應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對智能溫室的監(jiān)測和控制

摘 要 智能農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。主要探討智能溫室通過ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣M建傳感網(wǎng)絡(luò)，使用CC2530作為終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器，通過RS485接口與上位機(jī)建立通信關(guān)系，上位機(jī)分析傳感網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)，并與作物的種植方案核心庫比對、查詢后，向與RS485總線相連的各類控制器發(fā)送控制指令，調(diào)節(jié)溫室的各項(xiàng)參數(shù)，達(dá)到智能、健康、節(jié)能農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的目的。

關(guān)鍵詞 智能溫室；ZigBee網(wǎng)絡(luò)；RS485串行接口；Visual C++

中圖分類號：TP39；TP29 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-890X（2014）04-013-07

知網(wǎng)出版網(wǎng)址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.S.20150226.1630.030.html 網(wǎng)絡(luò)出版時間：2015/2/26 15：34：04

物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過十余年的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)已經(jīng)有了比較成熟的技術(shù)支撐。作為人口大國的中國，食品問題越來越成為人們最為關(guān)注的問題?；谏鲜鲈蛟O(shè)計(jì)的智能溫室監(jiān)測和控制系統(tǒng)，最大程度地體現(xiàn)出農(nóng)業(yè)智能化，可以實(shí)現(xiàn)對智能溫室光照、濕度、溫度、CO2濃度、肥力和病蟲害控制的自動化管理，從而減少人工成本。本文旨在探討智能溫室采用ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋄1]組建傳感網(wǎng)絡(luò)，通過精細(xì)化控制，最大程度地減少病蟲害發(fā)生的機(jī)率，降低農(nóng)藥使用量，并通過上位機(jī)可視化界面方便種植人員實(shí)時查詢智能溫室和作物的各類信息，及時、合理地提示種植人員安排好種植作業(yè)時間，以真正達(dá)到智能、健康、節(jié)能農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的目的。

1基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的智能溫室監(jiān)測 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的智能溫室監(jiān)測系統(tǒng)，智能溫室設(shè)計(jì)面積為40 m×40 m，采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1所示。由環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)（終端節(jié)點(diǎn)）、協(xié)調(diào)器和上位機(jī)構(gòu)成監(jiān)測平臺。

由于ZigBee技術(shù)采用的是2.4 GHz高頻信號，而終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器的電路組成中除CC2530的射頻電路外還有其他低頻電路，為了消除低頻電路對高頻信號的影響，本系統(tǒng)采用了模塊化的PCB設(shè)計(jì)方法[2]，把射頻電路與低頻電路分別設(shè)計(jì)在2塊不同的PCB上，二者通過排針相互連接。既確保高頻電路盡量少受低頻數(shù)字信號干擾，同時簡化設(shè)計(jì)復(fù)雜度，增強(qiáng)了節(jié)點(diǎn)電路的通用性。

1.1無線核心模塊（射頻電路）的設(shè)計(jì)

不論是協(xié)調(diào)器，還是終端節(jié)點(diǎn)都具有相同無線核心模塊（射頻電路），作為整個節(jié)點(diǎn)硬件系統(tǒng)的核心。它主要由CC2530芯片、時鐘電路、濾波電路、微帶天線、外接天線構(gòu)成。為保證無線核心模塊的通信距離和可靠性，本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的電路嚴(yán)格參照TI公司提供的參考電路。電路原理圖如圖2所示。

無線核心模塊通過排針把模塊的電源輸入、芯片復(fù)位引腳以及17個I/O端口引出，與外圍電路（低頻電路底板）的母排相連。

1.2協(xié)調(diào)器的設(shè)計(jì)

協(xié)調(diào)器是整個ZigBee傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的核心，其中無線核心模塊負(fù)責(zé)傳感網(wǎng)絡(luò)的建立、管理和數(shù)據(jù)傳輸；RS485接口與上位機(jī)進(jìn)行通信，傳輸從傳感網(wǎng)絡(luò)獲得的傳感器數(shù)據(jù)；利用LED指示燈實(shí)時地顯示網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，協(xié)調(diào)器的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

