Glas-Gewächshaus - Überwachungssystem: Intelligente Anlagen-Lösungen für die Landwirtschaft

Zusammenfassung

In diesem Artikel wird die technische Architektur und die Funktion des intelligenten Glas-Gewächshaus - Überwachungssystems systematisch beschrieben. Das System integriert acht Subsysteme wie Umweltüberwachung, Bodenfeuchtigkeit, Sonnenschattenluftung, Nassvorhang-Abkühlung, Wasser-Dünger - Integration, Beleuchtung-Regulierung, CO2 - Management, Videoüberwachung und andere, durch Multi-Protokoll - Kommunikationsnetzwerk und Edge-Computing - Technologie, um die präzise Wahrnehmung der Gewächshausumgebung, intelligente Entscheidungsfindung und Automatisierungssteuerung zu erreichen. Unterstützt Mobile-APP, PC-Plattform, Monitoring-Großbildschirm, LED-Display und andere Multi-Terminal - Management-Schnittstelle, unterstützt die Fernsteuerung und die Doppel-Sicherheit der manuellen vor Ort, bietet für die moderne Landwirtschaft replizierbare, verbreiteten Fabrik-Anbaumodus, erheblich die Qualität der landwirtschaftlichen Produkte und wirtschaftliche Vorteile zu verbessern.

I. Entwicklung und Anwendung des Gewächshauses von Glas

Mit der kontinuierlichen Förderung des Aufbaus der landwirtschaftlichen Infrastruktur und der Zunahme der staatlichen Investitionen in die effiziente Anbaubranche wird das intelligente Glas-Gewächshaus in der landwirtschaftlichen Produktionsbasis und Demonstrationspark weit verbreitet. Glas Gewächshaus hatschönes Aussehen, hohe Qualitätvisuelle Vorteile, das volle Stahlrahmen-Konstruktionsdesign, starke Widerstandsfähigkeit,Lebensdauer bis zu mehr als 25 Jahre. Sein interner Betriebsraum ist groß, unterstützt das Layout des großen Gebäudes, eignet sich für die Durchführung von Fabriken und groß angelegten Produktionsbetrieben und kann vollautomatisierte Management - und Überwachungservice erreichen.

Unterschiede zwischen Nord-Südregionen:Die nördliche Regionwird hauptsächlich als Gewächshaus für die Züchtung von Sämlingen, Bodenlosen Anbau, High-End - Arzneimittel-Anbau, Blumenzucht, Ökologie-Restaurant und Tourismus-Komplex verwendet;Die südliche RegionEs wird das ganze Jahr über als Gewächshaus für Obst und Gemüse verwendet. Die hohe Lichtdurchlässigkeit des Glas-Gewächshauses bietet ausreichend Licht für das Pflanzenwachstum, bringt aber auch Herausforderungen der Sommerüberhitzung, Winter-Wärme - Isolierung, dringend ein intelligentes Überwachungssystem erforderlich, um eine präzise Umweltkontrolle zu erreichen.

II. Gesamtsystemarchitektur und unterstützende Ausrüstung

Das intelligente Glas-Gewächshaus - Überwachungssystem verwendetSchicht verteilte Architektur.Neun Funktionsmodule:Gewächshaus-Umgebung - Überwachungssystem, Bodenfeuchtigkeit - Überwachungssystem, Sonnenschutz-System, Lüftungsmanagement-System, nasse Vorhang-Kühlung - System, Wasser-Dünger - Integration-System, Lichtsupplemment-System, CO2 - Regulierung-System, Videoüberwachung-System。

Kern-Set - Ausrüstung umfasst:

• Umweltüberwachung-Sensor: Sensoren für Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtung, CO2 - Konzentration (unterstützt kabellose LORA-Kommunikation 485)
• Bodensensor: Bodentemperatur, pH, EC-Sensoren, verteilte Multipoint-Bereitstellung
• Ausführungsorgane: Innen - und Außenschirmmotor, oberen / seitlichen Lüftungsfenster, Nassvorhang-Wasserpumpe, Ventilator, Wasser-Dünger - All-in - One-Gerät, Ergänzungslicht, CO2 - Generator
• Steuerungskern: Internet der Dinge intelligente Überwachungsschrank, integrierte PLC-Logik - Controller und Rande-Rechner - Modul
• Display-Terminal: Mobiltelefon-APP, PC-Monitoring - Plattform, Monitoring-Center - Bildschirm, LED-Anzeige vor Ort

