基于GPRS无线网络大棚种植环境监测系统设计原则.xls

基于GPRS无线网络大棚种植环境监测系统设计原则由于现代种植科技的快速发展，利用GPRS无线智能监测系统对大棚种植进行先进的科学管理已经成为现代大棚种植高科技手段，基于GPRS无线网络对大棚内相应的种植条件进行有利、有机、合理、并科学的管理，使得大棚种植在农业发展中取得巨大突破。随着三农的改革，无线网络农业自动化将有非常广阔的推广应用前景。基于无线网络技术的自动监测系统分布在各个检测点的传感器自动收集包括土壤湿度、氮浓度、pH值、降水量、温度、空气湿度和气压等数据。无线网络将这些数据和地理位置信号传送到中央监控室供种植者参考。以测量种植黄瓜的塑料大棚监测为例,具体了解下基于无线网络技术的环境监测采集显示系统以温度为例，黄瓜栽植后,要密闭大棚4～5d,尽量提高气温至30℃以上,甚至短期内达到40℃,以促进活棵。活棵以后,应适当降低气温。大棚中晴天白天气温的调节范围,原则上可参考黄瓜光合作用光合成的适温。黄瓜光合成的适温为27～28℃。午后要适当增加通风,使温度大体上降低到光合成适温以下5℃;傍晚要停止通风,做好保温工作。虽然大棚中夜间温度随着外界温度逐渐下降,但要尽可能保持适温。由于阴雨天光照弱,大棚中温度一般较晴天降低约5℃。黄瓜适宜的地温为18～20℃,根毛生长最低界限的地温为13℃。与其他果菜类相比,黄瓜对地温更为敏感。地温过低时,生长停滞,叶片下垂,叶色变黄。所以,大棚内空气温度和地温的保持对黄瓜的生长非常重要。一、设计原则1、适用性：由于现场要求特殊，尽量选取一种技术成熟、可靠性高的传输方案，不过分追求技术的先进性，来达到监控系统的可靠运行。2、实用性：功能强大、用户界面友好、报表等功能齐全，流量趋势图、日常维护简单方便。在保证满足应用的同时，又要体现出GPRS网络系统的先进性，充分考虑网络应用的现状和未来发展趋势。3、灵活性和扩展性：根据未来应用的需求和变化，应具备充分的接入能力和可扩展性，我们采用一种标准化接口，如以后系统改造增加I/O接口组态方便容易，设点成本很低，包括以后3G扩展（视频）以及监控点移位的可扩展性，最大程度地减少对网络架构和现有设备的调整。4、兼容性和经济性：对于设备就绪的来说，改造成本一定要考虑，并且能够最大限度地保证以后网络改造对现有各种计算机软硬件资源的可用性和连续性，最大限度地降低网络系统的总体投资。二、系统组成系统结构图：1、GPRS无线传输终端：采用GPRSIPModem设备，通过专用配套软件人性化设置；智能防掉线；支持点对多点传输；同时支持RS232/RS485通讯串口；实时传输或按需上下线；工业级设计标准，符合工业应用环境等。2、采集终端：采集终端由PLC、各类检测值传感器，时间检测实时的土壤湿度、氮浓度、pH值、降水量、温度、空气湿度和气压等数据，通过RS232/RS485通讯串口和GPRSIPModem设备连接，并实时监控。3、中心管理系统：通过工业组态软件或自行开发的监控软件，应用在办公室或者自己的家中，提供公网的IP地址及端口和终端GPRSIPModem全透明建立传输通道，有效进行实时管理及调度。4、大棚应用监测结构分布：该无线环境监测系统为10个大棚的10个监测点为例。10个大棚一字排列,间距2m。大棚中心高2.5m,宽6m,长30m,面积180m2。在每个大棚内布置1个监测点,其中包含温度、氮浓度、PH值、降水量、湿度等传感器。三、无线监测系统技术特点无线自动监测系统根据生产需要零散分布在大棚内,以检测空气与地表温度。系统的主要技术特点:1、智能管理；对原有的人工管理方式进行有机的、智能的无线管理，减少以往人工实时的检测手段，减轻人工的管理时间;2、功耗低,由于供电不便,终端供电可使用电池或太阳能供电;3、中心管理方便；种植者可在家里或者办公室进行管理、调度;4、系统通过ID号识别无线网络发来的各点测量值,根据GPRS终端能准确确定数据值所属的地理位置;5、接收端能对各点的温度实时显示。四、结语现代化规模农业生产需要科学技术支撑。GPRS大棚种植环境监测系统能实时、准确地测量并显示大棚内各点的温度、湿度，PH值等参数指标，使种植者能及时了解农作物的生长环境,从而及时、有效地采取措施,保证农作物快速、健康成长。大棚种植环境监测系统是农业自动化系统的一个典型范例。随着规模农业的快速推进和发展,基于无线网络技术的农业自动化系统具有非常广阔的推广应用前景。一、农业环境监控1、二氧化碳（CO2）监测(1个二氧化碳变送器）序号设备名称型号数量单位品牌单价总价备注1二氧化碳传感器KTR-CO2-NDIR1套KITOZER/广州3980.003980.00485接口或4~20mA输出，量程：0～2000ppm、0～5000ppm、0～10,000ppm可选3电源供应器DC-12V/3A