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    智能大棚气体温湿度控制系统
    时间:2025-05-16 涉川
    方案介绍
    本方案旨在建设一套集成气体、温度、湿度等环境参数自动采集与智能调控功能于一体的智能大棚控制系统。系统通过部署多种传感器,对大棚内部环境进行连续监测,结合控制终端自动调节风机、加热器、湿帘、水泵、通风口等设备,保障作物在最佳环境下生长,提高农业生产效率与智能化水平。
    监测目标
    • 实时监测大棚内空气温度、相对湿度、二氧化碳浓度、氨气等气体指标
    • 实现温湿度与气体参数的闭环自动控制
    • 实时传输、分析环境数据并进行调控决策
    • 提供远程数据查看、阈值报警和运行记录管理
    需求分析
    大棚种植作物对环境变化敏感,温湿度异常会导致生长障碍、病虫害增加或减产,气体如CO₂对光合作用、氨气对作物健康也有显著影响。传统依靠人工调节效率低、响应慢,亟需自动化调控系统实现全天候环境稳定。
    监测方法
    在大棚内部多个代表性位置布设温湿度、二氧化碳和氨气等传感器,配套数据采集终端与无线传输模块,通过云平台进行数据处理,并联动电控系统控制执行设备完成智能调节。
    应用原理
    传感器采集环境参数后上传至主控制器,控制器对比设定值判断当前环境状态,触发相应设备如风机、水泵、补气装置等执行动作,调节温湿度和气体浓度,实现动态均衡。
    功能特点
    • 温湿度/气体多点同步监测,数据连续可视
    • 支持自动/手动模式自由切换
    • 可远程查看、设置、报警及控制操作
    • 可联动LED补光灯、遮阳系统、CO₂发生器等扩展设备
    • 支持分区管理与多棚集中控制
    • 系统具备历史曲线、报警日志和报表导出功能
    硬件清单
    • 温湿度一体传感器(数字型)
    • 二氧化碳传感器(NDIR原理)
    • 氨气传感器(电化学型)
    • 数据采集器与主控制器
    • 4G通信模块或LoRa无线节点
    • 风机、水泵、湿帘、加热器等执行设备
    • 太阳能/市电供电系统
    • 智能农业云平台
    硬件参数(量程、精度)
    • 温度:-40~85℃,精度±0.3℃
    • 湿度:0~100%RH,精度±3%RH
    • 二氧化碳:0~5000ppm,精度±50ppm
    • 氨气:0~100ppm,精度±5%F.S.
    • 数据采样周期:1~60分钟可设
    • 通信方式:4G、NB-IoT、LoRa可选
    • 控制响应时间:≤5秒
    方案实现
    1. 安装传感器于大棚中部与代表位置,采集环境数据
    2. 数据通过通信模块上传至智能控制器和平台
    3. 控制器对照设定参数自动判断是否启动设备调节
    4. 用户可通过手机或电脑远程监控与控制系统状态
    5. 异常情况自动报警,支持短信/微信通知
    数据分析
    • 实时曲线观察环境变化趋势
    • 比较不同时间段温湿度与CO₂浓度变化
    • 历史数据分析指导优化作物种植管理
    • 可视化图表支持产量与环境关系评估
    • 报警数据支持查找系统异常或参数设置问题
    预警决策
    • 可设定高/低温湿度与气体浓度阈值
    • 系统超限自动触发设备调节或发送报警
    • 支持分级报警管理(信息、预警、严重)
    • 可与应急处理措施联动,如自动喷淋降温
    方案优点
    • 提高作物生长稳定性,减少因环境不适导致的损失
    • 自动化控制大幅降低人工干预成本
    • 数据驱动种植决策,提升产量与品质
    • 支持多种通信协议与控制方式,适应多种棚型
    • 模块化设计便于维护与扩展
    应用领域
    • 智能玻璃温室
    • 日光温室大棚
    • 高标准农业园区
    • 有机蔬菜、瓜果、水培种植基地
    • 现代都市农业展示温室
    效益分析
    • 提高温室自动调节效率与响应速度
    • 降低能源浪费,优化风机加热等系统运行时长
    • 改善作物生长环境,提高品质与单位面积产出
    • 实现信息化管理,便于远程控制与集中监管
    • 降低人力成本与环境管理误差,提高经济效益
    国标规范
    • GB/T 20478-2006《植物工厂环境控制技术规范》
    • NY/T 3474-2019《温室环境参数监测与控制系统通用技术条件》
    • GB/T 18204.2-2014《公共场所空气中氨气测定方法》
    • NY/T 3213-2018《智慧农业通用技术规范》
    参考文献
    • 《现代农业设施环境控制技术》
    • 《农业传感器与智能监测控制系统设计》
    • 《智能温室多参数监控系统研究与实践》
    案例分享
    某省现代设施农业园区应用该系统后,实现全自动调控风机、湿帘和补气装置,稳定保持温度在22~28℃、湿度在60%~80%、CO₂浓度维持在1000ppm以上。系统可全天候运行,减少病虫害发生30%,蔬菜长势更均衡,产量提高18%,获得显著经济与技术效益。
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