温室智能监控系统解决方案

温室智能监控系统解决方案内容摘要：

要由传感器、数据采集控制器和执行机构组成，其系统结构见图 1。 下位机主要实现温室环境数据实时采集、处理与显示，以及对温室环境的调节，通过总线网络或无线通信模块，将监测的环境参数传输到上位 PC 机，并接受上位机的控制而产生控制决策，控制执行机构进行调节；具有脱机运行功能，可在上位机关机情况下独立工作，用户或者专 家通过键盘预设环境参数及实时采集的环境参数，自主运行下位机决策程序，实现温室自动控制。 下位机自主控制流程见图 2。 奇迹源于专注，品质造就永恒。 数据采集控制 器 数据采集控制器 是下位机系统的核心，可以采集传感器的输出的信号，并能输出控制信号进行智能控制，该模块的稳定程度决定了整个项目的好坏，因此，选择一款好的 数据采集控制器 是相当有必要的。 在本项目中，我们采用 YM1000 数据采集控制器 ，下面对其进行详细的说明。 YM1000 数据采集控制 器 说明 YM1000 数据采集控制器 采用采用 16 位超低功耗单片机，单片机内部集成了所有外围电路，并在设计该产品时没有进行任何的扩展，具有较高的 可 靠性和抗干扰能力，缩小了产品的体积。 YM1000 数据采集控制器 采用 MODBUS 规约，该规约具有开放、文本易得、协议奇迹源于专注，品质造就永恒。 简单等优点，被众多厂商所支持。 因此 YM1000 数据采集控制器 可广泛应用于消防、供水、石化、环保等各个行业，也被大多数系统集成商和自动化公司、研究所采用，是一种通用的 数据采集控制器。 YM1000 数据采集控制器 具备 RS485 接口 和 USB接口，在使用 RS485 接口时具有更高的通信速率和更远的通信距离。 YM1000 具体的功能特点如下： 16 路开关量输出，可以作为遥控、跳闸或者告警； 2 路开关量输入，也可以作为脉冲量输入； 16 路直流采样 ,可以接受各种变送器的信号； 1 个标准 485 通信口， 1 个 RS485/USB接口，支持 MODBUS 或其它规约，扩展更加易； 贴片安装，无外部总线，可靠性高，抗干扰能力强； 卡式导轨或螺丝固定，现场安装更加 方 便。 YM1000 数据采集 控制器 性能参数 数据采集控制器 的详细性能参数如下： 直流模拟量输入 土壤水分传感器、土壤温度传感器、空气温湿度传感器、风速风向传感器、蒸发传感器等其他可以输出模拟信号 的 传感器可通过直流模拟量输入接口与 数据采集控制器 相连，从而完成对传感器采集参数设置，数据存储、传输等操作。 容 量： 16 路 /模块 输入信号： 02V或 020mA或 420mA 转换速度： 5 uS(微秒 ) 分 辨 率： 12 位 A/D （最大输入电压和最小输入电压的比值 ,模拟数字） 计算方法： 以电网频率为参考，每周波采 32 点，计算平均值作为测量值 精 度： % FS 177。 1 字（ FS 满量程） 脉冲量输入（与开关量输入共用） 雨量传感器、流量计等可以输出频率信号的传感器，可以通过脉冲量输入接口与数据采集控制模块相连，从而完成传感器采集参数设置，数据存储、传输等操作。 容 量： 2 路 /模块 额定输入： 输入直流 12－ 48V 输入方式： 光耦隔离 扫描方式： 中断方式 最高计数频率： 1000Hz 最小脉冲宽度： 计数器字长： 16/32 位 开关量输出 通过该输出接口，将数据采集控制器与继电器相连，通过弱电控制强电，进而控制执行设备的电源开关或电机，从而实现执行设备操作的自动化。 奇迹源于专注，品质造就永恒。 容 量： 8 路 /模块，每路提供一个常开触点，共用一个公共端 触点容量： 250V/3A 交流 通信接口 通过 RS485 通信接口，可实现数据的远程交互，并可通过 485hub 进行无限组网，实现多个数据采集控制模块之间的通讯。 