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智能温室生产通用性信息采集分析系统

技术2017-09-2065
         在温室大棚设施农业生产中,特别是智能温室生产,多数情况下,需要同时在线监测温室大棚内空气温度、空气湿度、光照强度、二氧化碳浓度、土壤温度、土壤湿度、土壤电解度等生态环境信息和茎杆直径增长量、叶片温度、作物微增长量等生理信息。这些传感器的输出信号具有多样性,有可能是电压信号、电流信号、频率信号,并且不同的传感器所测量的物理量需要不同的数学公式进行解析,因此需要信息采集分析系统能够识别、接收和解析这些不同信号,这类信息釆集分析系统就是智能温室通用型信息采集分析系统。
             
              图:智能温室环境信息采集
        智能温室通用型信息采集分析器原理
        智能温室通用型信息采集分析器原理示意图如下图所示。
   智能温室通用型信息采集分析器原理示意图
        1、微处理器模块
        微处理器具有一定的信息处理能力和运算能力,作为采集器的核心,主要采集传感器接口的数据,实现与其他模块的交换,一般采用8位/16位/32位微处理器。
         2、传感器接口
       该模块在不同采集仪器中拥有不同的数量,实现多点或多参数测量,对模拟信号处理包括滤波、放大、模数转换。
        3、实时时钟
       主要完成计时功能,为系统的数据采集、存储、通讯提供准确的时间标准,常用的实时时钟有DS1302、PCF8563、DS12887、SD2003等。
        4、存储器
       存储器负责存储当前的数据,一般采用flash存储器。
        5、按键
        主要完成仪器的设置工作。
         6、LCD模块
        以直观的方式显示当前数据和设置参数,与按键配合构建好的人机界面。
        7、通讯接口
       通讯接口完成于外界的交流,常用通讯方式如RS232、RS485、USB、CAN、TCP/IP、无线模款等都可以采用,实现采集仪与PC的交互、远程访问、网络发布等功能。
        8、电源
        电源部分主要负责为系统和传感器供电。
        智能温室生产通用性信息采集分析主要产品
        该系统包括传感器、智能温室环境信息采集器和计算机及分析软件,不仅能够采集温室大棚内温度、湿度、光照、土壤温度、CO2浓度、叶面湿度、露点等环境参数,同时可以采集果实生长速度、茎杆生长速度、叶温等生物信息参数,以直观的图表和曲线的方式显示给用户,并根据种植作物的需求,提供各种声光报警信息。该系统具有上位机分析软件,一台计算机最多可以同时连接32个采集器。利用环境数据与作物信息,指导用户进行正确的栽培管理。该系统可广泛应用于温室大棚设施农业、园艺、畜牧业等领域,为实现对温室大棚设施农业综合生态信息自动监控、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。
       1、系统设置
       总体设置:选择通讯端口COMl或COM2,设置当前连接数据采集器的总数,最多可以设置32个釆集器。
       数据显示:显示实时温度及端口测量数据、下位机存储数据状态、下位机记录个数。
       数据存储:可选择手动或自动方式将数据存入数据库,当采用手动方式存储数据时,可将下位机数据全部导出,直到其记录个数为零。当采用自动方式存储数据时,本系统还具有每2小时自动读取数据功能。
       图形显示:能够把温室大棚测量参数以曲线的形式显示出来,可以三维立体图显示当天温度趋势图和当天端口数据趋势图。
       2、系统特点
      ①使用灵活:上位机软件可连接多至32个数据采集器,用户只需在总体设置模块内设置实际连接的数据采集器号码,系统自动生成各采集器对应的数据库及相应的用户图形界面;
     ②界面友好:采集器的人机界面包括直观的中文文字显示界面和触摸按键,上位机软件具有直观的图形界面,方便用户使用;
     ③性能稳定:看门狗防护措施,避免系统死机,多重容错措施,避免用户误操作而引发问题;
     ④可扩展性强:系统程序采用模块化结构,方便功能扩展或屏蔽;
     ⑤存储容量大:每个采集器可任意连接多至16种传感器(8个温度和8个其他参数),可长时间存储所采集的数据;
     ⑥成本低廉:本系统不仅可以与自制研发的智能温室专用传感器相连接,还能够将国外传感器集成到一起,相对于国外同类产品价格降低了很大的幅度。
(作者:王天明 北方温室大棚建设网)
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