温室环境计算机测控系统研究

发布日期:[09-11-25 19:34:37] 浏览人次:[]

温室环境计算机测控系统研究

指导教师:钱东平 霍晓静 唐 娟 吕长飞

学生:马 超

摘 要   本文采用虚拟仪器技术,将传感器技术和计算机技术结合起来,进行了温室环境监测控制系统的硬件及软件设计。硬件上采用温度传感器、湿度传感器、光照传感器和二氧化碳浓度传感器检测各环境参数,实现了环境参数的自动采集;利用遮阳幕、二氧化碳发生器、微灌系统等实现了温室环境的智能调节。软件上基于LabWindows/CVI虚拟仪器开发平台,实现了数据的采集、处理和系统的控制。

关键词 温室 虚拟仪器 数据采集  LabWindows/CVI

Abstract  This literary grace uses the  virtual instrumentation technique, combined with the sensor technique and the computer technique, proceeding the greenhouse environment monitors hardware and software designs of the control system. On the hardware, with the temperature sensor, the humidity sensor ,the light-shines sensor and the carbon sensor ,examining each environment parameter, realizes the environment parameter collect automatically; Make use of to hide the act of sun , carbon dioxide occurrence machine, tiny irrigate system etc. realizes the environmental intelligence in greenhouse regulates. On the software according to LabWindows/ CVI virtual instrument development terrace, realizes the data collections, handles with the control of the system.

Key words  Greenhouse environment; Virtual instrumentation;

The data collections; LabWindows/CVI

1概述

    世界发达国家如荷兰、美国、英国等大力发展集约化的温室产业,已经研制成功对温室内温度、湿度、光照、气体交换、滴灌、营养液循环等实现计算机自动控制的现代化高科技温室,甚至于育苗、移栽、清洗、包装等也是实现了机械化、自动化。此外,遥感技术(Wireless Technology)、网络技术(Transfer Control Protocel-Internet Protocol/TCP-IP)、控制局域网(Ctroller area network)也逐渐应用于温室的管理与控制中。目前,美国已将全球定位系统、遥感遥测等高新技术应用于温室生产,由82%的温室使用计算机进行控制,有67%的农户使用计算机,其中27%的农户还用于网络技术。英国的智能温室系统,西班牙和奥地利的遥控温室系统都是计算机控制的成功应用,另外,德国已将3S技术(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS和遥感技术RS)应用于温室。

2 系统总体方案

2.1 虚拟仪器技术

虚拟仪器的概念首先由美国国家仪器公司(National Instruments Corporation 简称NI)于1986提出。虚拟仪器由用户自己定义,这就意味着我们可以自由组合计算机平台、硬件、软件以及各种完成应用系统所需的附件,而这种灵活性在传统仪器上是达不到的。

虚拟仪器系统包括GPIB(IEEE 488.2)、VXIbus、插入式数据/图像采集板、串行通信与网络等四类I/O接口,其中GPIB是目前使用最为广泛的仪器接口。

其构成方案如图2–1所示。

 

2.2 系统主要环境因子的特征

影响生物生长发育的主要环境条件包括:光照(光照强度、光照时数、光质),温度,湿度,气体等环境条件。

2.2.1 光照环境

植物的生命活动与光照密不可分,光照是植物赖以生存的物质基础。

1)光照强度

温室内的光照强度一般比自然光弱,不同的覆盖材料造成温室内的光照强度差别较大,塑料温室大棚的平均透光率约为50%, 全光玻璃温室的透光率约为60%,最大可达70%,光照强度可通过遮阳幕,有条件的可采用补光系统来调节。

2) 光照时数

 光照时数

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