Das System realisiert die Datenergregation und die Ausgabe von Strategien über die Junying Agricultural Cloud-Plattform, maximiert den Grad der Mechanisierung und Intelligenz, realisiert die Reproduzierbarkeit des landwirtschaftlichen Produktionsprozesses und baut ein industrialisiertes Wirtschaftsmodell auf.

Karte Empfehlungen: Systemarchitekturdiagramm. In der Mitte ist das 3D-Modell des Kernglas-Gewächshauses, das neun Subsystem-Symbole rund um das Radial verbindet, wobei jedes Subsystem die Schlüsselgeräte kennzeichnet. Unten ist der "intelligente Monitoring-Schrank", oben ist die "Cloud-Plattform" über 4G / 5G / WiFi verbunden. Das Ganze ist eine Sterntopologie mit dem Hintergrund eines modernen landwirtschaftlichen Parks.

Detaillierte Erläuterung des Umweltüberwachungssystems

Die Überwachung der Gewächshausumgebung verwendetindustriellen IoT-Sensor, die wichtigsten Indikatoren umfassen:

• Temperaturbereich: -40 °C ~ 80 °C, Genauigkeit ± 0,5 °C
• Luftfeuchtigkeitbereich: 0 ~ 100% RH, Genauigkeit ± 3%
• Beleuchtungsintensität: 0 - 200000Lux, Genauigkeit ± 5%
• CO2 - Konzentration: 0 - 5000ppm, Genauigkeit ± 50ppm

Sensoren sind in den Überwachungsbereichen des Gewächshauses verteilt, kommunizieren mit dem Monitoring-Schrank über drahtlose oder RS485 - Kabel, Daten in Echtzeit an die Cloud-Plattform übertragen.Aktualisierungsfrequenz von 3 Sekunden / Mal, Speicherfrequenz von 1 Minute / MalEine umfassende Umweltdatenbank zu erstellen.

Systemunterstützung35 Punkte gleichzeitig überwachtAbdecken Sie verschiedene Höhen (Dronze, Mittelschicht, Boden) und Positionen (Süd, Norden, Zentral) und bieten Datenunterstützung für die raffinierte Zonierung.

IV. Überwachung der Bodenfeuchtigkeit und Verbindung von Dünger und Wasser

Die Überwachung der Bodenfeuchtigkeit ist die Kerngrundlage für präzise Bewässerung, Systemkonfigurationdrei Sensoren：

1. Bodentemperatur-Feuchtigkeit - Sensor: Überwachung des Wassergehalts der Ackerbauschicht, Verhinderung von Dürre oder Wasserversorgung
2. Boden-PH - SensorÜberwachen des Säuregehalts, Anleitung für die Anpassung des Düngerverhältnisses
3. 土壤EC传感器：监测电导率，反映盐分含量与肥力状况

传感器按每500㎡部署1套的标准分布，数据通过水肥一体机实现联动：

• Wenn die Bodenfeuchtigkeit unter einem festgelegten Schwellenwert (z. B. 40%) liegt, öffnen Sie automatisch die Bewässerung mit dem Solenoidventil
• Wenn der pH / EC-Wert von den geeigneten Grenzen für die Pflanze abweicht, passt das Düngerverhältnis automatisch an
• UnterstütztKreislaufbewässerungModus, um eine einzige Überbewässerung zu vermeiden

System realisiertAll-Water - ununterbrochenen ÜberwachungDie Daten werden über GPRS / 4G in die Datenbank des Überwachungszentrums übertragen, um eine wissenschaftliche Grundlage für den Schutz und die Verbesserung der Bodenqualität zu bieten.

