温室计算机控制系统叙述

　　“温室计算机控制系统”由全进口气象站”+“温室内部环境传感器”+“温室控制器”、+“大屏幕LED屏”+温室摄像组件+“PC机”组成。

　　气象站：用于采集室外环境参数（室外温度、室外湿度、室外光照辐射、风速、风向、雨雪信号）

　　室内环境传感器：包括：环境温度、环境湿度、室内光照亮度、室内CO2、土壤温度、土壤湿度等。

　　室控制器：控制的温室设备为：左、右通风窗电机、侧通风窗电机、多组外遮阳幕、内遮阳幕、内保温幕、多级风扇、湿帘、湿帘外翻窗、微雾降温加湿系统、环流风扇、补光灯、空调、多级燃油（气、电）热风机、CO2补气、6支灌溉阀、6台定比例施肥器、1台灌溉水泵。对温室进行高温报警、低温报警、高湿报警、低湿报警等，同时对温室的环境数据进行采集、记录并自动生成数据报表和曲线图。温室控制系统同时采用逼真的三维动画方式将温室设备的运行状态一同显示在“大屏幕液晶电视”上，对于“教学示范、同行参观学习、领导视察”，该功能具有极强的展示能力.

　　大屏幕LED屏：采用“大屏幕LED屏”，能将园区所有温室的环境参数传到值班室的“大屏幕数据屏”一同显示，同时，在计算机上也能同步显示。

　　字显示屏：“数字显示屏”悬挂在温室里，能醒目的显示温室实时的“温度、湿度、光照”，同时，在出现“高温、低温、高湿、低湿”时，进行“警灯闪烁报警”。

　　手机短信应急报警模组：此控制器系统与温室控制器电脑相连接，无论任何一个温室出现高温、低温，高湿、低湿以及其他报警时，短信报警系统会迅速将报警信息以短信方式发送给园区管理人员以及温室监管员等相关人员。实现温室真正意义的“自动控制、无人值守、应急报警、有人干预”的控制原则。

　　“传感器"：

　　1. 温度传感器：采用日本Hayashi温度传感器

　　特性：一致性好，精度高，密封性好。

　　技术参数：

　　测量精度：±0.5℃

　　分辨率：0.1℃

　　测量范围：-40℃ -- 100℃

　　2. 湿度传感器：采用美国Humier公司产品Humier-15。该传感器采用管状结构，不受水凝结的影响。同时采用固态聚合物专利技术，在传感层镀有起保护作用的亚硝酸盐钝化层。对科研型温室内“硫磺熏蒸”、“药物消毒”、“复合肥释放的H2S”等气体污染具有很好的自我保护作用。

　　技术参数：

　　测量精度：±3%

　　分辨率：0.5%

　　测量范围：5%-100%

　　3. 百叶窗式温、湿度传感器防护罩：

　　“百叶窗护罩”能使气流均匀平行流过传感头，并且能遮蔽直射光以减少对温度的测量影响，同时，可防止冷凝水或雾喷系统从任何角度射来的水流的浸入。

　　4. 风速风向传感器：

　　“风速风向传感器”选用美国Davis（戴维斯）公司产品（Davis7911）。“风速风向传感器”内部装有精密旋转运动部件，这些机械部件的稳定性非常好，能在恶劣环境下保持传感器的测量精度。，外壳高强度特殊工程塑料具有极好的抗紫外老化作用。

　　5. 光照传感器：它能检测（300-770nm波长）引起光合作用的光谱外。

　　测量精度：+-15%

　　光谱范围：300-770nm

　　测量范围：500-150000LUX

　　6. 土壤温度传感器：

　　采用日本Hayashi-100温度传感器，外套“密封不锈钢铠甲”。

　　特性：一致性好，精度高，密封性好。

　　技术参数：

　　测量精度：±0.5℃

　　分辨率：0.1℃

　　测量范围：-40℃ -- 100℃

　　7.土壤湿度传感器：

　　采用Nlcx-FDR传感器，该传感器采用“频域反射原理”，树脂密封，适用于测量任何类型土壤的体积含水量，测量精确，性能稳定可靠。

　　技术参数：

　　测量范围：0-100%

　　标准电缆：1米

　　材质：环氧树脂

　　7.CO2传感器：

　　采用瑞典Telaire传感器，该传感器采用“红外反射原理”，测量精确，性能稳定可靠。

　　技术参数：

　　测量范围：0-2000PPM

　　测量精度：±20PPM

　　Nlcx-500 温室控制器：

　　“Nlcx-500 温室控制器”具有大屏幕汉字液晶屏和轻触键。操作极为方便。“Nlcx-500 温室控制器”借鉴与《加拿大Argus温室计算机控制系统》先进的控制理念。结合国内知名农业大专院校老师的经验研发的产品。

　　操作导航功能:对于较多温室构成的温室群，可以很方便的在各温室间切换。只需将本项目的“温室群平面图”转成BMP格式图片，拷入到软件的目录下，系统的操作就能针对本项目进行了。

