WEMS无线环境监测管理系统02.docx

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WEMS无线环境监测管理系统02

WEMS无线环境监测管理系统

第一章系统介绍

一．系统简介

WEMS遵循实用性、灵活性、经济性的设计原则，采用国际先进的无线传感器网络技术，由大量微传感器节点以无线的方式互联构成，可实时采集温室内温度、露点温度、湿度、光照强度、光合有效辐射、空气中二氧化碳浓度、土壤温度湿度、土壤PH、土壤电导率及植物叶绿素及养分利用状况等环境参数和植物生长信息，以图表方式显示给用户，系统根据环境数据与作物信息，指导用户进行正确的栽培管理。

为实现温室综合生态信息参数的自动监测、温室环境的自动控制和智能化管理提供科学依据和装备。

二．功能特点

1.实时测定和显示环境变化多参数信息

可在线24小时连续采集和记录监测点位的温度、湿度、风速、二氧化碳浓度、光照强度、供电电压电流等参数情况，实时显示存储监测信息，并可显示出各历史测量参数变化曲线，设置合理的系统参数值。

监测点位可扩充多达上千个点。

2.多种形式的报警功能，适合不同场合需要

可设定各监控点位的温湿度报警限值，当出现数据异常时可自动发出报警信号,并根据系统设定的控制方式触发相应自动控制动作。

报警方式有现场多媒体声光报警、网络客户端报警、电话语音报警及手机短信息报警等，并可在不同的时刻通知不同的值班人员。

3.视频监控系统

利用视频网络技术实现对生产环境的图像监控以及植物叶片等的生长图像的实时采集。

4.远程管理管理/故障诊断

远程通过internet网络监测相关信息（环境信息与管理信息），同时可以参与设备控制。

利用手机短信或信件形式定制查看相关信息。

5.系统设计时预留有接口，扩展性强

在系统设计时预留有相应的接口，可以随时增加监测项目，如增加部分温度测试端口、湿度测试端口等，甚至大规模增加测试探头，系统的改进也可以在很短的时间内完成。

6.友好的控制软件系统

全B/S软件管理，温室模型与真实温室相对应，可以更直观地控制各系统，通过调节所需要的环境参数，软件会启动相应的设备实现用户设定的环境要求。

自动分析整理室内外环境因子数据，以图表形式得出分析结果。

三．系统拓扑示意图

1.温室环境监测连接示意图

WEMS无线环境监测管理系统主要由三部分组成：

温室环境参数采集系统、自动控制系统、视频监控系统。

2.集群温室环境监测系统示意图

四．WEMS软件功能模块

1.系统管理软件

主要功能：

提供设备信息管理、报警信息管理、知识库管理等信息

2.后台服务软件

主要功能：

负责环境因子的采集和控制。

3.报警信息管理软件

主要功能：

对采集到的环境因子和知识库进行分析，对异常信息使用多种方式进行报警。

五．相关设备

第二章分支系统介绍

一、环境参数采集系统

每一栋温室配置一套无线综合采集器，各类温湿度、光照等无线传感器通过WSN无线传感网组成一个智能无线网络，多个温室群将各自环境参数适时上传给上位控制主机。

二、自动控制系统

系统根据环境参数采集系统获取的数据，以及各类生长物适宜环境参数，驱动各类监控仪和湿帘降温系统、通风系统等构成整个自动化控制网络。

1、温度控制

■自动降温原理：

夏季采用自然和强制通风降温的方式进行降温。

由监控仪根据目标温度与实际室温的偏差以及室温的变化率进行模糊计算。

先开启顶开窗系统进行自然通风调整温室内的温度，经过时间判断后，如果温度值还不能降低，再开启侧窗系统。

如自然通风不能降低温室内的温度值，则由电脑关闭自然通风，采用强制通风的方式来控制室内湿度。

强制通风原理：

通过延时计算关闭天窗，其次关闭侧窗。

开启湿帘外翻窗，然后开启风机，进行温度判断，如果温度还下不来，则开启湿帘水泵，如温度还降不下来，则计算机会开启温度过高报警，提示用户需增加降温设备。

说明：

上面所有的控制过程都配有延时和稳定判断时间和动作稳定时间，以保证温室设备不频繁进行开启关闭动作。

更好的保护温室。

在进行温度自动控制过程中，我们做到了绝不漏掉任何一个细节，以保证在降温的过程中，温室内的所有设备都能高效的为温室工作。

■自动升温原理：

冬季采用暖气加温或地源热泵中央空调系统的方式，由监控仪根据目标温度与实际室温的偏差以及室温的变化率进行模糊计算，通过调节暖气恒温阀的开合度来控制室内温度。

2、通风控制

自动控制原理：

由室内传感器采集温室内部的上、中、下三部温度值来进行模糊计算出温室内的温差值，如果温差值过大，则自动开启循环风机。

同时采集温室内的湿度值，如果湿度值偏差过大，也自动开启循环风机，以平衡温室内的湿度偏差值。

手动控制：

新风换气机可由电脑操作人员通过控制进行人工操作，也可以进行定时通风来达到通风换气的目的。

3、外遮阳控制保护

自动控制原理：

在光照较高时，计算机通过室外气象站系统采集的高灵敏度光照值，与计算机设定的控制目标进行对比，如高于计算机设定目标值，则自动展开外拉幕，进行遮光。