容量： 2 路 接口方式： RS485 接口 USB接口 规约： MODBUS 规约或者其他规约 安装使用环境 该模块使用的环境具体如下： 安装方式： 卡式导轨安装或者底部螺丝固定 温度范围： 10℃～ 55℃ 存贮温度： 20℃～ 70℃ 相对湿度： ＜ 85% 大气压力： 86～ 108Kpa 安装尺寸： 1439040mm 电 源： 交流 85～ 265V 50HZ~60HZ 或者 直流 12V 177。 30 % 功 耗： 小于 1W 工作环境： 无爆炸 ,无腐蚀性气体及导电尘埃 , 无严重霉菌存在 ,无剧烈振动 ,无冲击源；如果需要在此类环境下工作，请采取相应的防护措施。 传感器部分 传感器用来对温室内的温度、湿度、光照强度进行实时数据采集。 根据温室作物生长特点 和环境要求，选择精度较高、运行稳定，性价比较高的传感器是十分有必要的。 在该项目所采用的传感器类别及性能参数如下： 土壤水分传感器 土壤水分传感器由不锈钢探针和防水探头构成，可长期埋设于土壤和堤坝内使用，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量。 项目中采用 TM100土壤水分传感器， 该土壤水分传感器 是 根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数 ， 从而得到土壤容积含水量 ，采用 电磁脉冲 原理设计而成。 其特点为 TM100 土壤水分传感器特点 探针采用 316L 特种钢材，耐腐蚀性强； 信号 采用差分输出，稳定性好； 测量精度高，相应速度极快 受土壤质地影响小，应用地区广泛； 密封性等级为 IP67，可长期埋入土壤或放入水环境中使用； TM100 土壤水分传感器性能参数为： 测量参数：土壤容积含水量； 奇迹源于专注，品质造就永恒。 量 程： 0～ 100%（ m3/m3） ； 精 度： 50％以内误差为 1 ~ 3 %，标定后可达到 1%以内； 测量区域： 90%的影响在围绕中央探针直径为 3cm、长为 6cm 圆柱体内； 工作电压： 12VDC/24VDC； 输出信号：电压信号范围为 0~2V，电流信号时范围为 0~20mA/4~20mA。 土壤温度传感器 土壤温度传感器用于检测土壤温度，一般使用的有效温度范围为 30～ 70oC（土壤热容积较大，温度变化不很明显），安装在温室内土壤中，以测量作物的生长、发育的土壤温度及浇水后土壤温度变动情况。 根据温室的规格、种植作物的不同选择传感器的布设方式。 项目中采用 TM03 土壤温度传感器，该传感器采用精 密铂电阻探头制成，用来精确测量土壤表层、浅层、深层温度，仪器具有多种信号输出制式，可与信号采集监测系统配套使用 TM03 土壤温度传感器特点为： 热响应时间少、减少了动态误差； 直径小、长度不受限制； 测量精度高、使用寿命长； 采用进口薄膜电阻元件，性能稳定。 TM03 土壤温度传感器性能参数为： 量程： 0~40℃ /0~100℃ 精度： 0~40℃时精度为177。 ℃， 0~100℃时精度为177。 ℃ 分辨率： ℃ 工作电压 ~35VDC 电流输出： 1~5mA（负载电阻 500Ω） 4~20mA（负载电阻 150Ω） 材料：防腐、防水，全密封、不锈钢结构 电缆长度：标准长度为 2m，最长为 50m 空气温湿度传感器 空气温湿度传感器是根据具有感湿特性的电介质介电常数随相对湿度而变化的特质设计而成，用 来检测温室内的环境温湿度，一般有效的温度范围在 40～100oC,有效的湿度范围在 0～ 100%。 项目中采用 WAHC10 空气温湿度传感器，其特点与性能参数如下： TM01 空气温湿度传感器特点： 采用 轻型百叶箱为盒体 ，体积小巧，适合与小空间内测量使用； 采用 瑞士 高精度温湿度传感器芯片，测量精度高，稳定性好。 TM01 空气温湿度传感器性能参数为： 温度范围： 40~100 ℃ 温度精度：177。 1℃ 测 湿范围： 0100%RH 测湿精度：177。 1%RH 工作电压： 12～ 24VDC 输出信号： 0～ 2 V或 420mA 外形尺寸： 1109032mm（Φ 16125。