plc的智能温室监控系统(附件)
摘 要温室大棚是如今农业种植中不可缺少的一部分，也是未来农业发展的主要研究对象之一。我国温室大棚控制发展起步较晚，虽然政府已经加大研究投资的力度，但由于我国国土辽阔，各地农业生产水平不均衡，在不少农村地区，对温室大棚的控制仍需通过人为的手动控制，导致当地农业作物的产出率低下，种植所需成本偏高。随着科技的发展与人口的膨胀，温室手动控制已经不能满足如今农业发展的需要，所以开发一种适合中国自己国情的智能温室控制系统有着重要的意义。本设计首先介绍了温室控制的发展现状，阐述了智能温室对内部环境的控制原理，分析了温湿度因素对大棚内作物生长发育的影响，并且由此来提出智能温室大棚监控系统的设计方案。由PLC和PC机组成核心控制系统，上位机电脑和组态软件的主要任务是完成参数设定、实时报警和实时监测等，而下位机的主要任务是完成数据采集和数据运算转化等。该控制系统工作性能稳定，操作简单，性价比高，是一种低成本却能创造良好经济效益的系统。
目 录
第一章 前言 1
1.1国外智能温室控制系统的发展情况 1
1.2国内智能温室控制系统的发展情况 2
1.3温室环境因子研究 2
1.4智能温室控制系统发展趋势 3
1.5主要研究内容及关键问题 3
1.6研究目的及意义 4
第二章 系统结构与硬件设计 5
2.1系统工作原理 5
2.2系统控制方案 5
2.3硬件设计 6
2.4 PLC介绍 6
2.4.1 PLC的工作过程 7
2.4.2 PLC的选型规则 8
2.4.3本设计PLC的型号选择 8
2.5传感器 10
2.5.1传感器的选择规则 10
2.5.2本设计传感器的选择 11
第三章 软件设计 13
3.1程序开发环境 13
3.2 程序设计 13
3.2.1温度控制 14
3.2.2湿度控制 15
3.2.3人机界面 16
3.2.4系统运行 16
结束语 19
致谢 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
参考文献 21
附录 22
第一章 前言
智能温室监控系统也可称之为自动化温室监控系统，是随着自动化技术、网络技术、智能控制技术等新兴技术崛起，得以快速发展的温室技术，其目的重点在于为作物创造出最理想的生长条件，防止作物受到恶劣天气与气候变化的影响，达到促进作物产量与质量，防治病虫害以及种植反季节作物等目的。
由于温室内有许多环境因素可以直接影响到温室中植物的生长，譬如大棚内的温湿度、光照强度、CO2浓度、土壤水分等，导致作物产量与质量不尽如人意。于是人们便开始采用智能温室监控系统，以可编程序控制器PLC为中心，根据大棚内安装的温湿度、CO2浓度、光照等传感器来采集需要的信息，通过传输、接收至上位计算机上进行显示，并与设定的数值进行比较，根据比较结果来实时自动调节，让温室内的环境条件近似于植物生长的理想状态，从而实现对温室大棚的智能监控。
借助智能温室监控系统，可以提供温室大棚内的环境实时数据，为科研人员对植物生长的研究提供可靠的依据，同时也增加温室植物的产量，改善温室植物的品质，提高劳动的生产率。因此如今智能温室监控系统是现代高科技农业种植不可缺少的控制手段。
1.1国外智能温室控制系统的发展情况
国外对智能温室控制系统的研究与发展起步相对于国内而言早很多，尤其是在二十世纪七十年代，得益于当时科技的进步，无论是微型个人计算机的面世还是电子信息行业的飞速发展，都使得温室控制手段发生了质的变化，从之前人为的机械控制到电子控制台自动控制，最终发展成为了计算机智能综合控制。
温室控制系统的发展在西方发达国家中尤其被注重，如荷兰、美国、日本、以色列等发达国家在智能温室控制的技术上都下了很大的血本，起步也相比于其他国家早了很多。他们当时就意识到了温室是未来农业发展中最重要的组成部分，并且借助当时科技的飞速发展，将智能温室控制的发展也随之同步。
到了二十世纪九十年代，随着网络的出现与普及化，国外智能温室控制系统开始致力于远程智能控制，遥测技术、网络技术、局域网技术等也逐步被应用到智能温室控制之中，并且人们将温室监控的画面远程连接到温室大棚的现场，将界面也做得更加直观形象，使得技术人员在远程控制时更能准确的判断。
不同国家对智能温室控制系统的发展方向也有所不同。荷兰是第一个成功开发出计算机控制系统CECS的国家，通过人机交互来设定环境的各个参数，实现了对温室温湿度、土壤水分、肥料灌溉的智能控制，并且荷兰注重于开发智能玻璃温室，将玻璃作为采光材料，适合于各种气候与地形，并且能耗适中。而美国则注重一体化的智能温室网络管理体系，他的系统将环境参数的调节与肥料的灌溉等结合在一起，作为一个整体来看待，一个部分发生了变化，其他部分都会随之变化，并且根据温室内传感器的多次测量，进行数据的总结，得出最适合此时植物发展的参数设定，达到最高效、经济的植物栽培。