從圖3可見，協(xié)調(diào)器的組成除了無線核心模塊（射頻電路）外，還包括協(xié)調(diào)器外圍電路，外圍電路主要包括電源電路、RS485接口電路、LED指示電路等。下面分別對外圍電路的各部分進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。

1.2.1 電源電路

協(xié)調(diào)器是ZigBee網(wǎng)絡(luò)的核心，它必須保持持續(xù)工作不能中斷，所以協(xié)調(diào)器采用外接直流電源。由于除RS485所使用的元器件為5 V供電外，包括無線核心模塊（射頻電路）在內(nèi)的其他模塊均為3.3 V供電，所以，選取5 V的外接直流電源為協(xié)調(diào)器供電。直流電源輸入5 V電壓后，經(jīng)LM1117 DC-DC轉(zhuǎn)換后降為3.3 V。協(xié)調(diào)器電源電路原理圖如圖4所示。

1.2.2 RS485接口電路

協(xié)調(diào)器與上位機(jī)之間的通信是通過RS485接口來實(shí)現(xiàn)的。RS485接口電路圖如圖5所示。

協(xié)調(diào)器使用SN75176作為RS485接口的電平轉(zhuǎn)換芯片。為消除共模電壓及其他外部干擾，需采用光電隔離器件實(shí)現(xiàn)ZigBee信號和RS485信號的隔離傳輸。SN75176的輸出引腳A、B上分別連接了阻值為1 kΩ的上拉下拉電阻，其目的是保證在A、B開路的情況下RS485的差動電壓絕對值不小于200 mV。

1.2.3指示電路

指示電路采用紅、綠、黃、藍(lán)4種顏色的4個LED指示燈顯示網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)行錯誤報(bào)警、超限報(bào)警等。指示電路原理圖如圖6所示。1.3終端節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

終端節(jié)點(diǎn)是ZigBee傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)采集的執(zhí)行者，它負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。在本文所設(shè)計(jì)的ZigBee傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中，終端節(jié)點(diǎn)使用無線核心模塊與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，由傳感器執(zhí)行數(shù)據(jù)采集，利用LED指示燈顯示其本身的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和工作狀態(tài)。終端節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖7所示。

從圖7可見，終端節(jié)點(diǎn)的組成除無線核心模塊（射頻電路）外，還包括終端節(jié)點(diǎn)外圍電路，外圍電路主要包括電源電路、傳感器電路、LED指示電路等。其中LED指示電路與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)相同，具體請參閱“1.2.1”節(jié)。下面主要闡述電源電路和傳感器電路的設(shè)計(jì)。

1.3.1電源電路

根據(jù)智能溫室中可能采用能耗較大的傳感器，但比較容易更換電池的實(shí)際，設(shè)計(jì)終端節(jié)點(diǎn)的供電模塊時選取大容量電池供電，電池為4.2 V，4200 mAh。選取XC6206P332MP-3.3V作為終端節(jié)點(diǎn)的電壓轉(zhuǎn)換芯片，為無線核心模塊供電。XC6206P332MP-3.3V功耗低、精度高，且價格便宜，符合ZigBee協(xié)議的要求。終端節(jié)點(diǎn)的供電電路如圖8所示。

電池的充電電路采用外接直流電源經(jīng)由二極管D1分壓后，電壓降至4.3 V左右。為電池充電時，只需與5 V直流電源連接即可。

1.3.2 傳感器電路

在設(shè)計(jì)基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的智能溫室監(jiān)測系統(tǒng)時，為了精確掌握農(nóng)作物的生長環(huán)境和生長情況，必須依賴各種先進(jìn)的傳感器，用于監(jiān)測溫度、濕度、光照和CO2等。其各自的傳感器電路設(shè)計(jì)如下。

