘接口以及LED接口电路等组成。选用ATMEL公司的ATmel48单片机系统, ATmel48通用性、可扩展性强、性价比高,内部集成4K的flash ROM及8路10位AD转换,与传统8位ADC相比,具有采集精度精确,控制精度更高的特点。

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