1、現代化農業種植智能化環境監控系統技術設計方案宏物聯農業溫室大棚物聯網電子監管系統北京盛世宏博科技有限公司一、系統組網絡以及通訊協議 （1）有線組網 根據工藝運行的需求，我們做如下的網絡系統設計：網絡采用RS485總線、RJ45網線、光纖設計。每個大棚為一個網絡節點。所有的傳感器均走485總線，最終通過集線器將各個大棚的數據都匯集到監控中心。（2）無線組網系統 根據現場需求可定制無線ZigBee、無線射頻、無線GPRS、無線3G、4G組網技術方案，將各種數據無線傳輸至云端服務器進行數據處理并反饋給監控中心服務器；以聯動各類傳感器、自動加溫控制器、電動卷簾、電動開窗控制器、噴淋控制器、排風控制器、

2、紅外監控攝像頭等設備二、整個系統可承載的數據分成如下的幾個部分 1：工業控制數據 2：采集數據 3：工業標準的MODBUS總線通訊 4：控制系統5：無線傳輸系統（2）組網特點 自動化控制系統是開放的控制系統，除了具有良好的網絡通訊能力外，還具有與其它控制系統通訊功能和標準的對外通訊接口，以后可以任意擴展控制系統。 整個系統采用多級網絡結構，即生產管理網和生產控制網，將過程實時數據、運行操作監視數據信息同非實時信息及共享資源信息分開，分別使用不同的網絡。有效地提高了通訊的效率，降低了通訊負荷。 以現場控制為最優原則，其次是監控中心、最后是遠程控制、（3）采用的通訊協議 Modbus協議由著名的自

3、動化設備制造商莫迪康公司開發，是應用于自動控制器上的一種通用協議。通過此協議，控制器相互之間、控制器經由網絡(例如以太網)和其它設備之間可以通信。它已經成為一種通用工業標準。 二、現代農業大棚控制系統 （1）控制系統概述 隨著社會經濟的發展，設施農業作為農業可持續發展的一個重要途徑，已經越來越受到世界各國的重視，而設施農業中問世工程的建設與發展是都市型發展的重要組成部分，是設施農業發展的高級階段。希望通過改變植物生長的自然環境、創造適合植物最佳的生長條件，避免外界惡劣的氣候，達到調節產期，促進生長發育、防治病蟲害等目的。 遠程大棚監控系統是一種用于家庭、倉庫(廠房、花棚和塑料薄膜大棚)內環境溫

4、濕度監控及控制的全自動遠程智能調節系統。它通過控制加熱器及制冷器(通風)對溫度進行自動調節，同時通過控制加濕機及除濕機的工作自動調節環境的相對濕度，使環境的溫度和濕度達到適宜的范圍。 （2）大棚環境特點與調控 大棚因有塑料薄膜覆蓋，形成了相對封閉與露地不同的特殊小氣候。進行蔬菜大棚栽培，必須掌握大棚內環境的特點，并采取相應的調控措施，滿足蔬菜生長發育的條件，從而獲得優質高產。 大棚內環境條件： 1、棚內光照 2、棚內空氣溫度： 3、棚內空氣濕度 4、棚內二氧化碳含量 5、土壤的溫度6、土壤的濕度 （3）現代化大棚遠程控制工藝 本方案使用盛世宏博系列系列高速32位控制器、高性能溫度濕度以及二氧化

5、碳傳感器、照度變送器等硬件組成，通過目前的高速光纖網絡建造一個現代化農業用溫室大棚環境監控系統。本系統可自動監測調節農作物環境的溫濕度、光照、二氧化碳濃度、通風、卷簾升降、滴灌控制、門禁等參數，通過盛世宏博軟件輸出幫助種植者作全面細致的數據分析，將數據通過網絡和相關的通訊協議傳遞給上位數據存儲和顯示區域，實現遠程的數據采集。并采取可靠的光纖通訊網絡實現遠程的設備的操作和相關數據的報警提示等。以及根據目前國家提倡的環保節能的標準對每個大棚都有相關的能源的計量裝置，方便了客戶對自己所用資源的調配和對運行參數的維護。 （4）控制系統的原理 溫室環境包括非常廣泛的內容，但通常所說的溫室環境主要指空氣與

