自來水廠自來水監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

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1、1．1前言農(nóng)業(yè)與工程學(xué)的結(jié)合，產(chǎn)生了設(shè)施農(nóng)業(yè)。借助于工程技術(shù)的發(fā)展，1949年，美國(guó)植物生理與園藝學(xué)家went在加州的Pasadena技術(shù)中心建立了世界上第一座能控制溫度、濕度、光照和氣體成分的植物人工氣候室…。設(shè)施農(nóng)業(yè)作為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要途徑，已經(jīng)成為農(nóng)j世現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)正處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效為目的的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的新階段，需要形成具有我國(guó)特色的技術(shù)和設(shè)施體系，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商品化生產(chǎn)。而微型計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟硬件邏輯功能，高性價(jià)比和高可靠性為溫室自動(dòng)管理提供

2、了強(qiáng)有力的手段，也為實(shí)現(xiàn)溫室的標(biāo)準(zhǔn)化，自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)i2J。如何利用傳感器技術(shù)，自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，通訊技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和溫室栽培技術(shù)的推廣研制出對(duì)溫室溫度，濕度，光照，ca濃度的智能測(cè)控和人工調(diào)控系統(tǒng)，為作物提供最佳的生長(zhǎng)環(huán)境，一直是農(nóng)業(yè)工程研究者面臨的重要課題¨。2．1溫室環(huán)境參數(shù)控制溫室內(nèi)作物的生長(zhǎng)，一方面取決于作物本身的遺傳特性，另一方面駁決于外界環(huán)境條件。作物對(duì)環(huán)境的要求隨著品種、生育階段及晝夜生理活動(dòng)中心的變化而不斷變化。溫室結(jié)構(gòu)的半封閉性形成了溫室內(nèi)的小氣候。溫室內(nèi)影響作物生長(zhǎng)的環(huán)

3、境因子主要有溫度、濕度、光照和Ca濃度等，在作物整個(gè)生育期中，溫室內(nèi)的這些環(huán)境因子往往不可能完全滿足作物的需要，因此，就需要采取必要的調(diào)節(jié)措施，把這些環(huán)境因子都維持在適于作物生育的水平，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低耗的目的”。4溫室測(cè)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和管理4．1測(cè)控系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境LabVIEW在基于文本的編程語言中，程序的執(zhí)行依賴于文本所描述的指令，而LabvIEw使用G語言圖形化編程，是用數(shù)據(jù)流編程方法來描述程序的執(zhí)行，執(zhí)行順序是依方塊圖問數(shù)據(jù)的傳遞來決定的。本文的溫室環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)就是建立在LabVIE

4、w的平臺(tái)上。LabvIEw的程序由前面板和流程圖兩部分組成。在計(jì)算機(jī)顯示屏幕上利用LabVIEW提供的功能庫(kù)和開發(fā)工具庫(kù)產(chǎn)生一個(gè)交互式圖形化的用戶界面稱為前面板(FromPaIlel)，即儀器的虛擬面板。前面板包括旋鈕，按鈕，圖形，圖表和其他的控制與顯示對(duì)象。用戶可以使用這些圖標(biāo)啟動(dòng)程序、使用鼠標(biāo)或鍵盤向面板輸入數(shù)據(jù)，顯示測(cè)試計(jì)算結(jié)果和測(cè)試曲線。流程圖(BlockDiagram)包括虛擬儀器程序的圖形源代碼，由端口、節(jié)點(diǎn)、圖框和連線構(gòu)成。其中端口用柬與程序前面板的控制器和指示器傳遞數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)用來實(shí)

5、現(xiàn)函數(shù)和功能的調(diào)用，圖框用來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序命令，而連線則代表程序執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)流。在流程圖中利用圖形化編程語言+編制程序框圖，完成算術(shù)和邏輯運(yùn)算，構(gòu)成一個(gè)VI(VirtualInstmment)，與前面板相對(duì)應(yīng)。LabvIEw開發(fā)環(huán)境具有一系列優(yōu)點(diǎn)，從流程圖式的編程，不需預(yù)先編譯就存在語法檢測(cè)和調(diào)試過程使用的數(shù)據(jù)探針，到其豐富的函數(shù)、數(shù)值分析、信號(hào)處理和設(shè)備驅(qū)動(dòng)等功能，都為人稱道。LabvIEw具有結(jié)構(gòu)化和模塊化的特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)化是指LabⅥEW的程序完全支持順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和條件結(jié)構(gòu)三種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)

6、，模塊化是指它的每一個(gè)vI都可以作為頂層程序，也可必作為其他程序的子程序被調(diào)用。4．2測(cè)控系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件由主要功能模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)管理和網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制三部分組成。其中系統(tǒng)功能包括了數(shù)據(jù)采集顯示、參數(shù)設(shè)置、設(shè)備控制、歷史曲線報(bào)表和系統(tǒng)幫助五大模塊。除了系統(tǒng)幫助外，其他模塊都涉及數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，包括數(shù)據(jù)庫(kù)表格的建立，記錄的添加，查詢檢索等。系統(tǒng)軟件框圖如圖4．1所示。4．3測(cè)控系統(tǒng)軟件主要功能模塊4．3．1運(yùn)行主界面系統(tǒng)在LabVIEw的環(huán)境下運(yùn)行。開始運(yùn)行時(shí)，首先出現(xiàn)歡迎界面(圖4—2)。點(diǎn)擊“進(jìn)

7、入系統(tǒng)”后就可直接進(jìn)入主程序界面。主程序界面包括菜單欄，溫室狀態(tài)模擬顯示，室內(nèi)參數(shù)峪測(cè)顯示，室外氣象站采集顯示，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示，報(bào)警信息顯示，控制方式選擇以及系統(tǒng)時(shí)閫幾個(gè)部分，如圖4．3所示。菜單欄用來選擇系統(tǒng)的功能，包括溫室選擇，數(shù)據(jù)采集，參數(shù)設(shè)置，歷史報(bào)表曲線和系統(tǒng)幫助幾個(gè)模塊。室內(nèi)參數(shù)監(jiān)測(cè)和室外氣象站分別用來表示室內(nèi)傳感器采集到的室內(nèi)溫度、濕度、光照度、c0，濃度，土壤濕度，營(yíng)養(yǎng)液EC和pH值，以及室外氣象站采集到的大氣溫度、濕度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、風(fēng)速、風(fēng)力、風(fēng)向和南量，用表盤或滑動(dòng)控件進(jìn)行

8、顯示。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)用束顯示溫室內(nèi)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行情況，當(dāng)燈點(diǎn)亮?xí)r為開。報(bào)警信息用來顯示溫度、濕度、光照度、c0，濃度和營(yíng)養(yǎng)液EC值是否超過設(shè)定的報(bào)警上限或下限。當(dāng)超限時(shí)，紅燈點(diǎn)亮，系統(tǒng)發(fā)出蜂鳴聲，用來提醒系統(tǒng)管理者注意。溫室狀態(tài)模擬顯示用來動(dòng)態(tài)地顯示溫室內(nèi)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行情況。如當(dāng)需要打開外遮陰時(shí)，代表外遮陰幕的控件就會(huì)顯示拉丌的效果：需要打丌加熱管時(shí)，加熱管就會(huì)顯示紅色，而閥門變成綠色表示處于暢通狀念?？刂品绞桨ㄗ詣?dòng)控制、手動(dòng)控制和現(xiàn)場(chǎng)控制，用戶可以根據(jù)需要選擇。系統(tǒng)時(shí)間用來標(biāo)定