1.2国内智能温室控制系统的发展情况
中国作为世界第一农业大国，然而在智能温室控制系统方面的发展却比国外晚了很多。在二十世纪七十年代，我国还只能用塑料来建造温室大棚，利用日光进行节能型的植物栽培，并且无法对环境进行人工的控制，只能通过经验进行栽培管理。
直到二十世纪八十年代，我国从国外引进了当时先进的温室控制设备，同时吸收了发达国家的智能温室控制的技术手段，然而起初这些设备并不能成功在我国进行推广与运行，由于引进的温室控制设备能耗较高，成本较大，一旦设备损坏，请国外专家维修的时间较长，导致植物无法顺利栽培，并且无法完全适用于我国各地不同的地形与环境，设备也因此逐渐被淘汰。
直到二十世纪八十年代，我国十分重视智能温室控制系统的发展，国家科技部在“九五”时期布置了“工厂化高效农业示范工程”，并且再次派遣专家去以色列、美国等国家进行长达数年的学习。于是我国专家在不断摄取国外温室控制技术的前提下，进行了对温室内各个参数因子的变化与控制的研究，并结合我国地理环境的特点，开始自主研发出符合我国国情，投入低且能产生明显经济效益的温室控制设备与系统。经过研发人员的不断努力，终于研发出了人工控制的室内气候微机技术，这可以对室内的温湿度、光照程度等进行人工的控制。
再来到了二十世纪九十年代，智能温室控制技术在我国可谓是遍地开花，无论在各地的大学还是研究所，各式各样的智能温室控制系统被研发出来，如江苏理工大学研发的利用工控机的温室软硬件控制系统和中国农业机械化科学院研发的新型智能温室系统，都为我国的温室控制发展翻开了新的篇章。直到现在，我国还在不断投入资金，致力于温室控制技术的发展，已经基本达到了世界平均水平，符合我国国情的同时，又能有效的增加植物栽培的质量与产量，但仍与发达国家的技术有一定的差距，无论是硬件还是软件。
1.3温室环境因子研究
温度对作物生长的影响
温度作为影响作物生长发育的最重要环境因子之一，对作物的光合作用、呼吸作用、根系的生长和水分、养分的吸收等生理现象均有显著的影响。在作物生长的温室环境因素当中，温度是对作物的直接影响是最大的，因此对温度控制的方法的研究自然是智能温室控制的大头。众所周知，不同种类的作物对生长环境的温度要求是不同的，但对于同一种类的作物而言，它对温度的要求在不同生长发育阶段也有所差异，而且由于日夜与四季的更替，即使同一种类的作物在它同一生长发育阶段对温度的要求也会随着气候变化而呈周期性地变化。作物的上述生长特点都说明温室内的温度监控远比想象的复杂得多。
目 录
第一章 前言 1
1.1国外智能温室控制系统的发展情况 1
1.2国内智能温室控制系统的发展情况 2
1.3温室环境因子研究 2
1.4智能温室控制系统发展趋势 3
1.5主要研究内容及关键问题 3
1.6研究目的及意义 4
第二章 系统结构与硬件设计 5
2.1系统工作原理 5
2.2系统控制方案 5
2.3硬件设计 6
2.4 PLC介绍 6
2.4.1 PLC的工作过程 7
2.4.2 PLC的选型规则 8
2.4.3本设计PLC的型号选择 8
2.5传感器 10
2.5.1传感器的选择规则 10
2.5.2本设计传感器的选择 11
第三章 软件设计 13
3.1程序开发环境 13
3.2 程序设计 13
3.2.1温度控制 14
3.2.2湿度控制 15
3.2.3人机界面 16
3.2.4系统运行 16
结束语 19
致谢 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
参考文献 21
附录 22
第一章 前言
智能温室监控系统也可称之为自动化温室监控系统，是随着自动化技术、网络技术、智能控制技术等新兴技术崛起，得以快速发展的温室技术，其目的重点在于为作物创造出最理想的生长条件，防止作物受到恶劣天气与气候变化的影响，达到促进作物产量与质量，防治病虫害以及种植反季节作物等目的。
由于温室内有许多环境因素可以直接影响到温室中植物的生长，譬如大棚内的温湿度、光照强度、CO2浓度、土壤水分等，导致作物产量与质量不尽如人意。于是人们便开始采用智能温室监控系统，以可编程序控制器PLC为中心，根据大棚内安装的温湿度、CO2浓度、光照等传感器来采集需要的信息，通过传输、接收至上位计算机上进行显示，并与设定的数值进行比较，根据比较结果来实时自动调节，让温室内的环境条件近似于植物生长的理想状态，从而实现对温室大棚的智能监控。
