智能温室
智能温室也称作自动化温室,是指配备了由计算机控制的可移动天窗、遮阳系统、保温系统、升温系统、湿窗帘/风扇降温系统、喷滴灌系统或滴灌系统、移动苗床等自动化设施,基于农业温室环境的高科技“智能”温室。智能温室的控制一般由信号采集系统、中心计算机、控制系统三大部分组成。
控制系统
控制系统
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温室大棚内温度、湿度、光照强弱以及土壤的温度和含水量等因素,对温室的作物生长起着关键性作用。石家庄恒必达科技有限公司设计开发的温室自动化控制系统是以PLC为核心,采用计算机集散网络控制结构对温室
内的空气温度、土壤温度、相对湿度、CO2浓度、土壤水份、光照强度、水流量以及PH值、EC值等参数进行实时自动调节、检测,创造植物生长的环境,使温室内的环境接近人工设想的理想值,以满足温室作物生长发育的需求。适用于种苗繁育、高产种植、名贵珍稀花卉培养等场地,以增加温室产品产量,提高劳动生产率。是高科技成果为规模化生产的现代农业服务的成功范例。
计算机操作人员根据种植作物所需求的数据及控制参数输入计算机,系统即可实现无人自动操作,计算机采集的各项数据准确的显示、统计,为专家决策提供可靠依据。控制柜设有手动/自动切换开关,必要时可进行手动控制操作。
系统原理
温室大棚自动化控制系统是根据温室大棚内的温湿度、土壤水分、土壤温度等传感器采集到的信息,利用RS485总线将传感器信息送给485转232的转换器,接到上位计算机上进行显示,报警,查询。监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储,然后将其与设定的报警值相比较,若实测值超出设定范围,则通过屏幕显示报警或语音报警,并打印记录。与此同时,监控中心可向现场控制器发出控制指令,监测仪根据指令控制风机、水泵等设备进行降温除湿等操作,以保证温室内作物的生长环境。监控中心也可以通过报警指令来启动现场监测仪上的声光报警装置,通知温室管理人员采取相应措施来确保温室内的环境正常。
物联网技术在智能温室中的应用
实际上,物联网技术是将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用。
在温室环境里,单栋温室可利用物联网技术,成为无线传感器网络一个测量控制区,采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点,如风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构,构成无线网络,来测量基质湿度、成分、pH值、温度以及空气湿度、气压、光照强度、二氧化碳浓度等,再通过模型分析,自动调控温室环境、控制灌溉和施肥作业,从而获得植物生长的条件。
对于温室成片的农业园区,物联网也可实现自动信息检测与控制。通过配备无线传感节点,每个无线传感节点可监测各类环境参数。通过接收无线传感汇聚节点发来的数据,进行存储、显示和数据管理,可实现所有基地测试点信息的获取、管理和分析处理,并以直观的图表和曲线方式显示给各个温室的用户,同时根据种植植物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息,实现温室集约化、网络化远程管理。
此外,物联网技术可应用到温室生产的不同阶段。在温室准备投入生产阶段,通过在温室里布置各类传感器,可以实时分析温室内部环境信息,从而更好地选择适宜种植的品种;在生产阶段,从业人员可以用物联网技术手段采集温室内温度、湿度等多类信息,来实现精细管理,例如遮阳网开闭的时间,可以根据温室内温度、光照等信息来传感控制,加温系统启动时间,可根据采集的温度信息来调控等;在产品收获后,还可以利用物联网采集的信息,把不同阶段植物的表现和环境因子进行分析,反馈到下一轮的生产中,从而实现更的管理,获得更优质的产品。
