摘要:为改善目前蔬菜大棚控制系统中监控参数少及较难远程控制等情况,设计了一个更加完善的系统。结果表明,该系统人机交互界面良好、操作简单方便、自动化程度较高,有利于蔬菜大棚的智能化和统一化管理,具有很好的应用前景。
关键词:蔬菜大棚;多环境参数;智能;应用前景
Designing Control System for Vegetable Greenhouse Based On
Multiple Environmental Parameters
2. Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064, China)
Abstract: In order to improve the case that the monitoring parameters are not enough and the control system of remotely controlling the vegetable greenhouse, a more perfect system was designed. The results showed that the system was a good man-machine interface with simple and convenient operation, high degree of automation, conduciving to intelligent vegetable greenhouses and unified management. It will have good prospects for popularization.
Key words: vegetable greenhouse; multiple environmental parameters; intelligent; prospects
目前,保温大棚技术种植蔬菜在我国已经广泛应用,尤其是在我国北方地区。但是现在还有不少种植户沿用人工值守的办法管理蔬菜大棚,或者使用的蔬菜大棚控制系统不太完善,不仅浪费了大量人力、物力,而且对大棚各项参数的监控也并不理想,并因此可能造成蔬菜的减产[1]。因此,本研究设计了一个更加完善的智能控制系统,以保证蔬菜良好的生长环境。
1 系统结构
2 系统硬件设计
2.1 上位机系统
上位机利用PC及自带的RS-232标准串行接口,通过RS-232/485转换即可组成RS-485总线与下位机STM32连接,构成一个农业综合数据监控网络[3]。RS-485总线最大优点在于其多点总线互相连接功能,可以连接一台主机和多台终端同时通信。本系统通讯协议用于大棚控制系统主板与PC机通讯、主板与传感器采集节点通讯。该协议适用RS-485通讯,并参照大棚控制原有协议和Modbus协议,结合实际情况修改而来,采用主从结构,主机设备发送一个信息,从机设备返回一个相应的信息。
2.2 下位机系统
下位机系统结构见图2,其主要功能如下所示。
2)RAM扩展。由于系统对多区域多大棚控制,数据量较大,因此外扩6264 RAM芯片来存放程序变量和数据。
3)信号采集。大棚内设置多个温湿度、光照度和CO2等传感器,实时采集数据,并将采集到的数据信号转化为0~5 V信号经ADC0809转换进行处理。
5)显示器电路。各大棚采用LED显示实时温湿度、CO2浓度等传感器参数。
3 系统软件设计
3.1 上位机软件设计
上位机软件主程序框图见图3,其主要功能模块如下所示。
1)参数配置模块。即后台采集配置模块,配置系统所需参数,包括大棚区域、大棚号、数据库配置、短信报警配置、通讯端口配置以及传感器参数配置。大棚区域用于划分大棚所在区域;大棚号为区域内每个大棚编号;数据库配置用于保存连接数据库所用的信息;短信报警配置用于保存报警所需的信息,如电话号码和发送信息的端口等;通讯端口配置用于保存与各个大棚通讯采集数据所需的端口信息;传感器参数配置则用于保存采集数据所需的传感器信息,如温湿度、光照度等。