果蔬大棚智能环境监测系统的设计

近年来，随着农村产业结构的升级，蔬菜大棚已成为农民致富的主导产业之一。采取有效措施提高果蔬生产的经济效益，促进果蔬产业化进程，对果蔬产业的进一步发展具有积极意义。在果蔬大棚的生产和管理过程中，大棚内环境对果蔬的生长发育、种植技术的使用、病虫害的预防、自然环境的等产生极其重要的影响。数据采集是果蔬大棚环境监测内容的重要组成部分。当前农业生产中，大棚环境监测普遍采用人工方式，这种传统的数据采集方法耗时耗力，而且容易受到干扰，准确性不高。本项目为大棚环境监测数据的自动采集和远程实时监测提供了一种理想的解决方案。果蔬大棚环境监测系统可监测大棚内的温度、湿度、光照强度、氧气浓度、二氧化碳浓度、氨气浓度等环境因素，通过本系统对大棚内农作物生长环境的监测，可以帮助种植户通过计算机（平板电脑）监测农作物的生长情况，实现了对大棚环境参数的采集、处理、显示、储存、查询等功能，从而更便于记录农作物生长的各种数据，方便种植户采取措施进行，保持农作物可处于最佳生长环境。

2 主要技术

2.1 材料、功能与研究对象

主要材料：STC90C51单片机、无线串口收发装置、太阳能电池板、18650锂电池、GY-39传感器、MH-Z19B（CO2）传感器、O2浓度传感器、KBO3（NH3)传感器

主要功能：通过传感器对信息进行采集，再通过单片机、无线串口将获取的信息进行无线传递至电脑桌面，通过

图1

远程监控系统，可在任何地方实时获取

所监测的数据（建立服务器tcp及udp进行远程通信）。

实验对象：以传统大棚监测系统作为实验对象，并进行深入的研究与设计。

2.2 实验研究流程（图1）2.3 实验设计方案

本系统主要有三部分组成，分别是塔前端传感器数据采集、中端单片机和上里位机监控、末端上位机的处理。系统前木果大端数据采集主要是采集温室大棚的温湿学蔬度、光照强度、二氧化碳浓度等，中端机大单片机将采集来的数据进行收集，通过械棚电串口传递至末端上位机，上位机主要用气智于数据的显示、分析和报警（图2）。

化能传感器是实现检测和控制的第一部工程环分，控制的关键依赖传感器的准确性、学境原始信号的精确捕捉。由于数字式温湿院监度传感器的可靠性高、集成度高、精度马宋 测高的优点，它常被选用为各种温湿度监文宣系测系统的温度、湿度传感器。在农业、博旺统工业、军事、气象、医疗等很多领域被 周 邵的广泛应用。数字式传感器在测量精度、培家设线性度和一致性等方面有着良好的表红华计

现，同时数字式传感器便于多次使用和李 赵 替换，无需重复校准。传感器采集的数晓聪据通过无线串口传给上位机，上位机接勤慧收数据，并将接收的数据显示、分析以及报警。上位机监测界面可实现温度、湿度、氧气、氨气、二氧化碳等浓度数据的显示，利于种植户在最佳时间采取有效措施。

单片机作为系统中的控制器，能充

图2

分发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，提高设备的自动化、智能化程度。单片机的实时数据处理能力和控制功能，可使系统保持在最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量。单片机在这种系统中作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场信息进行实时的采集和控制。它有着极强的抗干扰能力以及可靠性，可在极其恶劣的环境条

件下高强度工作。

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ELECTRONICS WORLD・技术交流串口通信是指计算机和外部设备之间，通过数据信号线、地线、控制线按位进行数据传输。这种通信方式所用的数据线非常少，在远距离通信中可以节约成本。串口数据采集采用了串口资源配置、串口读取和串口关闭三个函数。串口资源配置函数只需设置串口通信波特率、数据校验方式、数据位数、停止位等参数;串口读取函数按照配置串口函数所指定的设备或接口读取数据，并将数据返回到读取缓冲区；串口关闭函数用来关闭VISA会话并释放相关的所有资源。

