日光溫室智能控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要組成部分，改變著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式，引領(lǐng)著溫室作物生產(chǎn)向更高效、更智能的方向發(fā)展，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

一、系統(tǒng)架構(gòu)

日光溫室智能控制系統(tǒng)，集成傳感器、自動(dòng)控制、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)，對(duì)溫室環(huán)境的精準(zhǔn)監(jiān)測和智能調(diào)控，為農(nóng)作物的生長提供了適宜的生長環(huán)境。主要由感知層、傳輸層、控制層和應(yīng)用層四個(gè)層次構(gòu)成。

感知層：通過各類傳感器實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等;

傳輸層：通過有線或無線通信技術(shù)，如以太網(wǎng)、WIFI、4G或5G，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至云平臺(tái)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性;

控制層：根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值和算法對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并發(fā)出相應(yīng)的控制指令;

應(yīng)用層：為用戶提供直觀的數(shù)據(jù)展示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)警信息推送等功能，通過安卓/IOS手機(jī)APP、電腦網(wǎng)頁/軟件端管理界面，隨時(shí)隨地查看監(jiān)測參數(shù)、報(bào)警信息、調(diào)控環(huán)境條件等。

二、主要功能

在線監(jiān)測：通過高精度傳感器實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，包括溫度、濕度、光照強(qiáng)度、氣壓、太陽紫外線強(qiáng)度、土壤溫濕度、CO2濃度等。24小時(shí)不間斷監(jiān)測環(huán)境變化，并將數(shù)據(jù)傳輸至云平臺(tái)。

智能控制：系統(tǒng)支持手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制三種控制方式，三者之間相互切換、配合應(yīng)用。通過控制規(guī)則、邊緣計(jì)算功能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，根據(jù)預(yù)設(shè)的管理規(guī)則自動(dòng)調(diào)節(jié)溫室的溫濕度、光照度、土壤墑情等環(huán)境參數(shù)。

①溫度控制：通過監(jiān)測溫室內(nèi)外的溫度差異，自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)設(shè)備，使室內(nèi)溫度保持在一個(gè)適宜的范圍內(nèi)，有利于作物的正常生長。例如，在夏季高溫時(shí)段，系統(tǒng)自動(dòng)開啟風(fēng)機(jī)、卷膜機(jī)、濕簾、開窗系統(tǒng)等方式，降低室內(nèi)溫度;在冬季寒冷時(shí)段，通過關(guān)閉通風(fēng)設(shè)備和啟動(dòng)加熱設(shè)備來維持室內(nèi)溫度;

②濕度控制：通過監(jiān)測土壤濕度和空氣濕度，自動(dòng)調(diào)節(jié)加濕器和風(fēng)機(jī)抽濕設(shè)備，使室內(nèi)濕度保持在適宜的范圍內(nèi);

③自動(dòng)補(bǔ)光：當(dāng)光照不足時(shí)，自動(dòng)開啟補(bǔ)光燈，為作物提供充足的光照條件;

④自動(dòng)灌溉：根據(jù)監(jiān)測的土壤濕度情況，聯(lián)動(dòng)控制噴灌、灌溉系統(tǒng)。當(dāng)土壤濕度過低時(shí)，自動(dòng)開啟灌溉系統(tǒng)的電磁閥、智能閥門控制器等設(shè)備，開啟灌溉作業(yè);

⑤水肥一體化：支持與水肥機(jī)聯(lián)動(dòng)，根據(jù)土壤水分，作物的需肥規(guī)律，周期性的施肥灌溉，對(duì)灌溉量、肥液濃度、酸堿度、吸肥量等重要參數(shù)監(jiān)控、更改，水肥一同灌溉;

遠(yuǎn)程報(bào)警：支持監(jiān)測參數(shù)上下限、設(shè)備開關(guān)狀態(tài)報(bào)警，即對(duì)風(fēng)機(jī)、濕簾、灌溉系統(tǒng)、補(bǔ)光燈等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，和環(huán)境參數(shù)超限等情況自動(dòng)推送報(bào)警通知。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，立即發(fā)出聲光報(bào)警、短信、電子郵件、微信公眾號(hào)信息等方式通知管理人員，提高設(shè)備的維護(hù)效率，降低因設(shè)備故障導(dǎo)致的生產(chǎn)損失。

數(shù)據(jù)分析：云平臺(tái)自動(dòng)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，1分鐘一次數(shù)據(jù)記錄，管理界面以3s一次的刷新數(shù)據(jù)，曲線顯示，可通過手機(jī)/電腦端查詢歷史記錄，導(dǎo)出查詢的excel表格。

三、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

1.高精度監(jiān)測：采用高精度傳感器，具有體積小、功耗低、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，可穩(wěn)定運(yùn)行5-10年，為系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

2.集成化應(yīng)用：將傳感器、控制器、執(zhí)行器等設(shè)備集成在一起，形成一個(gè)完整的智能控制單元，讓溫室的各個(gè)設(shè)備能夠互聯(lián)互通。實(shí)現(xiàn)溫室與溫室之間、溫室與云平臺(tái)之間的互聯(lián)互通，遠(yuǎn)程操作。

3.降本增效：云平臺(tái)支持接入多座溫室大棚，批量控制，集中監(jiān)控所有監(jiān)控設(shè)備，提高生產(chǎn)效率，降低人力成本。

4.智能化生產(chǎn)：系統(tǒng)具備自主學(xué)習(xí)與科學(xué)決策的能力，可根據(jù)作物的生長需求和環(huán)境變化，自動(dòng)調(diào)整控制策略，實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的環(huán)境控制。

5.服務(wù)化：系統(tǒng)功能服務(wù)化，為用戶提供定制服務(wù)、服務(wù)器API接口等，根據(jù)用戶的種植需求，提供定制化的環(huán)境控制方案。

四、應(yīng)用效果

1.蔬菜種植：精準(zhǔn)控制溫室內(nèi)的環(huán)境條件，提高蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，縮短生長周期，降低生產(chǎn)成本。

2.花卉培育：實(shí)時(shí)監(jiān)測溫室內(nèi)的環(huán)境條件，提高花卉的觀賞價(jià)值，延長花卉的保鮮期。

3.果樹栽培：精細(xì)化調(diào)控溫室內(nèi)的環(huán)境條件，提高果樹的產(chǎn)量和品質(zhì)，增強(qiáng)果樹的抗逆性。

日光溫室智能控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向之一，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更加重要的作用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

審核編輯 黃宇