溫室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)敘述

　　“溫室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)"由全進(jìn)口氣象站"+“溫室內(nèi)部環(huán)境傳感器"+“溫室控制器"、+“大屏幕LED屏"+溫室攝像組件+“PC機(jī)"組成。

　　氣象站：用于采集室外環(huán)境參數(shù)（室外溫度、室外濕度、室外光照輻射、風(fēng)速、風(fēng)向、雨雪信號）

　　室內(nèi)環(huán)境傳感器：包括：環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、室內(nèi)光照亮度、室內(nèi)CO2、土壤溫度、土壤濕度等。

　　室控制器：控制的溫室設(shè)備為：左、右通風(fēng)窗電機(jī)、側(cè)通風(fēng)窗電機(jī)、多組外遮陽幕、內(nèi)遮陽幕、內(nèi)保溫幕、多級風(fēng)扇、濕簾、濕簾外翻窗、微霧降溫加濕系統(tǒng)、環(huán)流風(fēng)扇、補(bǔ)光燈、空調(diào)、多級燃油（氣、電）熱風(fēng)機(jī)、CO2補(bǔ)氣、6支灌溉閥、6臺定比例施肥器、1臺灌溉水泵。對溫室進(jìn)行高溫報(bào)警、低溫報(bào)警、高濕報(bào)警、低濕報(bào)警等，同時(shí)對溫室的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、記錄并自動(dòng)生成數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線圖。溫室控制系統(tǒng)同時(shí)采用逼真的三維動(dòng)畫方式將溫室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)一同顯示在“大屏幕液晶電視"上，對于“教學(xué)示范、同行參觀學(xué)習(xí)、視察"，該功能具有的展示能力.

　　大屏幕LED屏：采用“大屏幕LED屏"，能將園區(qū)所有溫室的環(huán)境參數(shù)傳到值班室的“大屏幕數(shù)據(jù)屏"一同顯示，同時(shí)，在計(jì)算機(jī)上也能同步顯示。

　　字顯示屏：“數(shù)字顯示屏"懸掛在溫室里，能醒目的顯示溫室實(shí)時(shí)的“溫度、濕度、光照"，同時(shí)，在出現(xiàn)“高溫、低溫、高濕、低濕"時(shí)，進(jìn)行“警燈閃爍報(bào)警"。

　　手機(jī)短信應(yīng)急報(bào)警模組：此控制器系統(tǒng)與溫室控制器電腦相連接，無論任何一個(gè)溫室出現(xiàn)高溫、低溫，高濕、低濕以及其他報(bào)警時(shí)，短信報(bào)警系統(tǒng)會迅速將報(bào)警信息以短信方式發(fā)送給園區(qū)管理人員以及溫室監(jiān)管員等相關(guān)人員。實(shí)現(xiàn)溫室真正意義的“自動(dòng)控制、無人值守、應(yīng)急報(bào)警、有人干預(yù)"的控制原則。

　　“傳感器"：

　　1. 溫度傳感器：采用日本Hayashi溫度傳感器

　　特性：一致性好，精度高，密封性好。

　　技術(shù)參數(shù)：

　　測量精度：±0.5℃

　　分辨率：0.1℃

　　測量范圍：-40℃ -- 100℃

　　2. 濕度傳感器：采用美國Humier公司產(chǎn)品Humier-15。該傳感器采用管狀結(jié)構(gòu)，不受水凝結(jié)的影響。同時(shí)采用固態(tài)聚合物技術(shù)，在傳感層鍍有起保護(hù)作用的亞硝酸鹽鈍化層。對科研型溫室內(nèi)“硫磺熏蒸"、“藥物消毒"、“復(fù)合肥釋放的H2S"等氣體污染具有很好的自我保護(hù)作用。

　　技術(shù)參數(shù)：

　　測量精度：±3%

　　分辨率：0.5%

　　測量范圍：5%-99%

　　3. 百葉窗式溫、濕度傳感器防護(hù)罩：

　　“百葉窗護(hù)罩"能使氣流均勻平行流過傳感頭，并且能遮蔽直射光以減少對溫度的測量影響，同時(shí)，可防止冷凝水或霧噴系統(tǒng)從任何角度射來的水流的浸入。

　　4. 風(fēng)速風(fēng)向傳感器：

　　“風(fēng)速風(fēng)向傳感器"選用美國Davis（戴維斯）公司產(chǎn)品（Davis7911）?！帮L(fēng)速風(fēng)向傳感器"內(nèi)部裝有精密旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件，這些機(jī)械部件的穩(wěn)定性非常好，能在惡劣環(huán)境下保持傳感器的測量精度。，外殼高強(qiáng)度特殊工程塑料具有的抗紫外老化作用。

