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温湿度智能控制系统采用了多点温湿度传感器采集各点数据，首先就保证了数据的准确性，及时性，其次采集信息通过4位数码管显示，方便我们排查干扰条件，当采集条件超过我们预设的最低或最高值时，系统通过报警电路对我们进行及时的数据报警，保证大棚环境的稳定。
1.1
蔬菜大棚特点及监控要求分析
塑料大棚种植蔬菜是反季节种植，外界环境的变化与正常蔬菜生长发育所处自然环境的变化相反，塑料大棚本身调节环境因素的能力有限，必然导致蔬菜生长发育与环境因素以及大棚内环境因素之间的矛盾难以调和，给生产带来诸多问题。
塑料大棚环境的主要特点是:
①塑料大棚的半封闭式结构不利于人工检测棚内各个点的温湿度。②塑料大棚的半封闭式结构决定了棚内湿度大，湿度
过大极易导致病虫害发生。③棚内环境多变、复杂，光照不足、温度低，同时还存在温差过大等问题，温度过高过低或温差大都不利于蔬菜生长。④蔬菜大棚在温湿
度控制上属于复杂的非线性，大延迟系统，简单的控制算法无法达到理想效果。
1.2系统结构及主要功能
该系统通过多点温湿度传感器(最多可接8路温度和湿度传感器)采集大棚内各个位
置的温度和湿度，采集的实时温湿度通过4位数码管显示，以便
菜农了解大棚内环境情况，同时系统根据温湿度的变化情况经模糊PID控制算法决定是否进行加热或开启风门。通过键盘电路可以设置不同的温湿度参数(可以进
行分段设置，比如白天25℃晚上20℃)或查看各个点的温湿度。当采集来的环境参数值超过设定的上下限值时，报警电路进行报警提示农业人员可以随时查询采
集值和报警信息。该系统也预留了与zigbee无线收发模块的接口电路，通过无线网络以便对分散的多个蔬菜大棚进行统一化管理，同时也支持在系统编程，方
便统升级。
2系统硬件电路设计
2.1主要元件选择
温度传感器选择了美国DALLAS公司生产的DS18B20单总线智能温度传感器。它单总线接口，仅需一个端口进行通信;无需转换电路直接输出被测温度，
测温范围-55～+125;可编程的分辨率为9～12位;-10～+85℃范围，精度为±0.℃，完全可以满足蔬菜大棚的温度要求。湿度传感器选择了国产
S302H2湿度传感器，它采用模块化设计，精度可达到3%RH，稳定性好，可靠性好，线性电压输出。
微处理器选择了STC12C5616AD，该器件具有在系统/应用编程(IAP，ISP)功能，可实现在线升级;增强型8051内核，1个时钟/机器周
期，速度相当于普通型805的8～12倍。内部16KFLASH程序存储器;4K掉电不丢失数据存储器，该存储器可以用来存储温湿度设置参数;有8路10
位AD，用于湿度传感器采集。3控制算法及软件设计
3.1主程序设计主程序设计
总体采样循环结构主要包含几个模块:系统初始化、键盘扫描、数据采样、模糊PID算法模块和控制量输出模块。
系统初始化主要完成微控制器初始化、LED显示初始化和系统外设检测等;键盘模块主要完成键盘扫描、系统设置和工艺设置等;这里的工艺设置是指，根据蔬菜
智能温室大棚，只是在原来大棚的基础上进行智能化升级，利用农业物联网的技术和硬件设备，研发而来的智能温室大棚系统，实现对温室大棚的智能管理，进一步将温室对农作物生长的作用发挥出来。智能温室大棚系统支持改造升级原有大棚，也能应用于各类新建大棚，比如薄膜连栋温室、玻璃温室大棚等。
温室大棚温室大棚应建造在交通便当，地势平整、开阔，排水便当，有蓄水池、河流或地下水丰盛，地势高燥，避风向阳，地下水位0.5米以下，土壤深沉肥美的地方。
建设温室大棚要注意棚内后两排立柱之间，间隔尽量缩小，应在80厘米左右，中间只建一条东西走向的水泥沟兼人行路就可。东西两棚间隔0.8-2米，中心有一宽800厘米以上的小水沟。南北两棚间隔3-5米左右，用于挖水沟、安供水管道、修建通行路程等。连栋温室的间距不应低于一栋温室的宽度。