V. Sonnen - und Lüftungsmanagementsystem

Schattensystemist der Schlüssel zur Abkühlung im Sommer in Glasgewächshaus:

• Außenschatten: Verwendung von schwarzem Sonnenschutznetz, kann 70 - 85% der Sonnenstrahlung blockieren, die Innenraumtemperatur von 3 - 5 ° C reduzieren
• Innenschatten: Verwenden von Aluminiumfolie Reflektorvorhang, Reflektion von Infrarotstrahlen in der Nacht im Winter, reduzieren Wärmeverlust, Energieeinsparung von mehr als 30%

System gemäßAußenlicht-Sensor与Raumtemperatur-FeuchtigkeitAutomatische Steuerung:

• Sommerlicht > 50000Lux und Temperatur > 30 ° C Automatische Auswahl
• Automatische Schließung und Isolierung in der Nacht im Winter, Anpassung des Öffnungsgrades tagsüber je nach Lichtbedarf
• UnterstütztWinter-Sommer - ZeitmodusVoll automatisiert

LüftungsmanagementsystemumfasstFenster, Seitenfenster:

• natürliche Lüftung: Nutzung des thermischen Druckdifferenzprinzips, öffnen Sie das oberste Fenster heiße Luft ab, ergänzen Sie das Seitenfenster mit frischer Luft
• Zwangslüftung: mit dem Nassvorhang-System, Ventilator-Negativdruck - Entlüftung, schnelle Luftwechsel

SystemunterstützungAutomatisches Schließen der Fenster an Regentagen、Wind wird automatisch gesperrt.Schutz der Gewächshausstruktur.

Sechs, nasser Vorhang Kühlung und Wasser-Dünger - Integrationssystem

Nasser Vorhang Kühlung SystemNutzung des Wasserdampfungs-Wärmeabsorption Prinzip, ist eine hocheffiziente Kühlung im Sommer:

• Arbeitsprinzip: Wasserpumpe Wasser an die Oberseite des nassen Vorhangs, Wasser entlang der gewellten Faseroberfläche abwärts strömt, Ventilator Negativdruck Abluft, heiße Luft durch den nassen Vorhang durchläuft Wasser Verdunstung Wärme Absorption, Abkühlung Effizienz bis zu 70 - 80%
• Verbindungsteuerung：当温度>35℃且湿度<70%时自动启动，温度降至28℃自动停止
• Energiesparvorteil: Im Vergleich zur Klimaanlage Kühlung, reduziert der Energieverbrauch über 80%

Integriertes Wasser - und Düngemittel-SystemVerwirklichung präzises Wasser - und Düngemittel-Management:

• Präzises Verhältnis: Automatische Bereitstellung von Nitrogenium-Nitrogen - Verhältnissen
• entsprechend dem Boden-EC / pH-Wert und dem Wachstumsstadium der Pflanzen: Unterstützung von mehreren Bewässerungsmodi nach Zeit, nach Durchfluss, nach Fläche
• Kreislauffiltration: Konfiguration von Sandfilter und Netzfilter, Verstopfung von Tropfbewässerungsband

SystemunterstützungManuelle Taste, Touchscreen, Remote-APPDrei Steuerungsarten sorgen für Flexibilität und Notfallfähigkeit.

VII. Beleuchtung und CO2 - Regulierungssystem

Ergänzendes LichtsystemErtragsgarantie für unterleuchtete Jahreszeiten:

• Lichtquelle Auswahl: LED-Pflanzenwachstumslampen (Rot-Blau - Spektrum-Verhältnis einstellbar), Energieeinsparung von mehr als 60%
• Intelligente Steuerung: Automatisches Schalten des Lichtlichtsensors und der Pflanzenphotozyklus-Anforderungen
• Zeitspanneinstellung: Zusätzliche Beleuchtungsdauer vor Sonnenaufgang und nach Sonnenuntergang können eingestellt werden, unterstützt die Photozyklus-Regulierung

CO2 - RegulierungssystemVerbesserung der Photosyntheseffizienz:

• Konzentrationsziel: Aufrechterhaltung von 800 - 1200ppm, kann die Photosynthese-Rate 30 - 50% erhöhen
• Regulierungsmethode: CO2 - Generator oder Zylinder-Gasversorgung, Verknüpfung mit Belüftungssystem Vermeidung von Abfall
• Sicherheit: Wenn die Konzentration > 2000 ppm automatisch Alarm und Starten der Zwangslüftung

Beide Systeme arbeiten zusammen,Regentag automatische Beleuchtung + Erhöhung von CO2Sicherstellung des nachhaltigen und effizienten Wachstums der Pflanzen.