借助智能温室监控系统，可以提供温室大棚内的环境实时数据，为科研人员对植物生长的研究提供可靠的依据，同时也增加温室植物的产量，改善温室植物的品质，提高劳动的生产率。因此如今智能温室监控系统是现代高科技农业种植不可缺少的控制手段。
1.1国外智能温室控制系统的发展情况
国外对智能温室控制系统的研究与发展起步相对于国内而言早很多，尤其是在二十世纪七十年代，得益于当时科技的进步，无论是微型个人计算机的面世还是电子信息行业的飞速发展，都使得温室控制手段发生了质的变化，从之前人为的机械控制到电子控制台自动控制，最终发展成为了计算机智能综合控制。
温室控制系统的发展在西方发达国家中尤其被注重，如荷兰、美国、日本、以色列等发达国家在智能温室控制的技术上都下了很大的血本，起步也相比于其他国家早了很多。他们当时就意识到了温室是未来农业发展中最重要的组成部分，并且借助当时科技的飞速发展，将智能温室控制的发展也随之同步。
到了二十世纪九十年代，随着网络的出现与普及化，国外智能温室控制系统开始致力于远程智能控制，遥测技术、网络技术、局域网技术等也逐步被应用到智能温室控制之中，并且人们将温室监控的画面远程连接到温室大棚的现场，将界面也做得更加直观形象，使得技术人员在远程控制时更能准确的判断。
不同国家对智能温室控制系统的发展方向也有所不同。荷兰是第一个成功开发出计算机控制系统CECS的国家，通过人机交互来设定环境的各个参数，实现了对温室温湿度、土壤水分、肥料灌溉的智能控制，并且荷兰注重于开发智能玻璃温室，将玻璃作为采光材料，适合于各种气候与地形，并且能耗适中。而美国则注重一体化的智能温室网络管理体系，他的系统将环境参数的调节与肥料的灌溉等结合在一起，作为一个整体来看待，一个部分发生了变化，其他部分都会随之变化，并且根据温室内传感器的多次测量，进行数据的总结，得出最适合此时植物发展的参数设定，达到最高效、经济的植物栽培。
1.2国内智能温室控制系统的发展情况
中国作为世界第一农业大国，然而在智能温室控制系统方面的发展却比国外晚了很多。在二十世纪七十年代，我国还只能用塑料来建造温室大棚，利用日光进行节能型的植物栽培，并且无法对环境进行人工的控制，只能通过经验进行栽培管理。
直到二十世纪八十年代，我国从国外引进了当时先进的温室控制设备，同时吸收了发达国家的智能温室控制的技术手段，然而起初这些设备并不能成功在我国进行推广与运行，由于引进的温室控制设备能耗较高，成本较大，一旦设备损坏，请国外专家维修的时间较长，导致植物无法顺利栽培，并且无法完全适用于我国各地不同的地形与环境，设备也因此逐渐被淘汰。
直到二十世纪八十年代，我国十分重视智能温室控制系统的发展，国家科技部在“九五”时期布置了“工厂化高效农业示范工程”，并且再次派遣专家去以色列、美国等国家进行长达数年的学习。于是我国专家在不断摄取国外温室控制技术的前提下，进行了对温室内各个参数因子的变化与控制的研究，并结合我国地理环境的特点，开始自主研发出符合我国国情，投入低且能产生明显经济效益的温室控制设备与系统。经过研发人员的不断努力，终于研发出了人工控制的室内气候微机技术，这可以对室内的温湿度、光照程度等进行人工的控制。
再来到了二十世纪九十年代，智能温室控制技术在我国可谓是遍地开花，无论在各地的大学还是研究所，各式各样的智能温室控制系统被研发出来，如江苏理工大学研发的利用工控机的温室软硬件控制系统和中国农业机械化科学院研发的新型智能温室系统，都为我国的温室控制发展翻开了新的篇章。直到现在，我国还在不断投入资金，致力于温室控制技术的发展，已经基本达到了世界平均水平，符合我国国情的同时，又能有效的增加植物栽培的质量与产量，但仍与发达国家的技术有一定的差距，无论是硬件还是软件。
1.3温室环境因子研究
温度对作物生长的影响
温度作为影响作物生长发育的最重要环境因子之一，对作物的光合作用、呼吸作用、根系的生长和水分、养分的吸收等生理现象均有显著的影响。在作物生长的温室环境因素当中，温度是对作物的直接影响是最大的，因此对温度控制的方法的研究自然是智能温室控制的大头。众所周知，不同种类的作物对生长环境的温度要求是不同的，但对于同一种类的作物而言，它对温度的要求在不同生长发育阶段也有所差异，而且由于日夜与四季的更替，即使同一种类的作物在它同一生长发育阶段对温度的要求也会随着气候变化而呈周期性地变化。作物的上述生长特点都说明温室内的温度监控远比想象的复杂得多。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jsj/wlw/584.html