6、土壤的溫濕度、光照、二氧化碳濃度等。計算機通過各種傳感器接收各類環境因素信息，通過邏輯運算和判斷控制相應溫室設備運作以調節溫室環境。輸出和打印設備可幫助種植者作全面細致的數據分析，保存歷史數據。 （5）控制系統功能 1風機控制系統 2卷簾控制系統 3滴灌控制系統 4室內溫度濕度控制系統 5室內燈光控制系統 三、遠程監控系統 （1）系統的原理特點 溫室測控自動化注重于節省勞動力，提高溫室生產的效率和技術水平，實現溫度、濕度的測量記錄和卷簾、滴灌等設備的自動化控制，實現農機和農藝的有機結合。從而大幅度提高溫室生產的技術水平，協助推進設施農業向精品、高端、高效方向發展。 （2）系統的功能 數據服務器

7、負責數據的實時采集和存儲。通訊服務器負責數據的運算和報表等邏輯的輸出，操作員站進行控制回路的建立、修改局部控制器中的內部策略的參數 , 設置數據采集參數和報表供操作員對生產過程的控制回路、測量參數進行監測并實現自動記錄、報表打印和報警打印；通過以太網通信完成與現場控制層的局部控制器進行通信。（3）上位組態軟件及其開發 我們將根據要求使用1套組態軟件作為開發平臺，開發系統是一個集成的開發環境，可以創建工程畫面、分析曲線、報表生成，定義變量、編制動作腳本等，同時可以配置各種系統參數等。我們說的“組態”就在這里完成，運行系統將開發完的系統進行執行，完成計算機監控的過程。開發人員可以在開發環境中完成監

8、控界面的設計、動畫連接的定義、數據庫的配置等。開發系統可以方便的生成各種復雜生動的畫面，可以逼真的反映現場數據。 （4）協調運行軟件模塊 我們會根據現場調研及目前行業的運行情況，我們將采用盛世宏博程序開發一套運行模塊來實現現代農業大棚遠程控制計算需要的參數，將其寫入數據庫（數據庫采用Microsoft SQL Server）中，以備下一步的處理，在每個季節到來的時候我們可以根據我們預先設計的計算方法來提前模擬其運行的情況。以及根據使作物的生長及其所適應的環境條件的前提下。并且該軟件可以連系到上位的軟件，可以采集其相關的數據。并可以根據其做相應的計算。完成提前計算數據模型。運行策略，實監控，數據

9、計算和采集，三個系統統一工作在一個數據庫平臺上，形成一個統一的數據庫應用，即一個平臺三種應用。 開放的現代遠程大棚運行軟件模塊 SQLSEVER 數據計算模塊 運行策略控制模塊 蔬菜大棚自動化控制系統 四、系統所需具體詳細參數1、大棚內壁掛式溫濕度傳感器 溫濕度傳感器簡介     盛世宏博采用數字溫濕度傳感器，標準RS-232或485通信接口。本品采用遞推平均數字軟件濾波與硬件電路濾波相結合的濾波方法，使外界對采樣的干擾盡可能降到最低，全量程精度高、穩定性能強、一致性好、響應速度快，HB-TH110A通過標準RS-232或485串行接口可與計算機組成多點

10、溫濕度測量系統。濕度傳感器適用場合      工業現場測量、辦公室、超市、檔案室、生產車間、倉庫、機房、工地等測量的場合。變送器輸出，標準RS-232或485通信接口，可以直接配接計算機。溫濕度傳感器技術參數傳感器類型 進口數字溫濕度敏感元件工作電源 帶變送輸出功能時供電電源：24VAC或24VDC變送輸出 范圍1、-4080  2、-2060  濕度變送器 范圍：0-100%RH變送器準確度 溫度： ±0.525濕度精度 ±3%RH 20%80%RH，25傳感器通訊輸出   