VIII. Videoüberwachung und Multi-End - Display-System

VideoüberwachungssystemProduktion visualisieren:

• Kamera-Bereitstellung: Eingänge, kritische Ausrüstungsbereiche, Pflanzen wachsende Bereiche vollständig abdecken
• MarkenkompatibelUnterstützt Hikvision, Fluorite Cloud Mainstream-Webcam - Zugang
• Funktionsfusion: Auf der Überwachungsschnittstelle zeigt das Video und die Umgebungsdaten auf dem Bildschirm, um die Doppel-Authentifizierung von "Daten + Video" zu realisieren

Überwachung Anzeige-Mode vielfältig：

1. Mobiltelefon-APP: Fernüberwachung jederzeit und überall, Unterstützung für mehrere Kontenverwaltung, flexible Berechtigungszuweisung
2. PC-Monitoring - Plattform: WEB - End für das Überwachungszentrum geeignet, kann ein großer Bildschirm, reduziert die Interaktion, gute Demonstrationseffekte
3. Überwachungszentrum.: Echtzeit-Daten und Videobild klar zu sehen, geeignet für die Park-Ebene zentralisierte Verwaltung
4. LED-Display: Gewächshaus außen oder im Inneren hohen Aufhängen, Staub und Regen, Demonstration Anzeige-Effekt ist gut

Alle EnddatenMulti-End synchron aktualisierenKonsistenz der Informationen zu gewährleisten.

9. Doppelte Sicherung der Fernsteuerung und der manuellen Sicherung vor Ort

System zur Verfügung gestellteinen dreistufigen Steuerungsmodusfür Zuverlässigkeit und Flexibilität:

1. Fernbedienung: Über die Mobile-App oder die Computerüberwachungsplattform in Echtzeit die Umgebungsdaten anzeigen, manuell steuern Ventilator, Nassvorhang, Dachfenster, Pumpe und andere Geräte. UnterstütztBatchsteuerung与Timed TaskEinstellungen, um die Verwaltungskosten zu senken.

2. Manuelle Steuerung vor Ort: Beibehaltung traditioneller manueller Steuerungsmethoden, um Notfallmanagement und Patrouillen zu erleichtern. Intelligente Überwachungsschränke bieten:

• 8 - Zoll-Konfigurationsbildschirm - Touch-Bedienung: Grafikoberfläche, Ein-Klick - Bedienung
• Manuelle Tasten-Bedienung: physikalische Schalter, um eine zuverlässige Steuerung in extremen Fällen zu gewährleisten
  Der Kontrollbereich deckt alle gesteuerten Geräte ab: Ventile, Pumpen, Oberlichte, Nassvorhänge, Rollenladen, Ventilator, Beleuchtung usw.

3. Automatische Steuerung des Prozesses: Das System basiert auf der Anleitung des Kulturpflanzungsprozesses und basiert auf der intelligenten Autokontrolle von PLC und der Internet-of - Things-Plattform, um die unbemannten automatischen Regulierung der gesamten Wachstumsphase zu realisierenUnbemannte automatische SteuerungDie Steuerungsstrategien umfassen:

• Zeit-Trigger: Festlegung des Saisonsmodus pro Pflanzenwachstumszyklus
• Schwellenwert-Trigger: Sensordatenüberschreiten automatische Antwort
• KombinationslogikMehr bedingte Urteile für komplexe Prozesse

X. Kernfunktionen des Cloud-Plattform - Managements

1. Konfigurations-Szenario - PräsentationDie Plattform zeigt dynamisch jede Linie des Düngerprozesses durch eine tatsächliche Szene, kombiniert mit Daten und Animation, lebendig und real. Benutzer können Prozessdiagramme anpassen, Layouts hochladen, um "digitale Zwillinge" zu realisieren

2. Analyse der DatensätzeAlle Umgebungsparameter und Ausrüstungsstatus-Daten werden drei Jahre lang automatisch gespeichert, die Kurve kann vergrößert und verkleinert werden, unterstützt die Minutenabfrage und bietet Datenunterstützung für die Prozessverbesserung.