　　控制器具有环境数据储存功能：

　　Nlcx-500 温室控制器采用非常先进的“数据转存技术”，环境数据循环的存储在“Nlcx-温室控制器”上，只要您若干开一次计算机，温室控制器内部数据将自动上传到PC机。完成成年累月数据的收集。 如果采用Pc机进行不间断数据记录，那么通讯网的任何异常、Pc机操作系统的任何影响都将中断数据的记录，同时，Pc机内的多个电扇系统也无法满足连续数年的不间断运行的需求

　　记录间隔在1分钟——999分钟间可任意选择。任何一个传感器均可以被设定记录。

　　数据报表、绘制曲线：记录的数据可以导出“EXECL”报表。同时，可以生成全日、全周、全月的变化趋势曲线图。

控制逻辑：

　　顶开窗控制：

　　(a) 温度超出设定的目标温室时，控制进行内部判断。经过确认时间后，作出打开或关闭相关指令。本控制器内部设计PID计算公式，根据此公式运算，来判断顶开窗电机是否启动。

　　(b) 控制器对顶开窗电机可以根据种植作物不同，用户自行设计开窗幅度。0%-100%任意数据都可以。

　　保护功能：

　　(c) 顶开窗电机拖动的负载比较大，当电机正在运转时，若接到反转信号，则齿轮极易咬坏。所以，控制系统接到反转指令后，将停转电机，并延时若干秒，待惯性泄掉后，再反转。

　　(d) 大风、雨雪保护：系统不是判断瞬间风速的超标，而是判断风整体趋势的变化，以进行大风时的关闭通风窗的保护。风向传感器能判断出是迎风还是背风，以进行不同级别的保护。

　　随动：

　　(a) 若室内外温差较大，则湿帘风扇开时，通风窗将打开一些角度，以使外部的凉空气从顶部吸入，防止凉风从湿帘吸入对靠近湿帘的植物带来冷冲击。温室温度整体下降后，再关闭通风窗。

　　(b) 微雾降温时，自动开启通风窗。微雾加湿时，自动关闭通风窗。

　　(c) 补CO2时，自动关窗。

　　风机、湿帘的控制：

　　“开窗降温模式”与“风机湿帘降温模式”的相互切换

　　系统优先使用“开窗降温模式”，当所有通风窗的位置都达到100%时，并且经过了若干时间。此时证明，通风窗的降温能力已达到极限，此时转变成“风扇湿帘降温模式。”，当所有通风窗的位置都达到100%时，若此时室温还明显高于目标温度，系统也判断为通风窗的降温能力不足以使温室的温度明显降下来，此时，无须经过“若干时间的等待”，直接进入“风扇湿帘降温模式”。

　　当“风扇湿帘”降温结束时，等到一个“设定时间”阶段后，仍然不需要“风扇湿帘”再次运行，这样，系统就自动转成“开窗降温模式”。再需降温时，将使用通风窗进行降温。

　　(风机、湿帘)保护：

　　湿帘降温结束后，风机自动延长工作时间，以便将湿帘上的水分吹干，延长湿帘寿命。

　　北方冬季，外温较低，若室温偏高，风扇打开，则强冷空气会对温室植物产生明显伤害。所以，系统具有外温过低禁止风扇运转的保护功能。

　　对内保温进行保温的控制。

　　(a) 当室外温度比室内温度低许多时，温室才会产生热量的明显外溢，此时才需展开内保温幕进行保温。

　　(b) 当光照逐渐增强时，温室效应会加强，此时，保温幕会收拢，以便阳光射入，通过温室效应进行升温。

　　(c) 展开的保温幕上侧空气较冷，下侧空气较暖。当收拢时，遮阳幕将分阶段逐步收拢，以避免上侧的冷空气迅速下泄引起温室温度陡降，对作物产生冷冲击，引起病虫害。

　　环流风扇的控制：

　　(a) 在温室两个温度点的偏差较大时，启动环流风扇，保持室内环境的一致性。

　　(b) 每天多个不同的时间段定时启动环流风扇，模拟自然界“微风吹拂植物叶面的环境”。

　　补光灯控制：

　　(a) 可以将补光灯分成5组，分别独立控制。

　　(b) 既可以选择以室外光照为条件也可以选择以室内光照为条件的补光灯控制。

　　(c) 5个时间段的独立设定补光，非常灵活。

　　(d) 室温过高时，会自动切断补光灯。 防止在空调出现故障时，持续的补光引起温室温度上升过高，对植物造成灾难性损伤。

　　灌溉系统的控制：

　　(a) 可以选择在一个星期的任何一天或几天进行灌溉。

　　(b) 在一天中，可以选择在不同的时间段采用不同的“灌溉计划”

　　(c) 既可以采用“间隔时间”作为灌溉依据，还可以采用“光积累方式”修正灌溉计划。光积累是“对光照强度的累积量的计算”，他能反映出植物“蒸腾强度”的大小，在光照强时，“蒸腾作用”强烈，在灌溉时间未到，但光积累值达到时，会提前灌溉。灌溉完毕，光积累值会自动清零，间隔时间也会从零开始计数。

　　(d) 配装“土壤水分传感器”，可以检测土壤水分的实际值，防止灌溉过量造成不可逆转的结果。

　　温室计算机控制系统叙述