Automatic Control 自動化控制Electronic Technology & Software Engineering 電子技術(shù)與軟件工程 131【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 日光溫室 控制近年來位于武威市涼州區(qū)的日光溫室，在精準扶貧產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)下發(fā)展迅速，但大多數(shù)日光溫室生產(chǎn)方式落后，科技含量低，生產(chǎn)自動化程度有待提高，要大力發(fā)展設施農(nóng)業(yè)，日光溫室產(chǎn)業(yè)急需融合現(xiàn)代控制技術(shù)，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推進設施農(nóng)業(yè)種植業(yè)的發(fā)展，達到精準控制溫濕度等要素，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。本系統(tǒng)對日光溫室環(huán)境進行監(jiān)測和智能控制 , 實 時監(jiān)測日光溫室的各項參數(shù)，運用物聯(lián)網(wǎng)終端控制系統(tǒng) , 對農(nóng)作物的生長參數(shù)進行實地監(jiān)測 、數(shù)據(jù)上傳、海量存儲、精確分析和智能控制，提高設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的智能化控制和規(guī)范化管理水平 , 改變傳統(tǒng)日光溫室栽種中管理科技含量低、效率低、投入產(chǎn)出比低的狀況 , 提高日光溫室經(jīng)濟效益。本文選取武威市涼州區(qū)下雙鄉(xiāng)兩棟日光溫室作為研究對象，研究了基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室終端控制技術(shù)，通過對溫室環(huán)境參數(shù)的自動采集，可以實現(xiàn)實時可視化數(shù)據(jù)的查詢及數(shù)據(jù)分析，并且該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠程視頻監(jiān)控、智能控制功能，提高日光溫室生產(chǎn)效率。1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本項目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括輸入接口、 PLC運行模塊、輸出端口、執(zhí)行機構(gòu)、通信端口、操作終端、大棚控制器等。其中智能溫室大棚控制器是一種高性能監(jiān)控儀器，也是智能溫室大棚控制系統(tǒng)的主要元件 , 它具有 “智能”、“記憶”、“遠程控制”及“節(jié)省勞動力”等四大顯著特點。該系統(tǒng)溫室內(nèi)的環(huán)境信息都是通過各種傳感器檢測感知；傳感器收集的數(shù)據(jù)通過各類通信端口進入上位機，在此過程中，實現(xiàn)了對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行存儲、分析、計算及共享的操作。本項目中的控制系統(tǒng)和手機端APP 控制相連接， 實現(xiàn)手機端 APP 終端控制。大棚內(nèi)的各項參數(shù)變化時，通過手機短信等方基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室終端控制系統(tǒng)的應用文/崔玉萍 徐生龍針對武威市涼州區(qū)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)日光溫室生產(chǎn)方式落后問題，本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日光溫室終端控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對日光溫室環(huán)境的實時監(jiān)測和智能控制。試驗證明，日光溫室安裝該系統(tǒng)后運行穩(wěn)定，各項參數(shù)調(diào)控可靠，可滿足日光溫室智能控制的需求，降低了農(nóng)民的勞動強度、提高了日光溫室的生產(chǎn)效率。摘要式，將系統(tǒng)監(jiān)測到的實時信息、預警信息及時發(fā)送給用戶，使用戶精準掌握大棚的生長環(huán)境，實現(xiàn)了日光溫室的網(wǎng)絡化終端控制。