关于大棚选址，土壤是作物获得养分的重要来源，需注意土壤有机质含量，建议在建造温室大棚之前，定期对土壤进行检测，若土壤的有机质含量不够，可提早进行补充。在作物种植地苗床期等种植过程中，土壤环境的清洁也尤为重要。
温室大棚的朝向对温室内的蓄热能力影响很大，对日光温室来讲。以南北向或略偏西南的朝向更好，即南北为大棚长，东西为棚宽，便于积蓄热量。
同时也要考虑下温室类型建设的基础需求，比如玻璃温室一般上基础底部应低于室外地面0.5米以上，根据气候和土壤情况，基础顶面与室外地面的距离应大于0.1米，除了特殊要求外，温室基础顶面与室内地面的距离宜大于0.4米。薄膜大棚的薄膜外压深度等。
温室大棚薄膜覆盖材料选择用于设施农业生产建设的专用塑料薄膜，透光率、保温、抗拉及耐老化方面的性能均优于普通农膜。
玻璃又分为超白压延玻璃和普通透明玻璃，优点为透光率高，能达到百分之九十左右，使用期限长、防火、防腐蚀能力强。超白压延玻璃同普通玻璃区别为其光线进入室内会以漫反射，不会对室内农作物造成直射。缺点是抗冰雹自然灾害能力差，施工安装繁琐、顶部防水需要做好。
pc阳光板是聚碳酸酯为主要原料，双层中空透明塑料板材。优点是双层中空，保温隔热性能好，抗冲击能力强，重量轻每平米重1.5kg，施工安装方便，可以适度折弯等。缺点是塑料制品有使用寿命，8mm国标板材为十年板，透光率相比玻璃不足，且透光率会逐年降低。
大棚膜骨架是保障温室大棚后续使用效果的重要部分，常用的骨架类型有：竹木骨架、树脂大棚骨架、琴弦式大棚骨架、水泥大棚骨架等、骨架类型不同，效果也不一样。
大棚骨架结构是三角稳定型结构原理，用两片支撑片与内弦和外弦通过螺丝和螺丝母固定起来，外弦和内弦是开放式C型钢架，经过弯曲成为梁架，是整个大棚整体重量的支撑核心，大棚结构稳固性好，可靠性强，加工厚度根据规格情况一般在2-3mm。
大棚建设材料水泥大棚骨架主要是由冷拔丝、混凝土、草绳等，同时使用模具生产而成的，强度高、耐老化性好。混凝土非常脆、搬运与安装非常地不方便、且需由全手工制作而成，劳动强度非常高，不适合大面积地推广。
阳光板温室的骨架多采用钢制骨架，也有部分厂家使用几字钢作为人字梁骨架。
顶部覆盖玻璃的骨架，可以为全铝型材骨架，也可以使用钢制人字梁骨架，同玻璃三件套的样式结合。
总之，综合考量各类型温室大棚的优缺点、综合性价比、实际需求等，选择可接受的适合大棚类型，再进行下一步。
受限于地域、气候、建造人工、设备采购/调试等因素影响，温室大棚的建造时间不固定，原则上修建时间不能拖得太久。如果施工时间过长，墙干不透，扣膜后湿度大，会降低温室的性能，造成病害严重，同时还会产生冻融交替现象，引起墙土剥落的现象发生。
大棚骨架温室大棚建好之后是要先做验收，验收通过之后才能被投入使用的。验收工作可以从材料、施工技术两个方面进行检查。
(1)材料是保证温室大棚质量的关键，如果材料都没有选好，验收无法通过。重点验收在于钢构件、钢管等材料的品质。
(2)施工技术是否合理，会影响温室大棚的使用期限，因此在进行施工的时候要严格按照相关要求进行，不得随意更改，避免给后期验收带来影响，出现返工现象。
智能温室设施主要配件有接头管、压顶簧、压膜槽(卡槽)、压膜簧(卡簧)、护套、压膜卡、斜撑、U型卡、夹箍、固定器、连接片、压膜线、门、卷膜器、卷膜杆、双管卡、管卡、人字卡、防雾薄膜、防虫网等，根据相关规范对进行建造。
智能温室大棚所需的设备则要在传统大棚的基础上，加上空气温湿度传感器、土壤PH值传感器、土壤温湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、电流传感器等感知设备，以及摄像头、智能控制柜、远程控制物联网云平台等部分。