11、; RS485口    RS232口傳感器通訊地址    0-255變送器通訊協議  標準MODBUS協議變送器結構形式  變送、探頭一體式、白色ABS工程塑料傳感器工作電流  100mA傳感器外形尺寸  120X80X42mm變送器安裝方式  壁掛式傳感器工作環境 4080，無結露2、大棚內光照傳感器 【照度變送器產品簡介】盛世宏博照度變送器采用具有較高靈敏度的感光探測器，配合高精度線性放大電路，經過嚴密檢測、生產的具有多種測量范圍和信號輸出類型的實用型產品。變送器外殼采用壁掛安裝設

12、計，結構精致、外形美觀，是一款應用范圍廣泛、性價比極高的光照度測量產品。【照度變送器應用場合】農業大棚、工業現場測量、辦公室、超市、檔案室、生產車間、倉庫、機房、工地等測量的場合。標準模擬電壓或電流變送器輸出，標準RS-232或485通信接口，可以直接配接計算機。【照度變送器技術參數】【產品名稱】 照度變送器【工作電壓】 12VDC 或24VDC【測量范圍】 0-100000Lux 或指定【廁靈精度】 ±3%【輸出信號】 0-5V 0-10V 1-5V 三線制 4-20mA【通訊輸出】 RS232或485【安裝方式】 壁掛式【顯示方式】 LCD液晶屏【工作環境】 0-50度 0-80

13、%RH接線顏色說明：對于通訊接口輸出功能的產品：紅線：電源+； 綠線：電源-/RS232通訊時SGND藍線：RS485B-/RS232RXD 黃線：RS485A+/RS232TXD對于模擬信號輸出功能的產品：紅線：電源+； 綠線：電源-/模擬信號公共-黃線：模擬信號輸出+對于模擬信號輸出和通訊接口同時具有的產品：紅線：電源+； 黑線：電源-/RS232通訊時SGND藍線：RS485A+/RS232TXD 黃線：模擬信號輸出+綠線：RS485B-/RS232RXD3、土壤溫度傳感器【防水型溫度變送器產品簡介】溫度變送器采用高精度線性放大電路，并選用高精度的元器件，使產品具有靈敏度高，穩定性好，準

14、確度高和使用壽命長等優點。應用場合： 溫度變送器廣泛應用在工業溫度測量、暖通空調、檔案室、生產車間、倉庫、機房、通風管道、樓宇自控、工地等測量場所。直流電壓或電流輸出，可以直接配接二次儀表。溫度變送器采用防水變送外殼，可以工作在露天或濕度較大的場所，對于極低溫度如-40，采用軍工級元件，確保長期穩定地工作。 【防水型溫度變送器技術參數】 傳感器類型 溫度傳感器類型 進口溫度敏感元件工作電源、輸出信號 1、24VDC/AC 2、12VDC/AC （05V輸出）2、24VDC/AC （010V輸出）3、24VADC （420）mA輸出4、24VDC/AC 2、12VDC/AC RS232或RS48

15、5數字信號輸出通訊協議采用標準modbus-rtu協議準確度 ±0.50-50通訊輸出 RS232口 RS485口 結構形式 變送、探頭一體式、白色ABS工程塑料工作電流 30mA外形尺寸 84x59x33mm安裝方式 壁掛式工作環境 20-80 4土壤濕度變送器【土壤水分傳感器產品簡介】土壤水分傳感器是根據射頻電容原理來測量土壤水份體積百分比的一種新型傳感器。它具有測量體積小巧、攜帶方便、響應速度快、精度高，工作穩定、可靠等特點。土壤水分傳感器密封性好，并配有不銹鋼探針，適合于各種土質，不受土壤中化肥和金屬離子的影響，可直插埋入土壤中，是一款測量土壤水分含量既經經濟又實用的產品。【

16、土壤水分傳感器特點】土壤水分傳感器可廣泛應用于農業、氣象、環境、林業、水利、科研等需要測量土壤水分的領域。【土壤水分傳感器技術參數】測量參數 土壤水分體積百分含量（W）測理原理射頻電容原理工作電壓 5VDC 12-24VDC輸出信號0-2VDC三線制4-20mA測量范圍0-100%測量精度±3%(0-50%)工作電流2126mA，典型值21mA工作環境-4060, 2090RH探針規格直徑為3mm,長度為50mm密封材料環氧樹脂信號線長度標配1米5、二氧化碳變送器【二氧化碳變送器產品簡介】用于檢測和控制環境空氣中CO2濃度。【二氧化碳變送器產品特點】高性能NDIR數字式傳感器及電路，

