基本信息
- 项目名称：
- 智能化温室控制系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本智能化温室控制系统能够根据农作物在不同生长发育阶段以及不同时间段内对温室环境的需要自动提供最佳生长环境。本系统采用了无线传感器网络节点，具有自组网能力，同时通过成熟的GSM网络技术实现了对温室群的远程控制。 本系统具有控制精准、功耗低、体积小、监控范围大、成本低等特点。
- 详细介绍：
- 本系统采用先进的计算机技术、微处理器控制技术以及智能传感数据采集技术，由一台PC机与多个微处理控制器装置组成主从式分布结构。下位机采用性价比高的单片微处理器ATmegal16L，实现对温室环境参数的采集和控制。上位机采用PC机，主要用于对环境参数的显示、管理及设置等功能。本系统的数据传输采用了无线传感器网络和GSM网络。并利用VB6.0面向对象编程技术和Access数据库软件，开发出了友好的人机交互界面。通过深入分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影响，采用模糊控制和农业专家系统知识相结合的方法，设计和实现温室模糊控制器，以实现对温室内温度、湿度和光照参数的模糊检测与控制。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：响应国家农业部号召，进一步改善我国目前温室控制系统在软件和硬件上的不足，不断加强我国设施农业建设。 基本思路：本系统由一台PC机与多个微处理控制器装置组成主从式分布结构。下位机采用性价比高的单片微处理器ATmegal16L，实现对温室环境参数的采集和控制。上位机采用PC机，主要用于对环境参数的显示、管理及设置等功能。本系统的数据传输采用了无线传感器网络和GSM网络。并利用VB6.0面向对象编程技术和Access数据库软件，开发出了友好的人机交互界面。通过深入分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影响，采用模糊控制和农业专家系统知识相结合的方法，设计和实现温室模糊控制器，从而对温室内温度、湿度和光照参数的进行模糊检测与控制。 创新点： 1）实现了对温室群的控制与管理。 2）系统中设置了温度传感器网络节点，具有自组网能力，摆脱了传统温室采用485总线以及CAN总线等有线方式与计算机通讯的距离困扰，并利用成熟的GSM网络技术，实现对温室群的远程控制。 3）充分结合农业专家系统知识，实现了对温室环境的科学有效调控，满足了农作物在不同生长发育阶段以及不同时间段内对温室环境的要求。 技术关键： 1）无线自组网技术； 2）单片微处理器控制技术； 3）GSM/GPRS远程控制技术。 主要技术指标：控制精度、传感器精度、响应时间、无线传感器组网距离、系统功耗等。
科学性、先进性
- 本智能化温室控制系统将农业专家系统与自动控制技术有机结合，依据农作物在不同生长阶段对环境参数的要求不同，对温室环境进行实时监控。本系统的数据传输采用了无线传感器网络，彻底摆脱了传统温室控制系统中利用485总线以及CAN总线等有线方式与计算机的通讯距离困扰，同时通过成熟的GSM网络实现了对温室群的远程控制。
获奖情况及鉴定结果
- 2009年4月2日，荣获由本校团委举办的第三届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛一等奖。 2009年6月6日，荣获由团省委、教育厅、省科协、省学联联合主办，某校承办，某集团协办的第三届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛一等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 1、一次性买断：200万元。国内种植者，其专利转让费可适当优惠。2、欢迎投资、融资或股份合作。
作品可展示的形式
- 模型、现场演示、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点和优势： 本系统可依据农作物的生长规律为其提供生长所需的最佳环境条件，具有控制精准、功耗低、体积小、监控范围大、成本低等优点。 应用场合和推广前景： 本系统除了可以用来控制温室环境外，还可广泛应用于医院、养殖孵化厂等对环境要求高的场合，同时，本系统经过相应的改造之后，还可应用于智能楼宇、汽车安防等领域。由于本系统具有成本低、性能可靠、操作方便特点，具有广阔的市场前景。
同类课题研究水平概述
- 1、国外状况 发达国家大力发展集约化温室产业，温室内温度、光照等实现了计算机调控。环境控制计算机主要用来对温室环境进行监测和控制。温室专家系统的应用提高了决策水平，减轻了技术管理工作量，为种植带来了方便。 荷兰开发的温室计算机控制系统通过人机交互界面进行参数设置和必要的信息显示，并能直接对计算机串行口进行操作，完成上位机与下位机之间的通信。上位机软件集参数设置、信息显示等功能于一体，同时还能很好地完成温室灌溉和气候的控制和管理。 此外，遥测技术、网络技术、控制局域网等技术已逐渐应用于温室的控制与管理中。 2、国内状况 90年代中后期，江苏理工大学毛罕平等人研制开发了温室软硬件控制系统，能对营养液系统、温度、光照等进行综合控制。“九五”期间，国家科技攻关项目和国家自然科学基金均首次增设了工厂化农业(设施农业)研究项目，并直接设置了“智能型连栋塑料温室结构及调控设施的优化设计及实施”的专题。 20世纪90年代末，河北职业技术师范学院闫忠文研制了作物大棚温湿度测量系统，能对大棚内温湿度进行实时测量与控制。中科院合肥智能机械研究所研制了“农业专家系统开发环境—DET系列软件”和智能温室自动控制系统，能够有效提高作物产量、减小人工操作的盲目性。北京农业大学研制成功“WJG-1”温室环境监控计算机管理系统，采用了分布式控制系统。河南省农科院自动化控制中心研制了“GCS—I型智能化温室自动控制系统”，采用上位机加PLC的集散式控制方法，软件采用智能化模糊算法。中国农业大学设计研制的“山东省济宁大型育苗温室计算机分布式控制系统”，实现了计算机分布式控制。 3、我国温室存在的主要问题 1) 我国现有的温室控制系统仍以控制一个温室为主，缺乏基于温室群的控制系统，降低了生产管理的效率。 2) 温室控制系统的通信仍然采用485总线以及CAN总线等有线方式。不仅使温室内信号线和动力线错综复杂，而且导致系统可靠性降低，安装维护工作量大，也不利于农业机器人等移动设备的作业，难以达到温室生产的“工厂化农业”水平。 3）缺少基于农业专家知识的上位机管理系统。我国传统温室控制系统中一些上位机只限于存储采集的历史数据。
