二氧化碳氣體檢測儀在農業(yè)大棚的應用
一、基本情況：
近年來(lái)，農業(yè)溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來(lái)極大的便利，得到了迅速的推廣和應用。種植環(huán)境中的溫度、濕度、光照度、土壤濕度、CO2濃度等環(huán)境因子對作物的生產(chǎn)有很大的影響。傳統的人工控制方式難以達到科學(xué)合理種植的要求，目前國內可以實(shí)現上述環(huán)境因子自動(dòng)監控的系統還不多見(jiàn)，而引進(jìn)國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統價(jià)格昂貴，不適合國情。
針對目前農業(yè)溫室大棚發(fā)展的趨勢，提出了一種大棚遠程監控系統的設計。根據大棚監控的特殊性，需要傳輸大棚現場(chǎng)參數給管理者，并把管理者的命令下發(fā)到現場(chǎng)執行設備，同時(shí)又要使上級部門(mén)可隨時(shí)通過(guò)互連網(wǎng)或者手機信息了解區域大棚的實(shí)時(shí)狀況?；贕PRS的農業(yè)溫室大棚智能監控管理系統使這些成為可能。
為保證出苗后有相應數量的二氧化碳CO2供應幼苗生長(cháng)，地上豐產(chǎn)系統建造與二氧化碳CO2貯備應在直播或定植前7天完成，因為苗期的饑餓對中后期產(chǎn)量影響甚大，即是中后期加大二氧化碳CO2供應也無(wú)法彌補嚴重苗期造成的產(chǎn)量損失。根據我們多年研究結果，幾種大棚作物不同生育期對二氧化碳CO2濃度的需求詳見(jiàn)下表：（通過(guò)二氧化碳氣體檢測儀監測結果）
品種 苗期（ppm） 開(kāi)花期（ppm） 結果期（ppm） 結果盛期（ppm）
黃瓜 1500 2500 3500 4500
辣椒 1500 3000 3800 4600
西葫 1000 2000 2800 3500
西瓜 1500 2600 3700 4800
西紅柿 1200 2200 3400 5100
蕓豆 900 1800 2400 3300
土豆 1800 2900 4200 3800
西芹 800 中期1200 后期1600
草莓 1200 2600 3600 4600
葡萄 1400 2800 4100 5500
二、系統方案：
2.1、系統概述：
農業(yè)溫室大棚無(wú)線(xiàn)監控管理系統集傳感器、自動(dòng)化控制、通訊、計算等技術(shù)于一體，通過(guò)用戶(hù)自定儀作物生長(cháng)所需的適宜環(huán)境參數，搭建溫室智能化軟硬件平臺，實(shí)現對溫室中溫度、濕度、光照、二氧化碳等因子的自動(dòng)監測和控制。
本系統可以模擬基本的生態(tài)環(huán)境因子，如溫度、濕度、光照、CO2濃度等，以適應不同生物生長(cháng)繁育的需要，它由智能監控單元組成，按照預設參數，**的測量溫室的氣候、土壤參數等，并利用手動(dòng)、自動(dòng)兩種方式啟動(dòng)或關(guān)閉不同的執行結構（遮陽(yáng)幕、濕簾水泵及風(fēng)機、通風(fēng)系統等），程序所需的數據都是通過(guò)各類(lèi)傳感器實(shí)時(shí)采集的。
該系統的使用，可以為植物提供一個(gè)理想的生長(cháng)環(huán)境，并能起到減輕人的勞動(dòng)強度、提高設備利用率、改善溫室氣候、減少病蟲(chóng)害、增加作物產(chǎn)量等作用。
2.2、系統組成：
2.21、數據管理層（監控中心）：
硬件主要包括：工作站電腦、服務(wù)器（電信、移動(dòng)或聯(lián)通固定IP專(zhuān)線(xiàn)或者動(dòng)態(tài)ip域名方式）；
軟件主要包括：操作系統軟件、數據中心軟件、數據庫軟件、農業(yè)溫室大棚智能監控管理系統軟件平臺（采用B/S結構，可以支持在廣域網(wǎng)進(jìn)行瀏覽查看）、 防火墻軟件；
d2.22、數據傳輸層（數據通信網(wǎng)絡(luò )）：
采用移動(dòng)公司的GPRS網(wǎng)絡(luò )傳輸數據，系統無(wú)需布線(xiàn)構建簡(jiǎn)單、快捷、穩定；