如低于计算机设定目标值，则自动收拢外拉幕定时控制原理：

可以由监控仪定时进行遮阳，也可以由工作人员通过监控仪操作。

4、补光控制。

自动控制原理：

计算机通过室内数据采集器传回来的高灵敏度的光照值，与设定目标值进行对比，如高于设定目标值，则自动关闭补光灯。

如低于设定目标值，则自动打开补光灯。

同时，内部有一个光照累积时间的设置值，如累积时间不够的话，则补光灯会在选定时间打开补光灯，进行补光。

定时控制：

可通过10组定时器，来设置不同时间，开启补光灯，开多长时间。

LED补光灯：

不同波长的光线对于植物光合作用的影响是不同的，植物光合作用需要的光线，波长在400~720nm左右。

400~520nm（蓝色）的光线以及610~720nm（红色）对于光合作用贡献最大。

520~610nm（绿色）的光线，被植物色素吸收的比率很低。

LED补光灯根据植物光合作用选择光性的生长机理，采用LED做光源，按照科学的RB配比进行混色，人工合成植物生长所必需的光，光谱纯，光谱集中在440-450，650-660。

跟普通植物灯相比优势明显，普通植物灯会辐射出对植物生长无用的紫外光跟红外光，浪费大量电能，而LED植物生长灯采用电致发光机理，在同等光强的条件下，LED植物生长灯要比普通的植物生长灯节电80%以上。

普通植物灯的寿命一般只有1000-5000小时，而LE补光灯的寿命能达30000-50000小时，长效，节能，光能利用率高，不产生对植物生长无效的光。

5、灌溉控制

自动控制原理：

计算机内部有一套根据土壤湿度传感器采集的值，与设定目标值进行对比，如高于设定目标值，则自动关闭灌溉阀门。

如低于设定目标值，则自动打开灌溉阀门。

定时控制：

轮灌方式，可设定在某个时间段，进行灌溉的方式，可每个小时，灌溉一次，同时也可设定灌溉的次数。

有效的保护了水泵，同时也使土壤更好的吸收水分。

6、喷雾控制

自动控制原理：

计算机内部有一套根据室内湿度传感器的值，与设定目标值进行对比，如高于设定目标值，则自动关闭喷雾阀门。

如低于设定目标值，则自动打开喷雾阀门。

定时控制：

轮灌方式，可设定在某个时间段，进行灌溉的方式，可每个小时，灌溉一次，同时也可设定灌溉的次数。

有效的保护了水泵，同时也使土壤更好的吸收水分。

7、温室自动化控制管理系统软件

主要功能：

1、系统参数设置：

修改、存储PC机及温室环境监控仪及室外气象站中所有的运行参数及控制、报警条件参数。

包括调整各设备内部时钟、数据测量及存储间隔、设备运行状态和性能参数、设定温室内部的目标温度、湿度、光照强度及二氧化碳浓度值等。

2、数据记录存储：

每间隔一定的时间就自动将各智能温室监控仪中的测量数据导入PC机中，同时对这些数据进行格式调整、组合及汇总、并存入数据库文件中以备进行进一步的数据处理。

3、数据查询打印：

用户可以设定任意时间间隔（从一分钟到数年）对任意一组数据进行各种限定条件下的测量数据、设备状态及报警信息的查询、统计、分析、汇总，并以曲线和报表等多种形式显示或打印出来。

三、视频监控系统

主要功能：

1）温室安防、生产

无人值班温室安全、防盗、生产状态监视。

2）关键设备的图像监视

对温室自动控制室、关键性设备运行状态及报警信息，进行图像监控。

3）远程图像监视

视频监控系统接入公网后，客户可以通过远程视频，查看企业生产产品及生产状态。

农业专家可以通过远程视频及相关历史环境参数，进行指导科学生产。

第三章工程案例

1、江都小纪超大集团

2、南京蔬菜研究所

3、连云港恒巨兰业

4、东海北沟鲜切花基地

5、江苏省农林厅花卉实验基地

6、其余：

宿迁、新沂、灌南相关农业企业

第四章系统安装调试方案

1.工程安排和主要内容

1）成立项目小组

2）用户需求分析和调研确认

3）根据要求制定具体实施方案

4）设备采购、生产

5）设备的安装、调试

6）进行网络系统连接

7）整体工程竣工验收

2.工程项目安排流程

3.安装实施过程

本工程的施工场地为客户智能温室，我们将在安装前尽早向客户提出施工组织计划、拟占用工作区域的范围，与客户协商安排占有权与出入工作区域的通道。

第五章质保与售后服务

1.免费质保期

免费质保期：

完全响应、承诺招标要求，具体如下：

1.系统硬件：

自整个系统验收合格之日起，免费质保一年。

2.免费质保期将不包括人为损坏和不可抗拒因素。

2.质保期满后的维修费用

总费用由零配件当时的市场价格和人员费用组成。

3.服务响应时间、完成维修时间

1）服务响应时间：

在接到客户方的服务电话、传真、邮件后2小时响应。

2）完成维修时间：

在接到客户方的服务电话、传真、邮件后24小时内解决维修要求。

4.培训服务

需要对客户方有关的技术人员进行技术培训、管理方面培训，系统安全防范措施培训，我公司能够为客户提供全方位的培训服务。