2 終端控制系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室終端控制設備主要有外遮陽、內(nèi)遮陽、風機、濕簾、電磁閥、頂部通風等設備，監(jiān)控系統(tǒng)通過安裝終端電腦、測控設備、各種傳感器、電磁閥、配電箱等附件實現(xiàn)，通過無線 Wi-Fi 或 GPRS 模塊與綜合控制中心連接?；谖锫?lián)網(wǎng)的日光溫室終端控制對多個大棚的溫室環(huán)境進行監(jiān)測控制，可以實現(xiàn)技術(shù)人員在辦公室就能進行遠程操作控制。通過網(wǎng)絡和無線設備終端實時監(jiān)測溫室的各項參數(shù) , 系統(tǒng)精準控制各項參數(shù) , 使日光溫室獲得種植農(nóng)作物的最佳生長環(huán)境。通過傳感器監(jiān)測溫室大棚各類參數(shù)，構(gòu)建測控點實現(xiàn)日光溫室環(huán)境獲取、自動灌溉、自動控制等功能，提高設施生產(chǎn)自動化、智能化程度，具有較好的示范展示效果。從無線傳感器獲取溫室各類參數(shù)后，對溫室內(nèi)光照強度、空氣和土壤溫濕度、日照數(shù)等環(huán)境參數(shù)進行實時采集，并進行數(shù)據(jù)分析，依據(jù)分析結(jié)果，對溫室內(nèi)的指定設備進行自動開啟或者關(guān)閉，如實現(xiàn)遠程控制澆灌、遠程控制卷簾開關(guān)等。在溫室內(nèi)，需現(xiàn)場布置攝像頭等監(jiān)控設備，實時采集各類視頻信號。用戶通過計算機或手機終端，無限制時間和地點可以觀察現(xiàn)場情況，并且可以獲取現(xiàn)場溫濕度等數(shù)據(jù)。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日光溫室終端控制系統(tǒng)可以在線準確測量到對大棚生產(chǎn)過程中的各參數(shù)，而且可以實現(xiàn)大棚內(nèi)智能控制，比如自動控溫、自動灌溉等，還可實現(xiàn)報警提示，自動保存溫濕度、通風、光照調(diào)節(jié)的各類歷史數(shù)據(jù)。通過無線電臺或有線連接將系統(tǒng)主控中心和大棚溫室控制器進行連接，且每棟溫室內(nèi)的溫濕度、光照等信號均實現(xiàn)模塊化，不僅易于擴展，而且可以多點取樣，準確迅速地反映大棚數(shù)據(jù)?？刂浦行挠嬎銠C可以更改大棚號和名稱?？刂平K端中心軟件界面運用多個液晶大屏顯示，直觀、清晰、可視性好。該系統(tǒng)同時顯示日光溫室內(nèi)外溫濕度、二氧化碳、光照等參數(shù)，能進行自動控制 / 手動控制和切換 、自動報警等。該日光溫室、連棟溫室測控點的建立進一步提高設施生產(chǎn)自動化、智能化程度，具有較好的示范展示效果。2.1 濕度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫室內(nèi)外安裝多個點安裝濕度傳感器，系統(tǒng)通過濕度傳感器采集到溫室內(nèi)的濕度，設置定時監(jiān)測，如果監(jiān)測到濕度大于系統(tǒng)預先設定的區(qū)間值，溫室自動開啟通風換氣設備，運行一段時間后溫室內(nèi)溫度就會降低；如監(jiān)測到空氣濕度低于系統(tǒng)預先設定設區(qū)間值，控制系統(tǒng)通過終端設備啟動水簾，濕度增加，充分滿足農(nóng)作物生長需求。2.2 溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)選用一棟日光溫室，在每個溫室內(nèi)多個點處分別安裝空氣溫度傳感器，如溫室內(nèi)氣溫升高，則系統(tǒng)通過溫度傳感器檢測到的溫度會升高，當溫度超過系統(tǒng)預設的溫度值時，系統(tǒng)通過控制終端自動通啟動天窗和風機進行排風，同時啟動濕簾使溫室降溫，直到溫度達到農(nóng)作物生長的適宜溫度。2.3 光照強度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在日光溫室多個點處安裝光照強度傳感器，每個光照強度傳感器分別安裝內(nèi)外遮陽設備，一旦接受到的光感傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)與系統(tǒng)預設數(shù)據(jù)有偏差時，系統(tǒng)就會自動啟動干預調(diào)節(jié)系統(tǒng)，進行遮陽或補光，直到大棚內(nèi)達到作基金項目：2018年度甘肅省高等學校科研項目一般項目:河西地區(qū)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日光溫室終端控制研究與應用（項目編號：2018A-298）。