[实用新型]一种基于物联网的农业大棚

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于物联网的农业大棚，属于物联网技术领域。

背景技术

我国拥有世界第三大的国土面积和世界第一的人口数量，但我国的可耕种土地面积不足，且具有逐年减小的趋势，食物供应面临突出问题，随着我国城市化进程的加快，城市建设占用大量耕地，农村人口大量涌入城市，从事农业生产的劳动力不足，更加剧了这一现实问题，为此，我国农业必须要转变发展模式，向现代农业方向发展，提高农业生产效率。

设施农业综合利用信息技术、工程装备技术、生物技术和环境控制技术，为种植业和养殖业提供最佳的环境条件，进行集约化生产，可显著提高土地利用率和产出率，节约劳动力，减小劳动强度，是现代农业的重要体现。设施农业的发展有效解决了食物供应紧张的问题，满足了人民对农产品的巨大需求。随着传感器技术、计算机控制技术、网络技术以及新兴的物联网技术的发展，融合了上述技术的智能控制系统使我国温室大棚的自动化和最优化控制成为可能，进而提高农产品产量和质量，大幅提升温室大棚生产效率。

通过深入分析温室大棚环境参数特点和控制要求，在物联网技术框架内制定了温室大棚的总体控制方案，分为感知层、传输 层和应用层，整个系统由单套集控系统、多套现场控制系统以及通讯网络组成，集控系统对各现场控制系统进行集中管理和控制，现场控制系统可脱离网络单独运行，满足不同规模水平温室大棚的控制需求。现场控制系统作为环境感知节点和智能化控制终端，处于物联网感知层，依据温室大棚现场实际环境情况，设计了以PLC为核心的现场控制系统。通过传感器检测空气温湿度、光照强度、二氧化碳浓度和土壤湿度信息；综合手动控制和自动控制方法控制执行机构动作；采用触摸屏实现温室大棚现场的人机交互；借助短信报警控制器实现远程监控。

系统通讯网络处于物联网传输层，依据传输层的设计要求，构建了温室现场局域网和远程广域网相结合的数据传输体系。现场局域网采用基于以太网的有线传输方式；远程广域网采用互联网与GSM移动通信相结合的传输技术，实现感知层数据的可靠传输和广泛互联。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于物联网的农业大棚，能够实现自动化控制，提高农业大棚的智能化水平。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

本实用新型的一种基于物联网的农业大棚，其包括集成控制装置和现场控制装置，所述现场控制装置包括PLC控制器、触摸屏和短信报警控制器，所述PLC控制器包括传感装置和动作装置连接，所述传感装置包括室内空气温湿度传感器、室外空气温湿度 传感器、光照强度传感器、CO₂浓度传感器和土壤湿度传感器，动作装置包括风机、加湿器、遮阳网、喷灌装置和补光灯，遮阳网上设置有行程开关，风机、加湿器、喷灌装置和补光灯上设置有中间继电器和交流接触器，PLC控制器包括CPU226模块、EM231模拟量输入模块和CP243-1工业以太网模块，传感装置直接与EM231模拟量输入模块连接。

PLC控制器为S7-300型PLC控制器，PLC控制器为10路模拟量输入通道，CPU226模块设置有24路数字量输入通道、16路数字量输出通道和2个RS-485本地通信接口，EM231模拟量输入模块设置有4路模拟量输入通道，CP243-1工业以太网模块设置有RJ45以太网插座。

集成控制装置和现场控制装置之间通过以太网通信，现场控制装置采用GSM网络传输到远程用户。

所述触摸屏为DOP-B10S411型触摸屏，工作电压为DC24V，分辨率为800*480pixels。

所述EM231模拟量输入模块的输入范围为单极性电压0-10V、0-5V，双极性电压±5V、±2.5V，电流0-20mA。

所述室内空气温湿度传感器、室外空气温湿度传感器均设置有铂电阻和湿敏电容，工作电压为DC24V，光照强度传感器采用YS-CG-20J型光照强度传感器，工作电压为DC24V，测量范围为0-20000lux，CO₂浓度传感器采用F12-S8200型CO₂变送器，采用红外式传感，工作电压为DC24V，测量范围为0-2000ppm，土壤湿 度传感器为TDR-3型土壤湿度传感器，工作电压为DC12-24V，测量范围为0-100％RH。

短信报警控制器采用GRM202A型短信报警控制器，其通讯接口为RS-485，短信接口为GSM双频900/1800MHz。