Automatic Control 自動(dòng)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(lái)位于武威市涼州區(qū)的日光溫室，在精準(zhǔn)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(dòng)化程度有待提高，要大力發(fā)展設(shè)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(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)種植業(yè)的發(fā)展，達(dá)到精準(zhǔn)控制溫濕度等要素，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。本系統(tǒng)對(duì)日光溫室環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)和智能控制 , 實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)日光溫室的各項(xiàng)參數(shù)，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)終端控制系統(tǒng) , 對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè) 、數(shù)據(jù)上傳、海量存儲(chǔ)、精確分析和智能控制，提高設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(jì)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(duì)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(guò)對(duì)溫室環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)采集，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)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(yuǎn)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(xiàng)目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括輸入接口、 PLC運(yùn)行模塊、輸出端口、執(zhí)行機(jī)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(yuǎn)程控制”及“節(jié)省勞動(dòng)力”等四大顯著特點(diǎn)。該系統(tǒng)溫室內(nèi)的環(huán)境信息都是通過(guò)各種傳感器檢測(cè)感知；傳感器收集的數(shù)據(jù)通過(guò)各類通信端口進(jìn)入上位機(jī)，在此過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、計(jì)算及共享的操作。本項(xiàng)目中的控制系統(tǒng)和手機(jī)端APP 控制相連接， 實(shí)現(xiàn)手機(jī)端 APP 終端控制。大棚內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù)變化時(shí)，通過(guò)手機(jī)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(yīng)用文/崔玉萍 徐生龍針對(duì)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(wèn)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(shí)現(xiàn)對(duì)日光溫室環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能控制。試驗(yàn)證明，日光溫室安裝該系統(tǒng)后運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)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(dòng)強(qiáng)度、提高了日光溫室的生產(chǎn)效率。摘要式，將系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)信息、預(yù)警信息及時(shí)發(fā)送給用戶，使用戶精準(zhǔn)掌握大棚的生長(zhǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了日光溫室的網(wǎng)絡(luò)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(shè)備主要有外遮陽(yáng)、內(nèi)遮陽(yáng)、風(fēng)機(jī)、濕簾、電磁閥、頂部通風(fēng)等設(shè)備，監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)安裝終端電腦、測(cè)控設(shè)備、各種傳感器、電磁閥、配電箱等附件實(shí)現(xiàn)，通過(guò)無(wú)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(duì)多個(gè)大棚的溫室環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制，可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)人員在辦公室就能進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線設(shè)備終端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫室的各項(xiàng)參數(shù) , 系統(tǒng)精準(zhǔn)控制各項(xiàng)參數(shù) , 使日光溫室獲得種植農(nóng)作物的最佳生長(zhǎng)環(huán)境。通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)溫室大棚各類參數(shù)，構(gòu)建測(cè)控點(diǎn)實(shí)現(xiàn)日光溫室環(huán)境獲取、自動(dòng)灌溉、自動(dòng)控制等功能，提高設(shè)施生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化程度，具有較好的示范展示效果。從無(wú)線傳感器獲取溫室各類參數(shù)后，對(duì)溫室內(nèi)光照強(qiáng)度、空氣和土壤溫濕度、日照數(shù)等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，依據(jù)分析結(jié)果，對(duì)溫室內(nèi)的指定設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉，如實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制澆灌、遠(yuǎn)程控制卷簾開(kāi)關(guān)等。在溫室內(nèi)，需現(xiàn)場(chǎng)布置攝像頭等監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)采集各類視頻信號(hào)。