<< 下轉(zhuǎn) 132 頁圖1：溫室參數(shù)曲線圖網(wǎng)絡出版時間：2019-09-27 11:51:39網(wǎng)絡出版地址：http:/kns.cnki.net/kcms/detail/10.1108.TP.20190927.1150.152.html自動化控制 Automatic Control132 電子技術(shù)與軟件工程 Electronic Technology & Software Engineering【關(guān)鍵詞】煤礦 自動化控制 皮帶運輸系統(tǒng)煤礦井下皮帶運輸系統(tǒng)是整個煤礦生產(chǎn)過程中的重要能耗環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)效益，進而影響企業(yè)競爭力。所以要將減少消耗的能源量、降低支出的能源成本作為目標，對煤礦井下皮帶運輸系統(tǒng)進行優(yōu)化，將自動化控制系統(tǒng)應用其中。通過結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，可以保證煤礦井下皮帶自動化控制系統(tǒng)順利作業(yè)，實現(xiàn)生產(chǎn)效益。1 煤礦井下皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)的自動化控制在煤礦井下皮帶運輸系統(tǒng)中的應用文/張曉東本文主要闡述了采用煤礦井下皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)的必要性以及井下皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)的特點，并分析自動化控制在煤礦井下皮帶運輸系統(tǒng)中的應用。摘要組成 煤礦井下皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)的主要控制對象為主運皮帶及采區(qū)皮帶，并且還配置了皮帶保護裝置，以便能實時監(jiān)測皮帶的運行情況，通過綜合分析皮帶的運行情況、搭接情況等，在一定程度上減少輸送帶空轉(zhuǎn)運行的時間，全面提升系統(tǒng)運行效率。目前，煤礦井下皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)主要包括以下兩部分：1.1 保護裝置 優(yōu)先考慮的是系統(tǒng)保護裝置的技術(shù)水平，依照實際的皮帶運輸效果來看，目前我國煤礦企業(yè)所應用的煤礦井下皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)中，其保護裝置所能完成的是一些基本操作，包括：防跑偏、防打滑、堆煤等，在運行靈敏性、安全性方面還有待進一步提高。要解決這一問題，就必須提高保護裝置的可靠性，防止誤動作發(fā)生，尤其要加強防縱撕保護。解決縱撕的一個重要方法是卸料口采用傾斜振動方式，這樣能減少礦山下落的沖擊力，使皮帶受損幾率隨之減少。由于礦山都有棱角，會產(chǎn)生較大的摩擦系數(shù)，那么利用振動方式可以有效避免礦山刮卡現(xiàn)象，保證了保護裝置的運行效果。1.2 帶式輸送機 目前，帶式輸送機是煤礦井下皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)的一個組成部分，并且國家實施“日產(chǎn)萬噸綜采設備”項目后，我國已經(jīng)提高了帶式輸送機的技術(shù)水平，也研發(fā)了多種軟起動和制動裝置。帶式輸送機的優(yōu)勢是運行可靠、動力消耗低，主要的驅(qū)動方式有：異步電動機帶限矩型液力偶合器驅(qū)動方式、異步電動機帶CST 驅(qū)動方式、 異步電動機帶調(diào)速型液力偶合器驅(qū)動方式、變頻調(diào)速驅(qū)動方式。2 采用煤礦井下皮帶運輸自動化控制系統(tǒng)的必要性我國煤炭行業(yè)如今已經(jīng)遇到了發(fā)展瓶頸，煤炭企業(yè)的經(jīng)營狀況慘淡，前景令人堪憂。從物所需光照需要才結(jié)束。2.4 自動澆灌控制系統(tǒng)在溫室內(nèi)安裝多個土壤水分傳感器，控制系統(tǒng)通過傳感器采集到土壤水分參數(shù)。根據(jù)農(nóng)作物不同，在系統(tǒng)中設置不同的土壤水分參數(shù)區(qū)間，系統(tǒng)監(jiān)測到參數(shù)偏離正常區(qū)間值，計算機系統(tǒng)自動精確控制各灌溉電磁閥，最終使種植區(qū)域的農(nóng)作物土壤水分符合要求。