智能灌溉系统的设计毕业论文

智慧农业喷灌系统原理：喷灌系统工作中时，温度传感器收集土壤层里的干湿度数据信号，检验到的环境湿度数据信号根据A/D控制模块变换，将规范的电流量数字信号转变为环境湿度模拟信号，键入到程序控制器。可编程控制器内事先设置50%—60%RH为规范环境湿度值，具体测出的环境湿度数据信号与50%—60%RH较为

可以分成：在这个区域内，超过这一范畴，低于这一范畴三种状况。程序控制器将操纵数据信号发送给变频调速器，变频器依据环境湿度值，相对应的调整电机的转速比，电机推动离心水泵从水资源水泵，必须浇灌时，真空电磁阀就自行打开，根据主管道和支管路为喷嘴通水，喷嘴以不同的转动视角翻转。浇灌完毕时真空电磁阀全自动关掉。

作用演试实际操作：这也是一款根据Arduino单片机设计智能化土壤层浇灌浇水系统软件。选用ARDUINO -UNO单片机开发板、 LCD1602 、DS18B20温度感应器、5V离心水泵、 光敏二极管收集光照强度 、 土壤层温度传感器收集环境湿度。在LCD1602上边表明 环境温度 、光照强度 、 土壤含水量。可以利用按钮设置 环境湿度上最低值、光照强度限制、环境温度限制。假如土壤含水量小于环境湿度最低值 或是环境温度高过阀值 或是阳光照射过强的情况下开展离心水泵打开洒水。一切情况下假如土壤含水量高过环境湿度限制则关掉离心水泵

智能灌溉控制系统的浇灌全过程不用人的参于。全自动喷灌系统，管理人员的作业已经从之前的使用工作人员变化为管理人员和自动控制系统。可挑选长距离浇灌、基本浇灌、循环系统浇灌等灌溉方法，并可依据农作物必须设定。感应器、变频控制柜、闸阀和数据交换平台是智能灌溉系统软件的关键构成部分。根据喷灌系统各过程的智能化联接，融合土壤含水量监测系统，完成全自动浇灌。

智能灌溉控制器的优势：1. 每台智能灌溉基站包含取电开关、互联网智能控制器、4G路由器等设备，每台基站至少可驱动12路电磁阀，*多可驱动36路电磁阀。2. 控制器既可以通过按键手动操作，也可以通过手机APP无线遥控操作。3. 控制器具备每路即时灌溉、喷淋计划、喷淋延迟、参数设置、五天气象跟踪微调节水、控制器实时在线状态等功能。4. 灌溉控制器输入电压为220伏，通过无线方式输出给电磁阀的工作电压为9-24伏。5. 控制器可以以太网、Wi-Fi或4G路由器中的任何一种方式接入互联网，并遵循RabbitMQ消息队列数据通讯标准与云服务进行实时数据交换，控制通讯响应时间小于0.1秒。6. 灌溉控制器的所有浇灌时间及水量数据必须通过互联网实时上传到中国国内云服务器，并可随时通过云服务接口进行跟踪和查询，以实现浇灌数据的完备性。7. 控制器通过云端获取气象数据，并能够通过ET蒸发量算法自动调节水量，达到节水的目的。