通过感知设备的实时监测，获取温室的环境参数，通过无线传输的方式，经智能控制柜上传到云平台，登录到云平台界面，直观查看每一分钟的数据变化情况，并根据种植作物类型、环境条件等，联动天窗、通风机、水肥机、补光灯、卷膜器等设备，实现示警、灌溉、卷帘、补光、施肥等操作，减少人工劳作。
智能温室结构图安装通风机、水肥机、补光灯等设备，同时将空气温湿度传感器等，采用壁挂式螺丝或插入式安装，并一一扫码添加到智能温室大棚系统上，在云平台上一一绑定，并对采集与控制的关系进行绑定，举例空气温湿度传感器采集到的数据，应该绑定到联动通风换气的设备上，两者在逻辑控制上设置当温度低于5℃时放下保温帘，低于3摄氏度时发送预警信息，因为这可能是卷帘器出现了故障，温度高于15℃卷起保温帘，其他逻辑控制也是同样道理，完成温室大棚智能化管理的逻辑条件。
如果需要接入摄像头，在采购之时需提前了解下，智能温室大棚系统支持接入摄像头。
远程控制大棚环境作为温室大棚骨架的材料，有镀锌钢管等多种规格。一般在长期使用、焊接过程中使镀锌层遭到破坏，导致后期出现生锈，需要将表面的锈迹除掉，再刷一层防锈涂料，从根源上解决钢管生锈难题。做好相应的除锈工作，保证使用安全，延长使用期限。
大棚卷帘机首次使用前先往机体内注入黄油1.5公斤，以后每年更换保养一次。在使用前和使用期间，离合系统必须上油。
以薄膜作为覆盖材料的大棚，在高温天气通过遮阳网等设备进行保护，及时更换，避免带来严重影响。
第一部分：智慧农场的定义
智慧农场是一种以物联网为基础，通过物联化、互联化、智能化的方式，综合无线传感技术、自动控制技术、网络技术和数据库技术实现现代化、智能化管理的农场。
第二部分：方案介绍
随着新一代信息技术飞速融入传统产业，农业数字化、网络化、智能化逐步成为农业现代化发展的基石。依托云计算、5G、物联网等技术，部署于农业生产现场的各种传感节点和通信网络，实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析等功能。结合当前乡村振兴战略、大规模农村土地流转等契机，为农业生产提供精准化保障、高质量运营水平、智能化决策支撑。
运用 Hightopo 自主研发的HT产品，全程零代码搭建 3D轻量化LowPoly风格的智慧农场可视化解决方案，无缝融合2D、3D技术，1：1还原农场的区域规划，展开对农作物间的网格化管理。业务囊括远程诊断、安全追溯、信息监测、安全预警等全方位需求。可实时感知现场的光、水、温、肥、热等实时生产环境、作业对象及设备状态，远程监测农业园区的生产过程、作业监督、生态环境，实现科学种植和安全生产。
第三部分：方案功能
气象可视化
支持融合天气雷达或气象管理业务系统，场景内可模拟和复现晴天、雷雨、多云等气象，针对气温、风力、降水、相对湿度等多个关键指标进行综合性监控分析。当面临气象灾害时能提前预警告警，及时输出应急措施，实现对气象数据的全面掌握和及时响应。
2.伐木场监控可视化
目前森林盗砍盗伐、森林火灾事故及非法建设占用等现象愈加猖狂，单纯依靠林业人员巡逻监管成本巨大，也无法起到对有效区域的巡查目的。
请点击输入图片描述借助无人机的航空影像或视频数据，对设定作业区域进行实时巡视，再由北斗系统高精度定位功能将数据实时回传到监控平台上。针对非法偷盗情况及时告警，精确定位偷盗位置，追踪偷盗踪迹。日伐木量，日栽种量、日运载量多重指标，通过HT丰富的可视化图表呈现于界面2D面板两侧。实现全方位监管动态感知和信息反演，构造一体化感知体系。
3.灌溉/施肥/撒药可视化
根据农田中水稻、玉米、南瓜、西红柿等多种农作物的不同生长方式，可选择自动喷洒器灌溉或无人机灌溉形式，针对特定农作物或旱地作物，进行时长和灌溉量的智能设定。