移動(dòng)GPRS無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)模式具有：數據傳輸速率高、信號覆蓋范圍廣、實(shí)時(shí)性強、安全性高、運行成本低、維護成本低等特點(diǎn)；
2.23、數據采集層（前端硬件設備）：
遠程測控成套設備：測控終端；
傳感計量設備：溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、光照傳感器、土壤濕度傳感器、遮陽(yáng)幕、濕簾風(fēng)機等；
2.3、系統拓撲圖：
三、系統功能：
01、采集功能：
溫室大棚：溫濕度值；
溫室大棚：二氧化碳值；
溫室大棚：光照值；
溫室大棚：土壤濕度值；
02、告警功能：
停電告警、溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度故障告警、測控終端告警；
狀態(tài)變化報警提示 ：告警狀態(tài)變化。如溫度突然增大或變??；
03、存儲功能：
溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度信息、實(shí)時(shí)數據、事件記錄、操作記錄存入數據庫；
04、查詢(xún)功能：
溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度信息、歷史紀錄、歷史曲線(xiàn)、事件記錄、操作記錄、歷史報表；
05、統計功能：
報表功能：日報、月報、年報；
曲線(xiàn)功能：日曲線(xiàn)、月曲線(xiàn)、年曲線(xiàn)；
06、打印功能：
溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度信息、歷史紀錄、歷史曲線(xiàn)、事件記錄、操作記錄、報表；
07、安全功能：
密碼功能：進(jìn)入系統必須輸入密碼；
權限功能：不同的操作員具有不同的功能；
用戶(hù)切換：不同的操作員交接時(shí)可以在系統切換；
08、擴展功能：
溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度數量：用戶(hù)可以添加或刪除站點(diǎn)。
遠程控制：在加濕簾水泵和風(fēng)機的情況下可輸出遠程控制濕簾水泵和風(fēng)機的開(kāi)啟；
09、設置功能：
站點(diǎn)信息錄入、修改；
采集周期設置、修改；
10、遠程維護功能：
遠程設置站點(diǎn)（溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度）工作參數；
四、系統特點(diǎn)：
01、實(shí)用性：農業(yè)溫室大棚站點(diǎn)地理位置分散，因此采用覆蓋廣泛的GPRS網(wǎng)絡(luò )高信號捕捉，必要是采用高增益天線(xiàn)，可確保網(wǎng)絡(luò )的正常運行；
02、實(shí)時(shí)性：采用*新的通信和軟硬件技術(shù)，建立了清晰和合理的系統架構，可以實(shí)現多線(xiàn)程的遠程并發(fā)通信，在幾秒時(shí)間內，可以讓成百上千臺的測控終端實(shí)時(shí)傳送到監控中心進(jìn)行集中監視和遠程調度，實(shí)現故障信息的及時(shí)報警；
03、可擴充性：系統預留接口，可以進(jìn)行系統或軟硬件模塊的無(wú)限擴展，便于長(cháng)期的升級和維護，延長(cháng)系統的壽命，通過(guò)更新部件，能讓系統一直存在下去，而不至于整個(gè)系統癱瘓，造成大量的投資損失；
04、易維護性：系統可對測控終端執行相應的遠程操作命令，包括遠程參數設置，遠程控制、遠程數據抄收、遠程終端復位、遠程測控終端升級等；
05、操作簡(jiǎn)易性：系統軟件功能完善，模塊化、圖形化設計，全過(guò)程全中文幫助，操作簡(jiǎn)單方便；
五、適用范圍：
01、農業(yè)、園藝、畜牧業(yè)等領(lǐng)域。
02、食品、電子生產(chǎn)車(chē)間、藥房、冰箱、冷庫、庫房、機房、實(shí)驗室、工業(yè)暖通、圖書(shū)館、檔案室、博物館、孵房、溫室大棚、**、糧庫、醫院等需要環(huán)境監測領(lǐng)域。