基于PLC的智能温室控制系统的设计摘要：温室环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂大系统，难以建立系统的数学模型，采用常规的控制方法难以获得满意的静、动态性能。根据温室环境控制的特点，设计了一个基于PLC的智能温室控制系统。关键谝：PLC；智能控制：温室控制智能温室系统是近年逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术。本文在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上，对温室温度、湿度、CO，浓度和光照等环境因子控制技术进行研究，设计了一种基于PLC的智能温室控制系统。1智能温室控制算法的研究1．1温室环境的主要特点温室环境系统是一个复杂的大系统，建立精确的控制模型很难实现。由于作物对环境各气候因子的要求并不是特别的精确，而是一个模糊区间，比如作物对温度的要求，只要温度在某一时间段在某一区间内，该作物就能很好地生长，因此，也没有必要将各种参数进行精确控制。温室气候环境作为计算机控制系统的控制对象，有以下特点：非线性系统、分布参数系统、时变系统、时延系统、多变量藕合系统。1．2智能温室控制对象微分方程智能温室温度微分方程为：式中，为智能温室的放大系数；为智能温室的时间常数；为智能温室内外干扰热量换算成送风温度的变化量；为智能恒温室室内温度。2系统总体结构与硬件设计2．1系统总体结构2．1．1控制系统设计目标温室控制系统是依据室内外装设的温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO，传感器、室外气象站等采集或观测的温室内的室内外的温度、湿度、光照强度、CO，浓度等环境参数信息，通过控制设备对温室保温被、通风窗、遮阳网、喷滴灌等驱动／执行机构的控制，对温室环境气候和灌溉施肥进行调节控制以达到栽培作物生长发育的需要，为作物生长发育提供最适宜的生态环境，以大幅度提高作物的产量和品质。2．1．2控制模式以时间为基准的变温管理。根据一天中时间的变化实行变温管理，根据作物的生长需要将l天分成4个时间段，4个时间段中根据不同的控温要求对温室进行控制。1天中4个时间段的分段方法用户可以灵活的更改，而且4个时间段中的温度设定值用户也可以设定修改。不同季节的控制模式不同，只是自动控制系统启动的调节机构不相同，但不同季节的控制目的是相同的，即将环境参数调控到设定的参数附近。随着季节的变化，以及随作物生长阶段的变化，各时间段所需要的温度也是变化的，这时可通过修改设定温度值来调整温室的温度控制目标。2．1-3控制方案本系统采用自动与手动互相切换控制两种方式来实现对温室的自动控制，提高设备运行的可靠性。在运行时可通过按钮对这两种控制方式进行切换。手动控制简单可靠，由继电器、接触器、按钮、限位开关等电气元器件组成。自动控制模式采用计算机自动控制。通过传感器对环境因子进行监测，并对其设定上限和下限值，当检测到某一值超过设定值，便发出信号自动对驱动设备进行开启和关闭，从而使温室环境因子控制在设定的范围内。其运行成本较低，可大大节约劳动力，降低劳动者的劳动强度。2．2系统的硬件组成为了实现智能温室的环境监控，本设计建立了温室环境控制参数的长时间在线计算机自动控制系统。实现了温室内温度、湿度、CO，浓度、光照强度等参数的长期监测。并可根据智能温室温湿度的需求，对天窗、侧窗、降温湿风扇、风机、湿帘、内外遮阳网等设备自动控制。采用计算机作为上位机安装有组态t6．02监控软件，能将数据汇总、显示、记录、自动形成数据库，并实现了温室调控设备的自动设置与远程监控。为了确保系统的可靠性，温室设备的控制采用手动／自动切换方式，即在某些特殊情况下系统可以切换成手动，使用灵活方便。3系统的软件设计3．1温室控制系统PLC软件的设计根据基本要求和技术要求列出以下几点：(1)防止接点误动作：可利用自锁电路加以解决；(2)系统自诊断功能：PIG本身具有此项功能；(3)风机控制：温室设有一组风机，能同时启动与停止，当温室内的温度超出预定值时，受PLC的控制先是4个侧窗自动打开，延时5s后风机启动，再延时5s后湿帘水泵启动，从而使温室的温度降低；(4)侧窗控制：温室中设有4个侧窗，侧窗受电机控制，通过电机限位的设定来控制侧窗行程。解决方法类似上一点，但考虑到程序的精炼性，可配合PGI的中断功能命令加以解决；(5)系统自动／手动控制：可利用一个开关量作为PLC的输入信号，实现控制程序的转换；(6)湿帘泵控制；(7)遮阳网控制；(8)CO，补气(控制；(9)补光灯控制；(1O)可扩展性：在PLC中预留一定的存储空间和端口即可解决。3．2控制系统软件设计系统中对风扇、天窗、侧窗、环流风机、遮阳幕和湿帘泵的控制是通过PLC发出开关指令，通过交流接触器控制相关机构的启停。由于PLC检测系统具有较高的灵敏度，能够把温室内的扰动快速反应出来，同时由于温室较大的传递滞后，执行机构动作频繁，从而影响使用寿命。为此，在程序中加有时间可调的延时模块，使用时可根据具体情况调整延时，使控制效果达到最佳。3．3系统的组态监控软件的设计组态软件是可从可编程控制器以及各种数据采集卡等设备中实时采集数据，然后发出控制命令并监控系统运行是否正常的一种软件包。其主要功能如下：(1)远程监视功能。它可以通过通讯线远程监视多座温室的当前状态，包摇‘户外温度、光照强度、风速、风向、雨雪信号、室内温度、室内湿度、控制器温度、三组独立通风窗的位置和开关状态、内外遮阳幕的位置和开关状态以及一级二级风扇、湿帘、微雾、加热器、环流风扇、补光灯、C0，补气阀、水暖三通阀的状态和多种形式的报警监视，还能监视各灌溉阀的照强度、风速、室内温度、室内湿度、CO，浓度、水暖温度等全月的、全周的、全日的和本时段的最大值、最小值和平均值。(3)温室设备运行记录功能。它能在线记录各温室设备状态变化时的时间、当前状态和位置、当前目标温度、室内温度、目标湿度和室内湿度，并能打印输出。(4)远程设定功能。可以通过通讯线远程修改可编程控制器的全部设定参数。(5)生成曲线图功能。它能以平面图或立体图的方式同时绘制任意时刻的户外温度、光照强度、风速、目标温度、室内温度、目标湿度、室内湿度、CO，浓度、水暖温度等全年的、全月的、全周的、全日的变化曲线并打印输出。4结语本文通过分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影响，将可编程控制技术、变频技术、组态监控技术和传感器技术应用于温室控制系统的设计，开发了基于PLC的智能温室控制系统。圜状态(2)数据统计功能。它可以统计任意时刻的户外温度、光[2]。它可以统计任意时刻的户外温度、光14O[参考文献】邓璐娟，张侃谕，龚幼民．智能控制技术在农业工程中的应用．现代化农业，2003(12)：1～3申茂向等．荷兰设施农业的考察与中国工厂化农业建设的思考．农业工程学报，2000，16(5)

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