1.3.2.1基于MLX90614的非接觸式紅外測溫電路

MLX90614是一款非接觸式紅外線溫度感應(yīng)器，由紅外熱電堆感應(yīng)器和定制的信號調(diào)節(jié)2部分組成。MLX90614信號調(diào)節(jié)部分使用了先進(jìn)的低噪聲放大器，實(shí)現(xiàn)溫度的高精度測量。溫度測量范圍為-40～85℃，解析度為0.02℃；MLX90614是一種低功耗傳感器，且擁有節(jié)能關(guān)斷工作模式，符合ZigBee網(wǎng)絡(luò)的低功耗要求?；贛LX90614的非接觸式紅外測溫電路原理圖如圖9所示。

MLX90614與無線核心模塊連接時，需將相應(yīng)的引腳與CC2530的通用I＼O口連接。

1.3.2.2基于DHTll的溫濕度傳感器電路

DHTll數(shù)字溫濕度傳感器應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有較高的可靠性、穩(wěn)定性。DHTll采用單線制串行接口，讀取溫度和濕度時均通過1條數(shù)據(jù)線按先后順序讀出。

DHTll的測量范圍為10%～90%RH、0～50℃，具有精度高、體積小、功耗低、信號傳輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，適合用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的溫濕度監(jiān)測?；贒HTll的溫濕度傳感器檢測電路如圖10所示。

DHTll采用2針單排引腳與無線核心模塊（射頻電路）連接，供電電壓為3.3 V。

1.3.2.3紅外線光敏傳感器

紅外線光敏傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路。紅外線光敏傳感器檢測電路如圖11所示。

1.3.2.4土壤濕度傳感器

土壤濕度傳感器（HA2001）主要用來測量土壤容積含水量，進(jìn)行土壤墑情監(jiān)測及農(nóng)業(yè)灌溉指導(dǎo)。土壤濕度傳感器檢測電路如圖12所示。

1.3.2.5紅外CO2濃度傳感器

紅外CO2濃度傳感器采用單束雙波長非發(fā)散性紅外線測量方法，根據(jù)不同的氣體吸收不同波長的光，CO2對紅外線（波長為4.26 m）最易吸收的原理，將空氣吸入測量室，測量紅外線（波長為4.26 m）光通量，從而測量出CO2濃度。紅外CO2濃度傳感器檢測電路如圖13所示。

1.4星型網(wǎng)絡(luò)的組建

本文中組建智能溫室傳感監(jiān)控網(wǎng)所使用的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，以協(xié)調(diào)器為網(wǎng)絡(luò)中心，其他的終端節(jié)點(diǎn)只能與協(xié)調(diào)器通信，若終端節(jié)點(diǎn)間需要通信，則需通過協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)。協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)發(fā)起建立和維護(hù)整個網(wǎng)絡(luò)。與之相連的其他終端節(jié)點(diǎn)必須分布在協(xié)調(diào)器的覆蓋范圍內(nèi)。

要構(gòu)建智能溫室傳感監(jiān)控網(wǎng)，就必須根據(jù)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議，構(gòu)建星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，保證協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點(diǎn)的正常通信。ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的架構(gòu)圖如圖14所示，根據(jù)架構(gòu)圖可知，ZigBee網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議分為兩部分：（1）IEEE802.15.4定義的物理層和MAC層技術(shù)規(guī)范；（2）ZigBee聯(lián)盟定義的網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用程序支撐子層和引用層技術(shù)規(guī)范。ZigBee協(xié)議棧是ZigBee廠商為用戶提供的一種將各個層定義的協(xié)議集合在一起，以函數(shù)的形式實(shí)現(xiàn)通信的集成方法，并給用戶提供API，方便用戶調(diào)用。本文使用TI公司提供的基于ZigBee 2007的協(xié)議棧Z-Stack-cc2530-2.3.0，完成ZigBee網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和維護(hù)[3]。

ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的功能可分為無線網(wǎng)絡(luò)模塊和服務(wù)器模塊兩部分[4]，其功能模塊劃分如圖15所示。