物联网智能温室技术的发展与优势
据悉,物联网温室项目建设内容来源于北京市农业机械研究所和北京京鹏环球科技股份有限公司承担的国家科技部863项目《植物工厂化生产低碳设施与装备的研究》,以及市科委“十二五”重点课题《盆花生产关键技术和装备的研发示范》,重点进行低碳物联网温室的建筑结构、配套系统、新能源与工厂化装备高度技术集成与创新,在示范温室中进行果菜、花卉、草莓和种苗的试验、展示与生产。目前,京鹏科技公司已经在通州京鹏现代农业科技成果展示园成功完成物联网温室项目。
温室应用物联网技术,可达到改善产品品质、调节生长周期、提高经济效益的目的,尤其是可实现温室管理的高效和。对于规模化的温室设施而言,如果借助人工来调控温室内的环境条件,需要大量人手和时间,而且存在难以避免的人工误差。如果应用物联网技术,就只需点击鼠标,在最短的时间里完成人工操作,而且非常严谨,这也是业内看好物联网在现代农业中应用的重要原因。
随着物联网技术普及应用,普通用户可以通过计算机或手机随时接收各种实时采集的传感器数据,还可以通过遥控温室内的视频传感器,观察温室的全面情况。产品出圃后,可以由对应的条形码,随时检索到其流通过程。业界普遍认为,物联网农业智能监控系统将在设施农业中得到更广泛应用。
应用软件
清华大学推出智能手机应用软件:智能温室,用于温室的远程查看和控制。
温室基础土建
温室建设场地在地下一米深的范围内应无较大石抉、地下管线、地下设施等障碍物,建设方按照温室建设的要求作好五通一平工作,即通水、通电、通道路、通电话、通排水、平整和压实场地。在未获得场地地质描述或勘察报告前,建设单位暂时按照持力土层容许承载力标准值≥80kpa,地下稳定水位在±0.000下1m进行设计和作概算。独立点式基础埋置深度约为±0.000下0.5m,温室内部采用独立基础;温室四周设0.5米高砖墙裙,其中±0.000下约0.5米,±0.000上0.50m,基础和基础粱顶部预埋锚栓,用于连接上部结构柱,墙裙内外水泥砂浆抹面;温室外四周设80cm宽混凝土散水;温室散水外设施外排水沟。温室四周排水沟由业主建造。设汁参照国家标准《建筑地基基础设计规范》(GBJ50007-2002)。若建设方提供的地质描述与实际情况(如勘察报告)不相符,再进行基础设计,将对温室基础的设计计算和概算做相应调整。
其他信息
1、灌水方法
滴灌是通过安装在毛细管上的滴头把水一滴滴均匀而又缓慢地滴入植物根区附近的土壤中,借助于土壤毛细管力的作用,使水分在土壤中渗入和扩散,供植物根系吸收和利用,土壤水分始终处于非饱和状态,使土壤疏松透气性强,利于植物生长。采用软管滴灌的原则是勤灌少灌,一次灌水量7-15立方米/亩。具体方法:一是灌清水时,先将施肥器的吸管阀门关闭,然后将阀门开至,再接通有压水源,即可灌水,二是施肥水时,将阀门关闭,打开施肥器吸管的开关,把过滤器固定在肥料溶液桶底部,接通水源即可施肥。施肥结束,还要关闭吸管上的开关,打开阀门继续灌水,以便将管内残余肥料冲净。
2、注意事项
(一)安装滴灌系统,保证每一段主管的控制面积基本不超过半亩地,同时与各软管接触的地面平整,保证水流通畅;
(二)滴灌带中的孔通常向上铺设,并覆盖地膜后使用,若不用地膜覆盖,可将滴灌带孔口向下铺设;
(三)使用干净的水源,水中不能有大于0.8毫米的悬浮物,否则要加上网式过滤器净化水质。用自来水和井水时通常不用过滤;
(四)在安装和田间操作时,谨防划伤、戳破滴灌带或主管;
(五)施肥后应继续灌一段时间清水,以防化学物质在孔口积累堵塞孔口;
(六)为防止泥沙等杂质在管内积累而造成堵塞,逐一放开滴灌带和主管的尾部,加大流量冲洗;
(七)换茬时,将设备拆除后妥善保存在阴凉处。