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【豫拓温室】智能连栋玻璃温室常见的几种系统组成部分
温室是指在不适宜植物生长的季节,能提供对植物生长所需温度、湿度、二氧化碳及植物生长所需水分,从而增加瓜果蔬菜产量。
智能温室大棚系统分3大部分:数据采集部分、数据传输部分、控制部分。
一、数据采集部分
1.温度传感器:
该传感器采用3大模块组成:温度传感器模块,精度等级在士0.5℃;单片机系统模块;无线发送模块;超长待机电池。
2.湿度传感器:
该传感器采用3大模块组成:湿度传感器模块,采用美国进口的SHT11模拟头,精度等级在土3%RH;单片机系统模块;无线发送模块;长待机电池。
温湿度传感器模块检测到现场的温度数据后,将数据交由单片机处理,单片机直接将接受到传感器数字信号处理,最终驱动无线发送模块将数据无线发出。每只传感器都带有一个ID号,而此ID号是有24位的字母、数字组成,可以实现无限的序号组合,即可实现全球唯一ID号;每只标签的ID号与其所在的位置是相对应的,这个可以在系统建数据库时,位置绑定在该ID号的信息中。即当系统读取到序号为“1234567”的ID号时,系统即会知道该标签是处于:第几号温室?那个位置段?如该标签测量的数据较高时,系统就会知道具体的位置。此无线温度传感器的传输距离可达120米。
3.C0.传感器:
该传感器采用美国(Telaire)公司产品,该传感器采用红外光谱形式,0-2000PPM的量程能满足植物研究的所有需求。传感器对科研型温室高温、高湿不敏感。
雨量传感器:本仪器反斗部件翻转灵敏,性能稳定,工作可靠。承雨口采用不锈钢皮整体冲拉而成,光洁度高,滞水产生的误差小。仪器外壳用不锈钢制成,防锈能力强,外观质量佳。
4.降雨感知传感器:
探头为美国德州仪器TI公司产品,主要用于探测是否有降雨,该产品具有判断降雨和结露的不同情况,具有工作可靠,价格便宜等特点。
风速风向传感器:“风速风向传感器”选用美国Davis(戴维斯)公司产品(Davis6410),“风速风向传感器”内部装有精密旋转运动部件,这些机械部件的稳定性非常好,能在恶劣环境下保持传感器的测量精度,外壳高强度特殊工程塑料具有极好的抗紫外老化作用。
5.土壤湿度传感器:
采用水利部认证传感器,该传感器采用先进的“时域反射原理”,杆式设计,感应部分48cm,适用于测量任何类型土壤的体积含水量,测量精确,性能稳定可靠。
6.水暖水温传感器与土壤温度传感器:
采用美国DALAIS公司温度传感器,外套“密封不锈钢铠甲”。特性:一致性好,精度高,密封性好。
7.液面湿度传感器:
主要测量植物表面的叶面蒸发程度及植物表面的湿度情况,适用于高档花卉。以上的诸多品种传感器,可直接安放在温室内,或温室外。其中最为常用的传感器为温度传感器、湿度传感器、光照传感器。
二、数据传输部分
无线路由器:识读标签;微波2.4-2.5GHz微波频段;吊挂式或固定支架安装,防尘防水,与标签的读写距离0~300米。无线路由器的信号覆盖到无线传感器的接收范田内时,路由器即能采集到标签过来的数据信息;因现场需要检测不同位置的环境,会安装较多的传感器,路由器接收的数据具备冗长性,通过数据融合,将多个无线传感器数据整理成更精准的数据,无线发送给协调器;路由器除接收并发送无线传感器的数据外,还可以作为其他路由器的上位路由,其他路由可以借此路由进行与协调器的通讯。
无线协调器:识读中继器,接收中继传送过来的信息,并将数据用串口上传工控机;识别距离0~300米可调;微波2.4-2.5GHz频段;吊挂式或固定支架安装,工业RS485串口,防尘防水。协调器是最终连接电脑的设备,它前端采集路由数据,后端向电脑传送数据。当现场数据较大,较多时,亦不会产生数据的拥堵。
三、控制部分
1.工控机:
采用工业PC机,较强的功能与性能,具备工业级别的串口通讯、I/O口输入输出。内置强大的软件控制功能:稳定的数据采集、基于实际应用的数据分析、专家数据库、精准的控制逻辑。
2.空气温度控制
(1)现场数据采集:
在温室内安放多个无线传感器,因传感器无线发送数据,所以不用担心布线的繁杂,可以将传感器安放在温室内的任何一个地方,并且可以随意地调整位置。传感器还内存有1D号,每个传感器的ID是全球唯一,是代表该传感器的身份。传感器安放好后,传感器的ID号、采集的数据、所在位置等信息会一并传给路由器。
一般把一天分为午前、午后、前半夜和后半夜4个时段来进行温度调节。午前以促进光合作用、增加同化量为主;午后光合作用呈下降趋势;日落后以促进体内同化物的运转;夜温以抑制呼吸、减少消耗、增加积累;传感器内置单片控制系统,因此可以设置传感器检测和外发数据的周期,就可以设置传感器外发数据的周期为1次/小时、
1次/分钟、或l次/30秒等,一来可以根据现场的实际需求而定,二来可以为传感器节省电能,使用的时间更长久。
(2)数据传输:
传感器将采集到的数据无线发送给室内的路由器,路由器接收并转化传感器的数据,标签是利用电磁波形式传递数据,路由接收后,解调该数据。在同一时间会有多个标签向路由发送数据,路由会将接收到的数据进行融合,整理成较精准的数据发出。
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