3. Datenberichte exportieren: Unterstützt tägliche / wöchentliche / monatliche Berichte, können im Excel-Format exportiert werden, um einfache Archivierung und Analyse zu ermöglichen.

4. Zentrale Überwachung von GerätenDie GIS-Karte zeigt alle Gewächshaus-Positionen und - Zustände an, unterstützt den Eintritt in die Überwachungsoberfläche des einzelnen Schuppen mit einem Knopfdruck, um ein zentralisiertes Management auf Hunderte von Schuppen zu erreichen.

5. Intelligente AlarmmeldungBei Überschreitung der Umgebungsparameter, Ausfall der Geräte und Kommunikationsunterbrechung informieren Sie den Administrator aktiv über APP-Push, WeChat öffentliche Konten, Überwachungsplattform-Sprache und andere Methoden, um mehrstufige Alarme und Verantwortliche zu verteilen.

6. Benutzerrechte verwaltenUnterstützt "One-to - Many-Management" (ein Benutzer verwaltet mehrere Gewächshaus), "Multi-to - One-Kooperation" (Mehrbenutzer verwaltet ein Gewächshaus), bietet Administrator, Bediener, Beobachter drei Berechtigungen, eine klare Aufteilung der Verantwortung.

XI. Digitale Produktionsmodelle und Prozessreproduzierbarkeit

Das Kernziel des Systems ist:Erzeugung von Dokumenten für den Anbau von Kulturpflanzen, um eine großangelegte Replikation zu realisieren:

1. Datenerfassung und Akkumulation: Aufzeichnung von Umweltdaten und Düngerkontrollparametern für die gesamte Wachstumsphase
2. Prozessmodellverfeinerung: Verfeinerung optimaler Wachstumskurven und Kontrollstrategien durch Big Data-Analysen
3. Standardisierte Ausgabe: Erstellung von Prozessdokumenten mit Temperatur, Feuchtigkeit, Licht, CO2 und Düngemittelformeln
4. Massstabförderung: Verteilung von Prozessdokumenten in Massen an neue Gewächshaus, schnell Replikation von erfolgreichen Erfahrungen

Dieses Modell verändert die landwirtschaftliche Produktion von "erfahrungsabhängig" zu "standardsgetrieben", wodurch die Produktionsgeschwindigkeit und die Produktkonsistenz des neuen Parks erheblich verbessert werden.

XII. Kernvorteile des Systems und Implementierungseffizienz

Kernvorteile：

• Vollautomatisierung: Von der Überwachung bis zur Steuerung der gesamten Verbindung unbemannt
• Hohe ZuverlässigkeitIP68 - Schutz + Offline-Betrieb + Dreifache Garantie für manuelles Backup
• Reproduzierbarer Prozess: Schnelle Skalierung des digitalen Modells
• Flexible Erweiterung: Modulares Design, Knoten können jederzeit hinzugefügt werden
• Multi-End - Zusammenarbeit: Echtzeit-Synchronisation von Mobiltelefonen / PCs / Big Screen / LED-Daten

Implementierung von Vorteilen：

• Produktion um 10 - 20% erhöht: Optimale Umweltkontrolle zur Verbesserung der Photosyntheseffizienz
• Wasser sparen und Dünger sparen 30 - 40%: Präzisionsbewässerung und Düngung Abfall reduzieren
• Strom sparen 25 - 35%: Intelligenter Sonnenschutz und Lüftung reduzieren den Energieverbrauch
• Reduzierung der Arbeitskosten um 60%Remote-zentralisiertes Management reduziert die Mitarbeiter vor Ort
• Reduktion von Risikoverlusten um 70%: Echtzeit-Frühwarnung zur Vermeidung von extremen Wetterverlusten
• ROI-Zyklus von 2 - 3 Jahren: Komplett-Nutzen signifikant höher als herkömmliche Gewächshäuser