用戶通過(guò)計(jì)算機(jī)或手機(jī)終端，無(wú)限制時(shí)間和地點(diǎn)可以觀察現(xiàn)場(chǎng)情況，并且可以獲取現(xiàn)場(chǎng)溫濕度等數(shù)據(jù)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的日光溫室終端控制系統(tǒng)可以在線準(zhǔn)確測(cè)量到對(duì)大棚生產(chǎn)過(guò)程中的各參數(shù)，而且可以實(shí)現(xiàn)大棚內(nèi)智能控制，比如自動(dòng)控溫、自動(dòng)灌溉等，還可實(shí)現(xiàn)報(bào)警提示，自動(dòng)保存溫濕度、通風(fēng)、光照調(diào)節(jié)的各類歷史數(shù)據(jù)。通過(guò)無(wú)線電臺(tái)或有線連接將系統(tǒng)主控中心和大棚溫室控制器進(jìn)行連接，且每棟溫室內(nèi)的溫濕度、光照等信號(hào)均實(shí)現(xiàn)模塊化，不僅易于擴(kuò)展，而且可以多點(diǎn)取樣，準(zhǔn)確迅速地反映大棚數(shù)據(jù)。控制中心計(jì)算機(jī)可以更改大棚號(hào)和名稱?？刂平K端中心軟件界面運(yùn)用多個(gè)液晶大屏顯示，直觀、清晰、可視性好。該系統(tǒng)同時(shí)顯示日光溫室內(nèi)外溫濕度、二氧化碳、光照等參數(shù)，能進(jìn)行自動(dòng)控制 / 手動(dòng)控制和切換 、自動(dòng)報(bào)警等。該日光溫室、連棟溫室測(cè)控點(diǎn)的建立進(jìn)一步提高設(shè)施生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化程度，具有較好的示范展示效果。2.1 濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫室內(nèi)外安裝多個(gè)點(diǎn)安裝濕度傳感器，系統(tǒng)通過(guò)濕度傳感器采集到溫室內(nèi)的濕度，設(shè)置定時(shí)監(jiān)測(cè)，如果監(jiān)測(cè)到濕度大于系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的區(qū)間值，溫室自動(dòng)開(kāi)啟通風(fēng)換氣設(shè)備，運(yùn)行一段時(shí)間后溫室內(nèi)溫度就會(huì)降低；如監(jiān)測(cè)到空氣濕度低于系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定設(shè)區(qū)間值，控制系統(tǒng)通過(guò)終端設(shè)備啟動(dòng)水簾，濕度增加，充分滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)需求。2.2 溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)選用一棟日光溫室，在每個(gè)溫室內(nèi)多個(gè)點(diǎn)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(guò)溫度傳感器檢測(cè)到的溫度會(huì)升高，當(dāng)溫度超過(guò)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的溫度值時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)控制終端自動(dòng)通啟動(dòng)天窗和風(fēng)機(jī)進(jìn)行排風(fēng)，同時(shí)啟動(dòng)濕簾使溫室降溫，直到溫度達(dá)到農(nóng)作物生長(zhǎng)的適宜溫度。2.3 光照強(qiáng)度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在日光溫室多個(gè)點(diǎn)處安裝光照強(qiáng)度傳感器，每個(gè)光照強(qiáng)度傳感器分別安裝內(nèi)外遮陽(yáng)設(shè)備，一旦接受到的光感傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與系統(tǒng)預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)有偏差時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)干預(yù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，進(jìn)行遮陽(yáng)或補(bǔ)光，直到大棚內(nèi)達(dá)到作基金項(xiàng)目：2018年度甘肅省高等學(xué)?？蒲许?xiàng)目一般項(xiàng)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(yīng)用（項(xiàng)目編號(hào)：2018A-298）。 下轉(zhuǎn) 132 頁(yè)圖1：溫室參數(shù)曲線圖網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2019-09-27 11:51:39網(wǎng)絡(luò)出版地址：http:/kns.cnki.net/kcms/detail/10.1108.TP.20190927.1150.152.html自動(dòng)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(dòng)化控制 皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)是整個(gè)煤礦生產(chǎn)過(guò)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(jìn)而影響企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(biāo)，對(duì)煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，將自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用其中。通過(guò)結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，可以保證煤礦井下皮帶自動(dòng)化控制系統(tǒng)順利作業(yè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益。1 煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)的自動(dòng)化控制在煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用文/張曉東本文主要闡述了采用煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)的必要性以及井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，并分析自動(dòng)化控制在煤礦井下皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。摘要組成 煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要控制對(duì)象為主運(yùn)皮帶及采區(qū)皮帶，并且還配置了皮帶保護(hù)裝置，以便能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮帶的運(yùn)行情況，通過(guò)綜合分析皮帶的運(yùn)行情況、搭接情況等，在一定程度上減少輸送帶空轉(zhuǎn)運(yùn)行的時(shí)間，全面提升系統(tǒng)運(yùn)行效率。目前，煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括以下兩部分：1.1 保護(hù)裝置 優(yōu)先考慮的是系統(tǒng)保護(hù)裝置的技術(shù)水平，依照實(shí)際的皮帶運(yùn)輸效果來(lái)看，目前我國(guó)煤礦企業(yè)所應(yīng)用的煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，其保護(hù)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(yùn)行靈敏性、安全性方面還有待進(jìn)一步提高。