作物信息无线监测系统构成方案设计

作物信息无线监测系统构成方案设计作物信息无线监测系统概述托普物联网指出，作物信息无线监测系统是一种远程无线作物信息反馈和可控环境农业智能化系统，包括温室气候环境控制设备和变频同步灌溉施肥机，还包括气候与灌溉控制操作系统、生理诊断监测系统、可编程序控制器和计算机，气候与灌溉控制操作系统由气候环境监测可控环境模块、根部环境监测和肥水灌溉控制模块及气候和灌溉控制操作平台三部份组成，其中气候环境监测可控环境模块由农业生产设施和植物气候环境传感器组成，它是将由温度计、湿度传感器、光敏传感器、CO2传感器、风速仪、风向仪、雨量监测仪等植物气候环境传感器采集到的数据传送给可编程序控制器，由可编程序控制器处理后送至计算机，由计算机处理后输出指令经可编程序控制器给温室气候环境控制设备即控制天窗、侧窗、风机、水帘、内外遮阳网的电动机、控制内外雾喷的电磁阀、加热器和辅助光照用的照明灯开关等执行器件，气候环境监测可控环境模块是进行气温、湿度、光照强度、CO2浓度、风速、风向和降雨监测，监测的目的是为环境控制决策服务，根据环境监测的情况控制天窗、侧窗、风机、水帘、内外遮阳网、内外雾喷、加热器和辅助光照等，以满足作物的最佳生长环境；根部环境监测和肥水灌溉控制模块由植物根部环境传感器组成，它是将由根部环境湿度传感器、水势传感器、浓度(浓度(EC值))传感器、酸碱度(pH值)传感器等植物根部环境传感器采集到的数据传送给可编程序控制器，由可编程序控制器处理后送至计算机，由计算机处理后输出指令经可编程序控制器给变频同步灌溉施肥机的灌溉主泵和施肥泵，根部环境监测和肥水灌溉控制模块对根部环境进行监测，用以决策控制作物灌溉浓度、灌溉时间和灌溉量；气候和灌溉控制操作平台采用模块化结构，实现对数据采集、作物生长环境分析、依据设定的程序和作物环境分析进行决策，可通过网络进行远程操作，自动地对气候和灌溉进行控制；生理诊断监测系统由植物生长数据传感器和植物数据分析处理器组成，它是将由茎流监测感应器、主茎生长速度监测感应器、果实生长速度监测感应器、叶片表面温度监测感应器、基质水势感应器、浓度(浓度(EC值))感应器等植物生长数据传感器采集到的数据传送给可编程序控制器，由可编程序控制器处理后送至计算机内的植物数据分析处理器，由计算机内的植物数据分析处理器处理后输出指令经可编程序控制器给温室气候环境控制设备中的执行器件，生理诊断监测系统将结合气候监测数据，解译植物生理生态信息即植物的生长、营养、水分状况代码，为专家控制与咨询系统提供判断作物生长状况必不可少的数据，最后通过专家系统来操作小气候和灌溉系统。生理诊断监测系统对执行器件进行智能化控制，它能监测记录植物生长数据如茎粗、果实大小等，指示生产者植物生长各项监测指标在适合、理想还是逆境范围，提醒生产者将面临的主要生产问题，指示生产者应采取的技术措施。1、作物信息无线监测系统简介作物信息无线监测系统遵循实用性、灵活性、经济性的设计原则，采用国际先进的无线传感器网络技术，由大量微传感器节点以无线的方式互联构成，可实时采集温室内温度、露点温度、湿度、光照强度、光合有效辐射、空气中二氧化碳浓度、土壤温度湿度、土壤PH、土壤电导率及植物叶绿素及养分利用状况等环境参数和植物生长信息，以图表方式显示给用户，系统根据环境数据与作物信息，指导用户进行正确的栽培管理。为实现温室综合生态信息参数的自动监测、温室环境的自动控制和智能化管理提供科学依据和装备。2、作物信息无线监测系统功能特点（1）实时测定和显示环境变化多参数信息可在线24小时连续采集和记录监测点位的温度、湿度、风速、二氧化碳浓度、光照强度、供电电压电流等参数情况，实时显示存储监测信息，并可显示出各历史测量参数变化曲线，设置合理的系统参数值。监测点位可扩充多达上千个点。（2）多种形式的报警功能，适合不同场合需要可设定各监控点位的温湿度报警限值，当出现数据异常时可自动发出报警信号,并根据系统设定的控制方式触发相应自动控制动作。报警方式有现场多媒体声光报警、网络客户端报警、电话语音报警及手机短信息报警等，并可在不同的时刻通知不同的值班人员。（3）视频监控系统利用视频网络技术实现对生产环境的图像监控以及植物叶片等的生长图像的实时采集。（4）远程控制管理/故障诊断远程通过internet网络监测相关信息（环境信息与管理信息），同时可以参与设备控制。利用手机短信或信件形式定制查看相关信息。（5）系统设计时预留有接口，扩展性强在系统设计时预留有相应的接口，可以随时增加监测项目，如增加部分温度测试端口、湿度测试端口等，甚至大规模增加测试探头，系统的改进也可以在很短的时间内完成。（6）友好的控制软件系统全B/S软件管理，温室模型与真实温室相对应，可以更直观地控制各系统，通过调节所需要的环境参数，软件会启动相应的设备实现用户设定的环境要求。自动分析整理室内外环境因子数据，以图表形式得出3、作物信息无线监测系统拓扑示意图作物信息无线监测系统（1）温室环境监测连接示意图无线环境监测管理系统主要由三部分组成：温室环境参数采集系统、自动控制系统、视频监控系统。（2）集群温室环境监测系统示意图集群温室环境监测系统4、软件功能模块（1）系统管理软件主要功能：提供设备信息管理、报警信息管理、知识库管理等信息（2）后台服务软件主要功能：负责环境因子的采集和控制。（3）报警信息管理软件主要功能：对采集到的环境因子和知识库进行分析，对异常信息使用多种方式进行报警。