在組建ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)時，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)初始化設(shè)備后，設(shè)定ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的個域網(wǎng)ID號和通信信道等網(wǎng)絡(luò)初始化信息。終端節(jié)點(diǎn)上電之后，首先初始化硬件設(shè)備，然后掃描網(wǎng)絡(luò)，查找到網(wǎng)絡(luò)之后自動加入網(wǎng)絡(luò)。這樣隨著終端節(jié)點(diǎn)不斷加入網(wǎng)絡(luò)，最終自組織形成ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)流程如圖16所示。

在采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)棧實(shí)現(xiàn)智能溫室監(jiān)測星型網(wǎng)絡(luò)時，終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器應(yīng)通對Z-Stack協(xié)議棧對CC2530進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)模塊的初始化和服務(wù)器模塊的初始化[5]。本文通過TI提供的SampleApp工程構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。

1.4.1 終端節(jié)點(diǎn)初始化

首先對終端節(jié)點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)模塊初始化，使用osal_start_timerEX（ ）函數(shù)，定義函數(shù)中的SampleApp_TaskID（任務(wù)ID號），完成對任務(wù)ID號的初始化。定義SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSRID為3，來確定終端節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)播的方式向協(xié)調(diào)器發(fā)送信息。根據(jù)智能溫室的監(jiān)測特點(diǎn)，使用SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUTCL，定義終端節(jié)點(diǎn)向協(xié)調(diào)器循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)的周期為1800 s，并利用afAddrType_t枚舉類型建立枚舉Point_To_Point_DstAddr，定義通信為點(diǎn)對點(diǎn)通信，將Point_To_Point_DstAddr.addr.shortAddr設(shè)為0x0000，從而確認(rèn)終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送的對象是協(xié)調(diào)器（地址為0x0000）。

然后對終端節(jié)點(diǎn)服務(wù)模塊初始化，根據(jù)不同的傳感器，配置不同的驅(qū)動，保證終端節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確接收傳感器發(fā)來的信息，并打包成Z-Stack協(xié)議?？梢园l(fā)送的數(shù)據(jù)類型。

1.4.2 協(xié)調(diào)器初始化

在對協(xié)調(diào)器初始化時，首先初始化無線網(wǎng)絡(luò)模塊，定義osal_start_timerEX（ ）函數(shù)中的SampleApp_TaskID（任務(wù)ID號）為終端節(jié)點(diǎn)中設(shè)定的任務(wù)ID。然后初始化服務(wù)模塊。建立SampleApp_MessageMSGCB（aflncomingMSGPacket_t*pkt），定義RS485接口的數(shù)據(jù)傳輸速率（波特率）、奇偶校驗(yàn)類型、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位數(shù)，完成RS485接口初始化，并利用該函數(shù)通過協(xié)調(diào)器上的RS485接口向上位機(jī)傳輸終端節(jié)點(diǎn)的MAC地址和由終端節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)。

2基于Visual C++的數(shù)據(jù)顯示和處理系 統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1利用Visual C++顯示協(xié)調(diào)器接收到的數(shù)據(jù)

RS485串行通信的核心在于串行通信方式（發(fā)送、接收和握手）的控制。Visual C++為我們提供了一種好用的ActiveX控件Microsoft Communications Control（即MSComm）來支持應(yīng)用程序?qū)S485接口的初始化及管理和訪問。利用MSComm控件編程進(jìn)行串行通信，在成功加載MSComm控件后，首先利用控件的CommPort屬性和Setting屬性，對上位機(jī)上的RS485接口初始化，完成對RS485接口的定義，根據(jù)協(xié)調(diào)器中定義的數(shù)據(jù)傳輸速率（波特率）、奇偶校驗(yàn)類型、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位數(shù)設(shè)置上位機(jī)上RS485接口的通信參數(shù)。然后利用InPut屬性打開RS485接口。