　　5. 光照傳感器：它能檢測（300-770nm波長）引起光合作用的光譜外。

　　測量精度：+-15%

　　光譜范圍：300-770nm

　　測量范圍：500-150000LUX

　　6. 土壤溫度傳感器：

　　采用日本Hayashi-100溫度傳感器，外套“密封不銹鋼鎧甲"。

　　特性：一致性好，精度高，密封性好。

　　技術(shù)參數(shù)：

　　測量精度：±0.5℃

　　分辨率：0.1℃

　　測量范圍：-40℃ -- 100℃

　　7.土壤濕度傳感器：

　　采用Nlcx-FDR傳感器，該傳感器采用“頻域反射原理"，樹脂密封，適用于測量任何類型土壤的體積含水量，測量精確，性能穩(wěn)定可靠。

　　技術(shù)參數(shù)：

　　測量范圍：0-99%

　　標(biāo)準(zhǔn)電纜：1米

　　材質(zhì)：環(huán)氧樹脂

　　7.CO2傳感器：

　　采用瑞典Telaire傳感器，該傳感器采用“紅外反射原理"，測量精確，性能穩(wěn)定可靠。

　　技術(shù)參數(shù)：

　　測量范圍：0-2000PPM

　　測量精度：±20PPM

　　Nlcx-500 溫室控制器：

　　“Nlcx-500 溫室控制器"具有大屏幕漢字液晶屏和輕觸鍵。操作極為方便。“Nlcx-500 溫室控制器"借鑒與《加拿大Argus溫室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》的控制理念。結(jié)合國內(nèi)農(nóng)業(yè)大專院校老師的經(jīng)驗(yàn)研發(fā)的產(chǎn)品。

　　操作導(dǎo)航功能:對于較多溫室構(gòu)成的溫室群，可以很方便的在各溫室間切換。只需將本項(xiàng)目的“溫室群平面圖"轉(zhuǎn)成BMP格式圖片，拷入到軟件的目錄下，系統(tǒng)的操作就能針對本項(xiàng)目進(jìn)行了。

　　控制器具有環(huán)境數(shù)據(jù)儲存功能：

　　Nlcx-500 溫室控制器采用非常的“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存技術(shù)"，環(huán)境數(shù)據(jù)循環(huán)的存儲在“Nlcx-溫室控制器"上，只要您若干開一次計(jì)算機(jī)，溫室控制器內(nèi)部數(shù)據(jù)將自動(dòng)上傳到PC機(jī)。完成成年累月數(shù)據(jù)的收集。 如果采用Pc機(jī)進(jìn)行不間斷數(shù)據(jù)記錄，那么通訊網(wǎng)的任何異常、Pc機(jī)操作系統(tǒng)的任何影響都將中斷數(shù)據(jù)的記錄，同時(shí)，Pc機(jī)內(nèi)的多個(gè)電扇系統(tǒng)也無法滿足連續(xù)數(shù)年的不間斷運(yùn)行的需求

　　記錄間隔在1分鐘——999分鐘間可任意選擇。任何一個(gè)傳感器均可以被設(shè)定記錄。

　　數(shù)據(jù)報(bào)表、繪制曲線：記錄的數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出“EXECL"報(bào)表。同時(shí)，可以生成全日、全周、全月的變化趨勢曲線圖。

控制邏輯：

　　頂開窗控制：

　　(a) 溫度超出設(shè)定的目標(biāo)溫室時(shí)，控制進(jìn)行內(nèi)部判斷。經(jīng)過確認(rèn)時(shí)間后，作出打開或關(guān)閉相關(guān)指令。本控制器內(nèi)部設(shè)計(jì)PID計(jì)算公式，根據(jù)此公式運(yùn)算，來判斷頂開窗電機(jī)是否啟動(dòng)。

　　(b) 控制器對頂開窗電機(jī)可以根據(jù)種植作物不同，用戶自行設(shè)計(jì)開窗幅度。0%-99%任意數(shù)據(jù)都可以。

　　保護(hù)功能：

　　(c) 頂開窗電機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載比較大，當(dāng)電機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若接到反轉(zhuǎn)信號，則齒輪極易咬壞。所以，控制系統(tǒng)接到反轉(zhuǎn)指令后，將停轉(zhuǎn)電機(jī)，并延時(shí)若干秒，待慣性泄掉后，再反轉(zhuǎn)。

　　(d) 大風(fēng)、雨雪保護(hù)：系統(tǒng)不是判斷瞬間風(fēng)速的超標(biāo)，而是判斷風(fēng)整體趨勢的變化，以進(jìn)行大風(fēng)時(shí)的關(guān)閉通風(fēng)窗的保護(hù)。風(fēng)向傳感器能判斷出是迎風(fēng)還是背風(fēng)，以進(jìn)行不同級別的保護(hù)。

　　隨動(dòng)：

　　(a) 若室內(nèi)外溫差較大，則濕簾風(fēng)扇開時(shí)，通風(fēng)窗將打開一些角度，以使外部的涼空氣從頂部吸入，防止涼風(fēng)從濕簾吸入對靠近濕簾的植物帶來冷沖擊。溫室溫度整體下降后，再關(guān)閉通風(fēng)窗。

　　(b) 微霧降溫時(shí)，自動(dòng)開啟通風(fēng)窗。微霧加濕時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉通風(fēng)窗。