请点击输入图片描述请点击输入图片描述请点击输入图片描述无人机灌溉可为管理者提供大量田间时空变化信息，全程自主飞行，任何地形都能对农田灌溉、施肥、撒药提供精准作业路径。可根据侦测到的土壤墒情、生长阶段、植被指数，自主预测其种植面积、作物长势、产值预估，同时输出化肥与农药的用量数值预设建议，结合水肥一体化技术提高肥料利用率，达到变量施肥精量播撒，提高农作物生长速度及生长质量。实现时间计划型、模型驱动型、环境驱动型等多种智能管理模式。
请点击输入图片描述通过场景交互调取相应农作物的监控视频，同步获取植被长势状态/成熟周期、病虫害百分比、往年收成比对等关键数据，点击场景中的农作物可显示其属性信息。针对关键数值的变化情况，系统将启动自检诊断功能，对预警地块进行迅速定位诊断，输出防治措施，避免延误病情，造成损失。
4.农机管理可视化
搭载北斗导航定位系统、5G通信系统、机具状态检测传感技术，可对“无人收割机”、“无人拖拉机”、“无人采摘机”等多类型农机，进行高精准地理定位、路径自动规划、故障自动检测。结合HT引擎强大的渲染技术，精准复现农机在各地块的作业动态。远程操作农机的启停，根据事先规划好的路径，进行瓜果粮蔬自动采摘收割工程。设有车辆抓拍、移动侦测、入侵报警等智能分析功能，对作业现场、农机轨迹动态监控预警。2D面板图表则呈现各农机的重要运行参数、收割数据详情、历史数据曲线对比等信息。
请点击输入图片描述5.蔬菜大棚可视化
模拟温室大棚场景，通过远程控制系统遥控大棚中喷灌机、电磁阀、排风扇、卷帘机等设备的启停。系统可根据大棚内定义的种植预设条件，自动控制增温、降温、通风、灌溉、施肥等设备的运行，当超出设定阈值时立即触发告警，通知管理者及时发现及时处理。不仅满足严苛的农作物种植条件，还能节约用电降低生产成本。整合各地块农事操作详情、生产环境数据、全生长周期高清图片，实现数据共享，让生产环节可追溯，资源配置得以优化。
请点击输入图片描述6.农畜管理可视化
匹配智能传感器，即可满足鱼塘、奶牛场、养鸡场、养猪场等水产养殖场景进行线上查看。联动自动饲养、环境感知、综合诊断、溯源等功能，对获取养殖场环境信息（氨气、二氧化碳、硫化氢、空气温湿度等）进行设备自主调控。点击养殖品种，可显示相应畜禽的规模、产量、存活率等多层面信息。随时随地掌控畜禽养殖投入品和产出品数量、实时诊断动物疫病疫情、预警和防控。加强养殖场舍内环境的数据闭环，对潜在危机急速响应及时止损，减少补救成本，达到养殖场高效分析预警与宏观管理的目的。
请点击输入图片描述请点击输入图片描述7.有机化肥厂生产可视化
为减少动畜禽粪污对环境的影响，国家大力推进畜禽养殖废弃物资源化利用，通过建设有机肥厂、大小型沼气池、固液分离机、储粪房等粪污资源化利用处理设施，粪污经堆沤发酵处理后变成有机肥，用于农田林地果园，不仅节约肥料成本，还有助于推进生态环境保护。
请点击输入图片描述HT3D可视化监测畜禽粪污资源化利用情况，可规模化的避免发酵堆肥时氧气浓度、温度以及生物菌群种类之间产生的差异，对化肥生产设备进行集中运行管理、数据查询、化肥转化量统计等支撑服务，缩短发酵周期，节省人工成本，从根本上解决了生产上的短板。可广泛应用于规模养殖场、养殖小区、有机肥厂、粪污处理中心，形成畜禽粪污收集、贮存、运输、处理的综合性利用全产业链。
8.仓储可视化
集成仓储系统应用物联网、输送和分拣技术、RFID托盘等技术，可对仓库产品进行数据采集整理，及时反馈出仓内饲料量、化肥量以及瓜果蔬菜的存量和出入库时间。设有智能搜索功能，即使面对海量数据也能迅速检索出相应的物品信息。3D可视化仓储管高度提升仓库现场的运转秩序和管理效率，让数据共通联动。
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