二氧化碳氣體檢測儀在農(nóng)業(yè)大棚的應(yīng)用
一、基本情況：
近年來，農(nóng)業(yè)溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來極大的便利，得到了迅速的推廣和應(yīng)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(tǒng)的人工控制方式難以達到科學合理種植的要求，目前國內(nèi)可以實現(xiàn)上述環(huán)境因子自動監(jiān)控的系統(tǒng)還不多見，而引進國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統(tǒng)價格昂貴，不適合國情。
針對目前農(nóng)業(yè)溫室大棚發(fā)展的趨勢，提出了一種大棚遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。根據(jù)大棚監(jiān)控的特殊性，需要傳輸大棚現(xiàn)場參數(shù)給管理者，并把管理者的命令下發(fā)到現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備，同時又要使上級部門可隨時通過互連網(wǎng)或者手機信息了解區(qū)域大棚的實時狀況。基于GPRS的農(nóng)業(yè)溫室大棚智能監(jiān)控管理系統(tǒng)使這些成為可能。
為保證出苗后有相應(yīng)數(shù)量的二氧化碳CO2供應(yīng)幼苗生長，地上豐產(chǎn)系統(tǒng)建造與二氧化碳CO2貯備應(yīng)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(yīng)也無法彌補嚴重苗期造成的產(chǎn)量損失。根據(jù)我們多年研究結(jié)果，幾種大棚作物不同生育期對二氧化碳CO2濃度的需求詳見下表：（通過二氧化碳氣體檢測儀監(jiān)測結(jié)果）
品種 苗期（ppm） 開花期（ppm） 結(jié)果期（ppm） 結(jié)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(tǒng)方案：
2.1、系統(tǒng)概述：
農(nóng)業(yè)溫室大棚無線監(jiān)控管理系統(tǒng)集傳感器、自動化控制、通訊、計算等技術(shù)于一體，通過用戶自定儀作物生長所需的適宜環(huán)境參數(shù)，搭建溫室智能化軟硬件平臺，實現(xiàn)對溫室中溫度、濕度、光照、二氧化碳等因子的自動監(jiān)測和控制。
本系統(tǒng)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(yīng)不同生物生長繁育的需要，它由智能監(jiān)控單元組成，按照預(yù)設(shè)參數(shù)，**的測量溫室的氣候、土壤參數(shù)等，并利用手動、自動兩種方式啟動或關(guān)閉不同的執(zhí)行結(jié)構(gòu)（遮陽幕、濕簾水泵及風機、通風系統(tǒng)等），程序所需的數(shù)據(jù)都是通過各類傳感器實時采集的。
該系統(tǒng)的使用，可以為植物提供一個理想的生長環(huán)境，并能起到減輕人的勞動強度、提高設(shè)備利用率、改善溫室氣候、減少病蟲害、增加作物產(chǎn)量等作用。
2.2、系統(tǒng)組成：
2.21、數(shù)據(jù)管理層（監(jiān)控中心）：
硬件主要包括：工作站電腦、服務(wù)器（電信、移動或聯(lián)通固定IP專線或者動態(tài)ip域名方式）；
軟件主要包括：操作系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)中心軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、農(nóng)業(yè)溫室大棚智能監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件平臺（采用B/S結(jié)構(gòu)，可以支持在廣域網(wǎng)進行瀏覽查看）、 防火墻軟件；
d2.22、數(shù)據(jù)傳輸層（數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)）：
采用移動公司的GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，系統(tǒng)無需布線構(gòu)建簡單、快捷、穩(wěn)定；
移動GPRS無線組網(wǎng)模式具有：數(shù)據(jù)傳輸速率高、信號覆蓋范圍廣、實時性強、安全性高、運行成本低、維護成本低等特點；
2.23、數(shù)據(jù)采集層（前端硬件設(shè)備）：
遠程測控成套設(shè)備：測控終端；
傳感計量設(shè)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、遮陽幕、濕簾風機等；
2.3、系統(tǒng)拓撲圖：
三、系統(tǒng)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小；
03、存儲功能：
溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度信息、實時數(shù)據(jù)、事件記錄、操作記錄存入數(shù)據(jù)庫；
04、查詢功能：
溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度信息、歷史紀錄、歷史曲線、事件記錄、操作記錄、歷史報表；
05、統(tǒng)計功能：
報表功能：日報、月報、年報；
曲線功能：日曲線、月曲線、年曲線；
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、事件記錄、操作記錄、報表；
07、安全功能：
密碼功能：進入系統(tǒng)必須輸入密碼；
權(quán)限功能：不同的操作員具有不同的功能；
用戶切換：不同的操作員交接時可以在系統(tǒng)切換；
08、擴展功能：
溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度數(shù)量：用戶可以添加或刪除站點。
遠程控制：在加濕簾水泵和風機的情況下可輸出遠程控制濕簾水泵和風機的開啟；
09、設(shè)置功能：
站點信息錄入、修改；
采集周期設(shè)置、修改；
10、遠程維護功能：
遠程設(shè)置站點（溫濕度、光照、二氧化碳、土壤濕度）工作參數(shù)；
四、系統(tǒng)特點：
01、實用性：農(nóng)業(yè)溫室大棚站點地理位置分散，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，可確保網(wǎng)絡(luò)的正常運行；
02、實時性：采用*新的通信和軟硬件技術(shù)，建立了清晰和合理的系統(tǒng)架構(gòu)，可以實現(xiàn)多線程的遠程并發(fā)通信，在幾秒時間內(nèi)，可以讓成百上千臺的測控終端實時傳送到監(jiān)控中心進行集中監(jiān)視和遠程調(diào)度，實現(xiàn)故障信息的及時報警；
03、可擴充性：系統(tǒng)預(yù)留接口，可以進行系統(tǒng)或軟硬件模塊的無限擴展，便于長期的升級和維護，延長系統(tǒng)的壽命，通過更新部件，能讓系統(tǒng)一直存在下去，而不至于整個系統(tǒng)癱瘓，造成大量的投資損失；
04、易維護性：系統(tǒng)可對測控終端執(zhí)行相應(yīng)的遠程操作命令，包括遠程參數(shù)設(shè)置，遠程控制、遠程數(shù)據(jù)抄收、遠程終端復(fù)位、遠程測控終端升級等；
05、操作簡易性：系統(tǒng)軟件功能完善，模塊化、圖形化設(shè)計，全過程全中文幫助，操作簡單方便；
五、適用范圍：
01、農(nóng)業(yè)、園藝、畜牧業(yè)等領(lǐng)域。
02、食品、電子生產(chǎn)車間、藥房、冰箱、冷庫、庫房、機房、實驗室、工業(yè)暖通、圖書館、檔案室、博物館、孵房、溫室大棚、**、糧庫、醫(yī)院等需要環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。
