温室大棚自动控制
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智能温室大棚的结构与造价分析

2021-02-20 11:17:46

智能温室大棚系统利用温室物联网技术,可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像,通过模型分析,远程或自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备,保证温室大棚内环境最适宜作物生长,为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。该系统还可以通过手机PDA、计算机等信息终端向农户推送实时监测信息、预警信息、农技知识等,实现大棚生态智能监控、温室大棚集约化、网络化远程管理。

近年来,农业温室智能大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利,得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、土壤湿度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求,目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见,而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵,不适合国情。

针对目前温室大棚发展的趋势,提出了一种大棚远程监控系统的设计。根据大棚监控的特殊性,需要传输大棚现场参数给管理者,并把管理者的命令下发到现场执行设备,同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。基于490MHz、GPRS的智能温室大棚系统使这些成为可能。

智能温室大棚系统俗称智能温室,这种温室大棚造价较高,结构先进且复杂,具备很好的农业工厂化和流水线作业设计基础,适合休闲农业、无土栽培、花卉栽培、蔬菜大棚等使用。

什么是智能温室大棚系统

“智能温室大棚系统”,是对荷兰文洛式温室及其他增加智能控制系统温室大棚的一种泛称(并非专业名称)。一般指智能温室其主体结构以为荷兰文洛式温室(双坡面、人字脊)为主,覆盖玻璃或者PC板保温,配备丰富的如遮阳系统、降温系统、强制通风系统、自然通风系统、加温系统、补光系统、智控系统、喷灌系统、苗床系统等各种先进设施设备,极大提高了生产管理效率,尤其是物联网智能控制系统的加入,使得智能温室管理效率,降低了温室大棚管理的技术难度和门槛。

需要指出的是,一个“智能大棚”如果没有增加温室物联网智能控制系统,严格来讲其只是一种具备“智能大棚”结构的普通温室。

智能大棚.gif

智能温室大棚系统适用范围

01、农业、园艺、畜牧业等领域。

02、食品、电子生产车间、药房、冰箱、冷库、库房、机房、实验室、工业暖通、图书馆、档案室、博物馆、孵房、温室大棚、烟草、粮库、医院等需要环境监测领域。

智能温室大棚系统组成要素:

智能温室大棚系统和控制系统集传感器、自动化控制、通讯、计算等技术于一体,通过用户自定仪作物生长所需的适宜环境参数,搭建温室智能化软硬件平台,实现对温室中温度、湿度、光照、二氧化碳等因子的自动监测和控制。

智能温室大棚系统可以模拟基本的生态环境因子,如温度、湿度、光照、CO2浓度等,以适应不同生物生长繁育的需要,它由智能监控单元组成,按照预设参数,实时的测量温室的气候、土壤参数等,并利用手动、自动两种方式启动或关闭不同的执行结构(喷灌、湿帘水泵及风机、通风系统等),程序所需的数据都是通过各类传感器实时采集的。

智能温室大棚系统的使用,可以为植物提供一个理想的生长环境,并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善温室气候、减少病虫害、增加作物产量等作用。

整个系统主要三大部分组成:数据采集部分、数据传输部分、数据管理中心部分。

A、数据管理层(监控中心):

硬件主要包括:工作站电脑、服务器(电信、移动或联通固定IP专线或者动态ip域名方式);

软件主要包括:操作系统软件、数据中心软件、数据库软件、温室大棚智能监控系统软件平台(采用B/S结构,可以支持在广域网进行浏览查看)、防火墙软件;

B、数据传输层(数据通信网络):采用移动公司的GPRS网络或490MHz传输数据,系统无需布线构建简单、快捷、稳定;

移动GPRS无线组网模式具有:数据传输速率高、信号覆盖范围广、实时性强、安全性高、运行成本低、维护成本低等特点;

C、 数据采集层(温室硬件设备):远程监控设备:远程监控终端;传感器和控制设备:温湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器、土壤湿度传感器、喷灌电磁阀、风机、遮阳幕等;

智能温室大棚系统功能:

1、数据监测功能:

-- 监测各温室温湿度、二氧化碳、光照等参数。

-- 监测各温室喷灌电磁阀、风机、遮阳幕的工作状态。

-- 监测各温室报警信息。

2、远程控制功能

-- 远程控制各温室喷灌电磁阀、风机、遮阳幕的启停工作。

-- 远程切换各温室喷灌电磁阀、风机、遮阳幕的控制模式。

3、报警功能

-- 温室温湿度、二氧化碳、光照超过预设值告警。

-- 市电停电、开箱告警。

4、数据存储

-- 定时存储各种监测数据。

-- 记录事件报警信息及当时监测数据。

-- 记录各种操作信息及当时监测数据。

5、信息查询

-- 可以进行所有监测信息查询。

-- 可以进行所有事件报警信息查询。

-- 可以进行所有操作信息查询。

6、数据报表

-- 将监测数据、报警数据生成报表,数据可以导出,支持打印输出。

7、人机界面

-- 所有温室实时监测数据在同一界面上显示,可以同屏显示多个温室数据,也可以切换成单个温室数据显示。

8:曲线数据

-- 自动生成各温室的温湿度、二氧化碳、光照的历史曲线,可以查看历史数据库中任意温室、任意时段的历史曲线。

-- 历史曲线即可分列显示,也可并列显示,方便比较不同温室环境状态。

9、权限管理

-- 对不同的操作使用者授予不同的使用权限。

10、扩展

-- 可以任意增加、减少所监控的温室。

-- 可以增加、修改、删除软件功能模块。

-- 预留与其他系统的通讯接口。

智能温室大棚系统特点:

01、实用性:温室地理位置分散,因此采用覆盖广泛的GPRS网络高信号捕捉,必要是采用高增益天线,可确保网络的正常运行;

02、实时性:采用新型的通信和软硬件技术,建立了清晰和合理的系统架构,可以实现多线程的远程并发通信,在几秒时间内,可以让成百上千台的监控终端实时传送到监控中心进行集中监视和远程调度,实现故障信息的及时报警;

03、可扩充性:系统预留接口,可以进行系统或软硬件模块的无限扩展,便于长期的升级和维护,延长系统的寿命,通过更新部件,能让系统一直存在下去,而不至于整个系统瘫痪,造成大量的投资损失;

04、易维护性:系统可对监控终端执行相应的远程操作命令,包括远程参数设置,远程控制、远程数据抄收、监控终端复位、升级等;

05、操作简易性:系统软件功能完善,模块化、图形化设计,全过程全中文帮助,操作简单方便;

智能温室大棚系统大棚造价分析

智能温室大棚系统造价构成主要分为主体骨架、覆盖材料、系统设备、安装费等四大项。其中主体骨架按照100*50米长檐高6米的温室来讲,主体骨架造价约为每平方100-120元左右,骨架规格越高,主体骨架造价也就越高。

覆盖材料一般是指温室四周立面和顶部的保温材料,这些材料首先要求具有很好透光率,其次要具有良好的保温隔热效果。智能温室一般使用PC板或者玻璃作为保温覆盖材料,覆盖材料总价约为每平方80-100左右。其中PC板一般使用8mm、10mm两种,做玻璃可以为单层钢化或双层中空玻璃,双层中空玻璃保温隔热效果较好。

智能温室大棚系统设备主要是指智能温室中实现各系统的功能设备,一般配置主要包括外遮阳、内保温、顶开窗、侧开窗、湿帘、风机、照明等系统设备,这些设备平均下来每平方80-150不等,配置越高造价自然越高,其中智控系统造价平均在每平方20-35元之间,北方地区需要增加加温系统,加温系统看构成造价在35-60元之间。

智能温室大棚系统安装费也是智能温室成本中的大项。智能温室由于安装复杂,配件和系统设备要求较高的安装工艺,造成智能温室施工周期长,系统设备调试较为繁琐。同时,智能温室建筑高度一般接近3层楼房或者更高,属于高空作业,安装风险性较高。一般来讲智能温室安装费用平均为每平方60-80元不等。

综上来讲,智能温室大棚系统造价平均为每平方370-450元之间,智能温室大棚系统设备越多造价越高。

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