要解決這一問(wèn)題，就必須提高保護(hù)裝置的可靠性，防止誤動(dòng)作發(fā)生，尤其要加強(qiáng)防縱撕保護(hù)。解決縱撕的一個(gè)重要方法是卸料口采用傾斜振動(dòng)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(huì)產(chǎn)生較大的摩擦系數(shù)，那么利用振動(dòng)方式可以有效避免礦山刮卡現(xiàn)象，保證了保護(hù)裝置的運(yùn)行效果。1.2 帶式輸送機(jī) 目前，帶式輸送機(jī)是煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，并且國(guó)家實(shí)施“日產(chǎn)萬(wàn)噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目后，我國(guó)已經(jīng)提高了帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平，也研發(fā)了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置。帶式輸送機(jī)的優(yōu)勢(shì)是運(yùn)行可靠、動(dòng)力消耗低，主要的驅(qū)動(dòng)方式有：異步電動(dòng)機(jī)帶限矩型液力偶合器驅(qū)動(dòng)方式、異步電動(dòng)機(jī)帶CST 驅(qū)動(dòng)方式、 異步電動(dòng)機(jī)帶調(diào)速型液力偶合器驅(qū)動(dòng)方式、變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)方式。2 采用煤礦井下皮帶運(yùn)輸自動(dòng)化控制系統(tǒng)的必要性我國(guó)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(yíng)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(dòng)澆灌控制系統(tǒng)在溫室內(nèi)安裝多個(gè)土壤水分傳感器，控制系統(tǒng)通過(guò)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(shè)置不同的土壤水分參數(shù)區(qū)間，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到參數(shù)偏離正常區(qū)間值，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)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(yīng)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(jìn)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)各項(xiàng)參數(shù)，主要是溫濕度、光照強(qiáng)度、土壤濕度、 CO2濃度等溫室內(nèi)參數(shù)通過(guò)曲線方式顯示，對(duì)各類歷史數(shù)據(jù)準(zhǔn)確備份，及時(shí)分析各類參數(shù)變化對(duì)作物生長(zhǎng)的影響，確保實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境大數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)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(shí)刻日光溫室的溫濕度、光照強(qiáng)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(zhǎng)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(shí)，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(yùn)用中，通過(guò)系統(tǒng)高清視頻監(jiān)控設(shè)備及無(wú)線網(wǎng)橋，將作物生長(zhǎng)情況及病蟲(chóng)害發(fā)生情況進(jìn)行終端傳輸，為環(huán)境信息采集系統(tǒng)及作物進(jìn)行遠(yuǎn)程病害診斷系統(tǒng)較有利的數(shù)據(jù)支持。專家遠(yuǎn)程可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)溫室生產(chǎn)進(jìn)行指導(dǎo)和診斷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)病蟲(chóng)害的預(yù)防監(jiān)測(cè)，為武威市農(nóng)業(yè)的信息化建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?；谖锫?lián)網(wǎng)的日光溫室終端控制系統(tǒng)融合了計(jì)算機(jī)控制、傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)控制技術(shù)等，可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子顯示屏、手機(jī)短信、網(wǎng)站等多個(gè)終端發(fā)布預(yù)警信息，并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)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(yàn)示范階段，規(guī)模小且分布分散。試驗(yàn)結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的生長(zhǎng)要素，達(dá)到農(nóng)作物種植的最佳環(huán)境，在涼州區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)實(shí)用性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)日光溫室的智能化測(cè)控管理，具有降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省勞動(dòng)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(xiàn)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(cè)系統(tǒng)實(shí)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(yīng)用研究J.科學(xué)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(xué),2019,10(12):82-83.4丁艷梅.智能物聯(lián)網(wǎng)溫室自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析J.南方農(nóng)機(jī),2019,50(11):82.5王玲玲.物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用J.科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2018(15):161-162.作者簡(jiǎn)介崔玉萍，碩士學(xué)位。武威職業(yè)學(xué)院電子信息工程系講師。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用。作者單位武威職業(yè)學(xué)院 甘肅省武威市 733000 上接 131 頁(yè)