MSComm控件提供的在運(yùn)行觸發(fā)事件或發(fā)生錯誤時，觸發(fā)OnComm事件，可以通過事件的CommEvent屬性，判斷MSComm控件當(dāng)前的觸發(fā)事件或發(fā)生錯誤的具體類型，進(jìn)而通過硬件握手協(xié)議，應(yīng)對各種錯誤事件和接收數(shù)據(jù)具體過程。通過CMscomm Demo View類中的SendData（ ）函數(shù)實(shí)現(xiàn)RS485接口數(shù)據(jù)發(fā)送。

當(dāng)完成串行通信后，應(yīng)關(guān)閉RS485接口，系統(tǒng)將會清空RS485接口上的收發(fā)緩存，重置標(biāo)志位，以確保RS485接口資源得到及時的釋放[6]。

2.2利用Visual C++處理RS485接口接收數(shù)據(jù)

在實(shí)現(xiàn)對智能溫室監(jiān)測數(shù)據(jù)的讀取后，上位機(jī)應(yīng)對智能溫室監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理和顯示，本文設(shè)計(jì)的顯示和控制界面如圖17所示。

在這個顯示和控制系統(tǒng)中，根據(jù)農(nóng)業(yè)屬于經(jīng)驗(yàn)科學(xué)的特點(diǎn)，引入了監(jiān)測數(shù)據(jù)與種植作物歷年來總結(jié)作物各關(guān)鍵生長時間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)、每日數(shù)據(jù)比對。從而合理地給出種植作物的各項(xiàng)農(nóng)業(yè)作業(yè)實(shí)施時間建議，提示農(nóng)業(yè)作業(yè)具體操作流程。并通過數(shù)據(jù)比對得出對智能溫室的各項(xiàng)環(huán)境變量的控制數(shù)據(jù)，發(fā)送到各類控制終端，實(shí)施智能化農(nóng)業(yè)作業(yè)，以達(dá)到對智能溫室光照、濕度、溫度、CO2濃度、肥力和病蟲害控制自動化管理的目的。

在對智能溫室的各項(xiàng)環(huán)境變量進(jìn)行控制時，根據(jù)農(nóng)業(yè)環(huán)境變量的改變是一個比較緩慢、漸進(jìn)過程的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，采用比例積分控制，實(shí)現(xiàn)對智能溫室環(huán)境變量的閉環(huán)控制，積分時間常數(shù)設(shè)定為3600 s或更長時間。其控制模型的系統(tǒng)框圖如圖18所示。

2.3利用Visual C++向RS485接口發(fā)送控制指令

利用建立RS485接口通信時，設(shè)立的CMscomm Demo View類中的SendData（ ）函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對剛剛采集的各項(xiàng)環(huán)境變量的控制數(shù)據(jù)的發(fā)送。由于所發(fā)指令涉及到多個終端設(shè)備，應(yīng)在每個發(fā)送數(shù)據(jù)包中添加地址信息，實(shí)現(xiàn)發(fā)送過程中分地址發(fā)送數(shù)據(jù)。

3實(shí)現(xiàn)各類控制終端的控制

本設(shè)計(jì)采用的RS485總線，是向各類控制終端發(fā)送控制指令，這就要求各類控制終端的串行端口具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，設(shè)置各類控制終端的RS485接口傳輸速率（波特率）、奇偶校驗(yàn)類型、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位數(shù)與上位機(jī)RS485接口的通信參數(shù)保持一致，以保證通信的正常運(yùn)行。根據(jù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中分地址發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)要求，各類控制終端在收到數(shù)據(jù)包，進(jìn)行數(shù)據(jù)包解析時，控制終端的地址分配如表1所示。

3.1智能溫室室外遮陽幕系統(tǒng)

為保證智能溫室室內(nèi)光照保持適宜的光照強(qiáng)度，避免過強(qiáng)太陽輻射引起室內(nèi)溫度升高，智能溫室設(shè)室外遮陽幕，并通過推桿電機(jī)實(shí)現(xiàn)對室外遮陽幕的啟閉。系統(tǒng)的主要參數(shù)如下：使用電機(jī)類型，直流推桿電機(jī)；行程，4.00 m；升降速度，0.50 m/min；單程運(yùn)行時間，10.00 min；電源電壓，380 V；電機(jī)功率，0.75 kW；限位方式，電機(jī)帶限位器。