产损失，尤其是价值较高的经济作物。

3.2 监测装置会根据具体情况在分布在大棚的各个位置，从而对温度、湿度、光照强度、氧气、二氧化碳浓度、氨气浓度等环境因素进行采集，数据进行处理后通过环境监测系统成像、对各项数值进行显示，通过图形的方式动态展示大棚中各项数据的变化，使种植户对大棚的环境情况进行详细的了解，方便种植户采取措施进行，从而保持农作物可处于最佳生长环境。

3.3 Labview系统兼容性较强，能实现远程监控，数据信息的图像化，对于我们的果蔬大棚监测系统而言可以更轻松的监控和反映大棚内的环境数据以及变化趋势，对于种植户而言，可以更好地进行改善和防范，减少不必要的损失，从而提高果蔬的质量和产量。

3 研究结果

3.1 果蔬大棚智能环境检测系统是集中针对果蔬大棚环境监测的智能装置。其上位机系统开发环境基于labview，下位机系统开发环境基于Keil。此设备精度高，外形小巧，简单灵活，便于使用（计算机/平板电脑），成本低，节能环保（不需要外接电源，利用太阳能电池板供电和18650锂电池蓄电）。此系统可对大棚内光照强度、温湿度、氧气、二氧化碳浓度、氨气浓度等因素进行实时监测，对所监测出的数据进行采集、处理、显示、储存、查询，监测范围大（2000-8000米），可随时随地进行远程监控。可以减少人工管理，提升了种植作物的质量和产量，也尽可能的避免了因人为因素（人体无法准确感知O2、CO2浓度、湿度等）而造成的生

4 结论

此系统以labview为基础，将传感器技术应用到单片机控制系统中，实现了对大棚环境数据的监测。从而更便于记录农作物生长的各种数据，方便种植户采取措施进行，保证农作物可处于最佳生长环境。设备精度高、外形小巧、简单灵活、便于使用、成本低、节能环保，可解决当下果蔬大棚领域面临的严峻问题。

通讯作者：李晓勤，塔里木大学机电学院教授，研究方向为汽车电子物理工程、车辆工程与地面系统。

配网调度集约化对于配网的运行与管理至关重要，其支持技术的研究对配网运行管理有着非常重要的意义。本文首先分析了我国供电企业配网调度集约化存在的问题，然后提出了配网调度集约化管理模式及其支持技术建设。本文的研究成果有助于优化我国供电企业配网调度集约化建设。

引言：随着我国经济的飞速发展，电力企业的规模逐渐扩大，人们对电力的需求和质量要求越来越高，为了满足国家经济的发展及人民对美好生活的需求，需要对电力企业配网运行进行优化。配网调度集约化是通过将人力资源、财力资源、物力资源等进行调度集约化，从而合理调度配网使用、提高整个配网电路的运行效率，降低管理成本以提高电力企业及其下属子公司的收益，促进我国供电企业实现科学可持续发展。

对落后，其线路大多是单线，供电可靠性低。因此相关配网工作人员需要对配网的整体建设进行规划，调配相关网络配置，既要保证配网良好可靠运行，又要满足特殊用户用电的需求。我国的配网机构存在着信息沟通延迟、网络设置失效、调度障碍等问题，这些问题在一定程度上制约着配网调度的效率，不利于配网集约化的建设与发展。1.2 配网调度管理存在的问题

配网调度管理中存在的问题是制约配网集约化发展的主要原因。这些问题主要体现在配网调度管理水平低、管理力度弱、各部门管理不协调统一等方面。针对各部门管理不协调问题，如果各部门之间管理不协调就会出现部门定位不清晰、部门之间权责模糊，出现问题难以解决，在配网集约化过程中会遇到各部门定位问题，这严重影响着配网调度后的发展质量。针对管理方面的问题，管理部门工作人员对配网调度运行起到监督作用，其管理能力水平的高低

1 配网调度集约化中问题分析

1.1 配网调度机构存在的问题

配网建设过程中为了保证配网整体协调发展，需要对配网系统进行整体化设计。但是考虑到电网用户的特殊性与复杂性，并不能保证所有电力用户均在整体电力网络系统之中，电力网络系统需要单独的为特殊用户配置电网。由于配网建设的地域经济的差异，大型城市调度机构相对完善，线路环网率比较高，供电可靠性高。而中小型城市配网建设相

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李福运

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