　　(c) 補(bǔ)CO2時(shí)，自動(dòng)關(guān)窗。

　　風(fēng)機(jī)、濕簾的控制：

　　“開窗降溫模式"與“風(fēng)機(jī)濕簾降溫模式"的相互切換

　　系統(tǒng)優(yōu)先使用“開窗降溫模式"，當(dāng)所有通風(fēng)窗的位置都達(dá)到99%時(shí)，并且經(jīng)過了若干時(shí)間。此時(shí)證明，通風(fēng)窗的降溫能力已達(dá)到極限，此時(shí)轉(zhuǎn)變成“風(fēng)扇濕簾降溫模式。"，當(dāng)所有通風(fēng)窗的位置都達(dá)到99%時(shí)，若此時(shí)室溫還明顯高于目標(biāo)溫度，系統(tǒng)也判斷為通風(fēng)窗的降溫能力不足以使溫室的溫度明顯降下來，此時(shí)，無須經(jīng)過“若干時(shí)間的等待"，直接進(jìn)入“風(fēng)扇濕簾降溫模式"。

　　當(dāng)“風(fēng)扇濕簾"降溫結(jié)束時(shí)，等到一個(gè)“設(shè)定時(shí)間"階段后，仍然不需要“風(fēng)扇濕簾"再次運(yùn)行，這樣，系統(tǒng)就自動(dòng)轉(zhuǎn)成“開窗降溫模式"。再需降溫時(shí)，將使用通風(fēng)窗進(jìn)行降溫。

　　(風(fēng)機(jī)、濕簾)保護(hù)：

　　濕簾降溫結(jié)束后，風(fēng)機(jī)自動(dòng)延長工作時(shí)間，以便將濕簾上的水分吹干，延長濕簾壽命。

　　北方冬季，外溫較低，若室溫偏高，風(fēng)扇打開，則強(qiáng)冷空氣會對溫室植物產(chǎn)生明顯傷害。所以，系統(tǒng)具有外溫過低禁止風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)的保護(hù)功能。

　　對內(nèi)保溫進(jìn)行保溫的控制。

　　(a) 當(dāng)室外溫度比室內(nèi)溫度低許多時(shí)，溫室才會產(chǎn)生熱量的明顯外溢，此時(shí)才需展開內(nèi)保溫幕進(jìn)行保溫。

　　(b) 當(dāng)光照逐漸增強(qiáng)時(shí)，溫室效應(yīng)會加強(qiáng)，此時(shí)，保溫幕會收攏，以便陽光射入，通過溫室效應(yīng)進(jìn)行升溫。

　　(c) 展開的保溫幕上側(cè)空氣較冷，下側(cè)空氣較暖。當(dāng)收攏時(shí)，遮陽幕將分階段逐步收攏，以避免上側(cè)的冷空氣迅速下泄引起溫室溫度陡降，對作物產(chǎn)生冷沖擊，引起病蟲害。

　　環(huán)流風(fēng)扇的控制：

　　(a) 在溫室兩個(gè)溫度點(diǎn)的偏差較大時(shí)，啟動(dòng)環(huán)流風(fēng)扇，保持室內(nèi)環(huán)境的一致性。

　　(b) 每天多個(gè)不同的時(shí)間段定時(shí)啟動(dòng)環(huán)流風(fēng)扇，模擬自然界“微風(fēng)吹拂植物葉面的環(huán)境"。

　　補(bǔ)光燈控制：

　　(a) 可以將補(bǔ)光燈分成5組，分別獨(dú)立控制。

　　(b) 既可以選擇以室外光照為條件也可以選擇以室內(nèi)光照為條件的補(bǔ)光燈控制。

　　(c) 5個(gè)時(shí)間段的獨(dú)立設(shè)定補(bǔ)光，非常靈活。

　　(d) 室溫過高時(shí)，會自動(dòng)切斷補(bǔ)光燈。 防止在空調(diào)出現(xiàn)故障時(shí)，持續(xù)的補(bǔ)光引起溫室溫度上升過高，對植物造成災(zāi)難性損傷。

　　灌溉系統(tǒng)的控制：

　　(a) 可以選擇在一個(gè)星期的任何一天或幾天進(jìn)行灌溉。

　　(b) 在一天中，可以選擇在不同的時(shí)間段采用不同的“灌溉計(jì)劃"

　　(c) 既可以采用“間隔時(shí)間"作為灌溉依據(jù)，還可以采用“光積累方式"修正灌溉計(jì)劃。光積累是“對光照強(qiáng)度的累積量的計(jì)算"，他能反映出植物“蒸騰強(qiáng)度"的大小，在光照強(qiáng)時(shí)，“蒸騰作用"強(qiáng)烈，在灌溉時(shí)間未到，但光積累值達(dá)到時(shí)，會提前灌溉。灌溉完畢，光積累值會自動(dòng)清零，間隔時(shí)間也會從零開始計(jì)數(shù)。

　　(d) 配裝“土壤水分傳感器"，可以檢測土壤水分的實(shí)際值，防止灌溉過量造成不可逆轉(zhuǎn)的結(jié)果。

　　溫室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)敘述