3.2智能溫室通風(fēng)降溫系統(tǒng)

智能溫室通風(fēng)采用自然通風(fēng)系統(tǒng)、循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)、強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)和濕簾風(fēng)機(jī)降溫通風(fēng)系統(tǒng)。

3.2.1 自然通風(fēng)系統(tǒng)

自然通風(fēng)包括沿智能溫室屋脊方向交錯開窗的屋頂窗和智能溫室兩側(cè)墻的自然通風(fēng)窗。通風(fēng)窗設(shè)有開窗電機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)窗啟閉。

3.2.2 循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)

為保證智能溫室內(nèi)溫度、濕度環(huán)境的均勻性，智能溫室配置環(huán)流風(fēng)機(jī)，每2臺按開間方向組織氣流。環(huán)流風(fēng)機(jī)的參數(shù)如下：主軸轉(zhuǎn)速，1450 r/min；風(fēng)量，4820 m3/h；全壓，149 Pa；功率，370 W；送風(fēng)距離約定，45 m。

3.2.3 強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)

在智能溫室南山墻設(shè)置強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)采用低壓大流量軸流風(fēng)機(jī)，能耗1.1 kW/臺。每臺風(fēng)機(jī)排風(fēng)量42000 m3/h。這樣的排風(fēng)量可保證室內(nèi)夏季通風(fēng)溫差在3～10℃以內(nèi)。

3.2.4 濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)

當(dāng)室外溫度超過28～34℃時，啟動濕簾降溫。水泵向濕簾供水，空氣通過濕簾降低溫度，與機(jī)械通風(fēng)相配合，帶走智能溫室內(nèi)多余熱量，降低智能溫室溫度。濕簾安裝在智能溫室的北山墻，濕簾設(shè)有電動卷膜電機(jī)開窗系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)使用安裝在智能溫室南山墻上的強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)機(jī)。

3.3智能溫室補(bǔ)光系統(tǒng)

智能溫室采用人工補(bǔ)充光照，用以滿足作物光周期的需要。

3.4智能溫室采暖加溫系統(tǒng)

在智能溫室中設(shè)有采暖加溫機(jī)，以保證隆冬時節(jié)智能溫室的環(huán)境溫度。

3.5智能溫室噴灌、滴灌系統(tǒng)

智能溫室的供水系統(tǒng)可分為水利灌溉和營養(yǎng)液、農(nóng)藥灌溉2個部分。為了滿足營養(yǎng)液、農(nóng)藥設(shè)施要求，在供水系統(tǒng)水源處設(shè)有營養(yǎng)液、農(nóng)藥添加攪拌池。

噴灌系統(tǒng)采用大面積自壓噴灌系統(tǒng)，倒掛式噴頭。該噴頭工作壓力為2～3.5 kg/cm2，流量為104 L/h，噴頭噴灑半徑為4 m，管道兩端噴頭間距為3.2 m，采用電動閥門控制其工作。

滴灌系統(tǒng)可分為地上滴灌系統(tǒng)和地下滴灌系統(tǒng)。采用電動閥門控制其工作。

3.6智能溫室人工照明系統(tǒng)

智能溫室的照明采用防水防塵燈，共設(shè)6盞照明燈。

4結(jié)語

本設(shè)計(jì)在初步試驗(yàn)中，基本實(shí)現(xiàn)了對智能溫室光照、濕度、溫度、CO2濃度等的自動化管理。測試人員利用上位機(jī)可視化界面能夠查詢到智能溫室的各種信息，及時、合理地安排農(nóng)作物的種植，為實(shí)現(xiàn)智能、健康、節(jié)能的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)積累了有益的經(jīng)驗(yàn)。

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