17、精確測量和溫度補償 良好的長期穩定性和可靠性，響應速度快 傳感器大于15年壽命，免維護 輕巧外殼，美觀大方，方便安裝 多種輸出方式可選，可選繼電器輸出實現報警或控制功能【二氧化碳變送器適用場合】適用于住宅、商場、賓館以及倉庫等室內環境的二氧化碳監測。【二氧化碳變送器技術參數】傳感器 NDIR傳感器，帶ABC自校驗功能測量原理主動氣體擴散精 度 1、 75ppm或10%讀數，取大值 2、 30ppm+5%讀數響應時間<10s(30cc/min，慢流速空氣)漂 移 <±10ppm/年量 程 02000ppm，或其它(05000ppm)輸 出 420mA，010V，RS485/

18、Modbus繼電器 2×SPST，1A/30VDC，0.5A/125VAC負 載 600(電流),2K(電壓)電 源 1830VAC/DC顯 示 大屏幕LCD數字顯示(可選)顯示精度1ppm工作環境050，095%RH(無結露)儲運溫度-2080外殼材料防火ABS6、智能控制器數據采集器產品概述： 數據采集器采用先進的微電腦技術及芯片,性能可靠 ,抗干擾能力強, 與各類傳感器、變送器配合使用，可對多路溫度、濕度、壓力、液位、流量、重量、煙感報警、漏水報警、紅外探測器報警、等工業過程參數進行多路檢測、數據采集及通訊。標準35mm導軌安裝方式，方便控制柜，機柜安裝。產品功能特點：數據采集

19、器通過標準的RS232或RS422/485通訊口，可直接接計算機通訊，通訊波特率及地址出廠時根據用戶要求設定好（默認波特率為9600，通訊協議為MODBUS-RTU），用戶無需對數據采集器進行復雜設定，接上線就可用，使用方便。技術參數：誤 差： 測量精度：0.2FS±1個字 變送精度：0.2FS±1個字輸入信號： 電流 0-10mA 4-20mA 電壓 0-5V 1-5V 無源開關量信號 通訊輸出： 1、隔離串行雙向通訊接口RS485 2、隔離串行雙向通訊接口RS232通訊協議： 標準MODBUS-RTU 供電電源： 交流85-265VAC 50HZ/60HZ 直流24VD

20、C 直流12VDC 功 耗： 4W規 格： 144×90×40 標準35mm導軌安裝工作環境： 溫度0-60；濕度<85RH顏 色： 乳白色五、部分監控軟件和設備截面圖如下：所需產品清單列表（RS485總線）產品名稱產品品牌產品單位參數溫濕度傳感器盛世宏博個輸出方式：數字信號輸出精度：±3%RH ±0.5度安裝方式：壁掛式測量范圍：-20-80度 0-100%RH土壤濕度傳感器盛世宏博個工作電壓：12VDC精度：±3%RH ±0.5度測量范圍：-20-80度 0-100%R輸出方式：數字信號輸出土壤溫度度傳感器盛世宏博個工作電壓：12VDC精度：±3%RH ±0.5度測量范圍：-20-80度 0-100%RH輸出方式：數字信號輸出照度變送器盛世宏博個工作電壓：12VDC精度：±3%RH 測量范圍：0-100000Lux安裝方式：壁掛式輸出方式：數字信號輸出二氧化碳變送器盛世宏博個工作電壓：12VDC精度：75ppm±10% 測量范圍：0-2000ppm安裝方式：壁掛式輸出方式：數字信號輸出12伏直流電源外購個最多100個傳感器485轉232外購個五個大棚網絡版上機軟件盛世宏博套數據實時顯示，數據的統計存儲記錄，自動生成excel報表，自動生成