3 系統(tǒng)應用分析該系統(tǒng)在武威市涼州區(qū)下雙鄉(xiāng)日光溫室園區(qū)進行安裝調(diào)試，選擇一棟日光溫室，安裝該日光溫室終端控制系統(tǒng)，要求調(diào)試期間正值溫室內(nèi)種植西紅柿且處于幼苗期。3.1 數(shù)據(jù)實時監(jiān)測系統(tǒng)實時監(jiān)測溫室內(nèi)各項參數(shù)，主要是溫濕度、光照強度、土壤濕度、 CO2濃度等溫室內(nèi)參數(shù)通過曲線方式顯示，對各類歷史數(shù)據(jù)準確備份，及時分析各類參數(shù)變化對作物生長的影響，確保實現(xiàn)農(nóng)作物生長環(huán)境大數(shù)據(jù)的準確監(jiān)測。實驗數(shù)據(jù)： 2019 年 1 月 10 日 ，移民區(qū)室外溫度為 2 -11，繪制了 1# 日光溫室內(nèi)某一時刻日光溫室的溫濕度、光照強度、土壤濕度、 CO2濃度變化曲線。如圖 1 所示，從曲線可以分析出，溫室內(nèi)的空氣溫度控制在12 32、空氣濕度 20.5% 24%，土壤溫度控制在 16 18 的范圍內(nèi)，均在生長環(huán)境適宜范圍內(nèi)。冬季日光溫室?guī)缀跏侨]狀態(tài)，西紅柿植株子處在幼苗期時，溫室內(nèi)光合較弱、土壤呼吸旺盛， CO2水平較高，其值大于 510 ppm，未發(fā)生 CO2虧缺。3.2 圖像和視頻監(jiān)控在系統(tǒng)運用中，通過系統(tǒng)高清視頻監(jiān)控設備及無線網(wǎng)橋，將作物生長情況及病蟲害發(fā)生情況進行終端傳輸，為環(huán)境信息采集系統(tǒng)及作物進行遠程病害診斷系統(tǒng)較有利的數(shù)據(jù)支持。專家遠程可以通過互聯(lián)網(wǎng)對溫室生產(chǎn)進行指導和診斷，同時實現(xiàn)病蟲害的預防監(jiān)測，為武威市農(nóng)業(yè)的信息化建設奠定了堅實的基礎?；谖锫?lián)網(wǎng)的日光溫室終端控制系統(tǒng)融合了計算機控制、傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測控制技術(shù)等，可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)電子顯示屏、手機短信、網(wǎng)站等多個終端發(fā)布預警信息，并實現(xiàn)了遠程智能控制溫室的功能。我省河西地區(qū)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚技術(shù)研究已廣泛深入，但是總體上仍處于試驗示范階段，規(guī)模小且分布分散。試驗結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)通過計算機自動調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的生長要素，達到農(nóng)作物種植的最佳環(huán)境，在涼州區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)實用性強，可以實現(xiàn)日光溫室的智能化測控管理，具有降低勞動強度、節(jié)省勞動力，提高生產(chǎn)效率，為日光溫室的信息化種植具有積極的示范作用。參考文獻1馬麗紅,高茜茜,常勇,于蕾.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的果園環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)探究J.農(nóng)業(yè)與技術(shù),2019,39(13):22-23.2侯健.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中的應用研究J.科學技術(shù)創(chuàng)新,2019(19):127-128.3哈亮.物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀J.黑龍江科學,2019,10(12):82-83.4丁艷梅.智能物聯(lián)網(wǎng)溫室自動監(jiān)控系統(tǒng)設計分析J.南方農(nóng)機,2019,50(11):82.5王玲玲.物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)及應用J.科技創(chuàng)新與應用,2018(15):161-162.作者簡介崔玉萍，碩士學位。武威職業(yè)學院電子信息工程系講師。研究方向為計算機技術(shù)及應用。作者單位武威職業(yè)學院 甘肅省武威市 733000<< 上接 131 頁