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【文章摘要】
本文基于西门子PLC对农业大棚进行自动化改造。通过RS-485总线完成PLC与传感器、PLC与触摸屏、PLC与上位机的通讯。本自动化管理系统可以自动完成大棚内实时温度、湿度的检测。并能够通过设置温度、湿度的标准值，通过风机、水泵、卷帘、遮阳卷等设备进行大棚温度、湿度、采光度的控制。本系统具有价格实惠、便于维护、操作方便、控制精度高等优点。可以广泛的应用于农业生产大棚、温室栽培等场合。
【关键词】
物联网；温室大棚； RS-485；远程控制；PLC
0 引言
随着社会主义新农村的建设，农业种植的自动化越来越受到政府、种植户的重视。随着温室大棚的发展，瓜果蔬菜变得四季可见。但是目前由于成本、观念、文化程度等原因，农村普遍使用的大棚仅仅在于用塑料棚进行保温、加热等一些简单的操作。本文基于西门子PLC对农业大棚进行自动化改造。通过RS-485总线完成PLC与传感器、PLC与触摸屏、PLC与上位机的通讯。本自动化管理系统可以自动完成大棚内实时温度、湿度的检测。并能够通过设置温度、湿度的标准值，通过风机、水泵、卷帘、遮阳卷等设备进行大棚温度、湿度、采光度的控制。本系统具有价格实惠、便于维护、操作方便、控制精度高等优点。可以广泛的应用于农业生产大棚、温室栽培等场合。
图1 温室大棚
图2 基于PLC开发的大棚管理系统
1 温室大棚管理系统的开发与应用
本文选择西门子S7-200PLC为控制器。控制对象：9台风机、2个通气防虫卷帘、2个遮阳卷帘、1个泵。输入对象包括：3个大气温度传感器、3个土壤温度传感器、3个大气湿度传感器、3个土壤湿度传感器、一个光照传感器以及各个风机、各个卷帘、供水泵的手动控制按钮和手自动切换按钮。因为本项目涉及到过多的传感器，考虑到成本以及信号传递的可靠性。本文最终选择采用RS485总线的方式进行PLC与各路传感器之间的通讯。整体控制方案如图3所示，传感器通过RS485总线将大气温度、湿度以及土壤温度、湿度信号传递给PLC，PLC通过程序将各个温度湿度值通过触摸屏与上位机的方式进行显示。用户可以通过上位机与触摸屏进行标准温度和标准湿度范围值的设置。当温度高于用户所设定的最大值时，PLC将会启动风机进行通风降温。当温度低于用户所设定的最小值时，PLC将会控制通气卷帘放下四周的透明塑料层。当阳光照射过于强烈时，PLC控制遮阳卷帘电机打开遮阳布。当光照不足时，自动关闭遮阳布，增加光照。当土壤湿度低于设定值时，通过水泵自动进行喷雾，增加土壤和大气的湿度。保证农作物的正常生长。
整个控制过程均可以选择采用自动控制或采用人工控制，操作便捷。PLC通过RS485总线与上位机以及触摸屏进行连接。并通过监控系统可以动态的、全面的了解大棚内的情况。坐在办公室即可发送控制指令。当温度、湿度超过极限值是还可以通过上位机进行报警，甚至发送短信到用户的手机进行报警，在很大的程度上降低了劳动力强度。
由于本项目在PLC与传感器、PLC与触摸屏、PLC与上位机之间都是通过RS485总线进行通讯。在编程的过程中采用了Modbus协议库、store_to_eeprom库进行编程。通过库指令大大减小了编程的难度。
2 小结
大棚内的蔬菜、水果等的生长主要与大棚内的温度、湿度、光照度等因素有关，本管理系统通过视频监控系统可以对进行24小时动态监控。通过本项目的开展大大的解放了劳动力，农场主可以通过电脑、甚至手机就可以了解大棚内温度、湿度的具体数值，以及了解大棚内作物的生长情况。不需要进入大棚就可以对温度、湿度、光照度进行控制。大大提高了蔬菜、瓜果种植的自动化水平，在一定程度上可以减低蔬菜种植成本，提高蔬菜质量。为市民的菜篮子工程做出贡献。
【参考文献】
[1]陈巧莲，程元栋.基于物联网的智慧图书馆的设计与分析 [J].科技致富向导. 2011 （32）
[2]潘明，钟锋.物联网在现代农业上的应用研究 [J].现代农业装备. 2011 （07）
[3]牛玉霞，任伟.物联网体系结构研究[J].无线互联科技.2011 （08）
【作者简介】
潘攀（1981-），男，汉族，浙江丽水人，工程师，研究生，主要从事智能化建筑、物联网技术。
本文基于西门子PLC对农业大棚进行自动化改造。通过RS-485总线完成PLC与传感器、PLC与触摸屏、PLC与上位机的通讯。本自动化管理系统可以自动完成大棚内实时温度、湿度的检测。并能够通过设置温度、湿度的标准值，通过风机、水泵、卷帘、遮阳卷等设备进行大棚温度、湿度、采光度的控制。本系统具有价格实惠、便于维护、操作方便、控制精度高等优点。可以广泛的应用于农业生产大棚、温室栽培等场合。
【关键词】
物联网；温室大棚； RS-485；远程控制；PLC
0 引言
随着社会主义新农村的建设，农业种植的自动化越来越受到政府、种植户的重视。随着温室大棚的发展，瓜果蔬菜变得四季可见。但是目前由于成本、观念、文化程度等原因，农村普遍使用的大棚仅仅在于用塑料棚进行保温、加热等一些简单的操作。本文基于西门子PLC对农业大棚进行自动化改造。通过RS-485总线完成PLC与传感器、PLC与触摸屏、PLC与上位机的通讯。本自动化管理系统可以自动完成大棚内实时温度、湿度的检测。并能够通过设置温度、湿度的标准值，通过风机、水泵、卷帘、遮阳卷等设备进行大棚温度、湿度、采光度的控制。本系统具有价格实惠、便于维护、操作方便、控制精度高等优点。可以广泛的应用于农业生产大棚、温室栽培等场合。
图1 温室大棚
图2 基于PLC开发的大棚管理系统
1 温室大棚管理系统的开发与应用
本文选择西门子S7-200PLC为控制器。控制对象：9台风机、2个通气防虫卷帘、2个遮阳卷帘、1个泵。输入对象包括：3个大气温度传感器、3个土壤温度传感器、3个大气湿度传感器、3个土壤湿度传感器、一个光照传感器以及各个风机、各个卷帘、供水泵的手动控制按钮和手自动切换按钮。因为本项目涉及到过多的传感器，考虑到成本以及信号传递的可靠性。本文最终选择采用RS485总线的方式进行PLC与各路传感器之间的通讯。整体控制方案如图3所示，传感器通过RS485总线将大气温度、湿度以及土壤温度、湿度信号传递给PLC，PLC通过程序将各个温度湿度值通过触摸屏与上位机的方式进行显示。用户可以通过上位机与触摸屏进行标准温度和标准湿度范围值的设置。当温度高于用户所设定的最大值时，PLC将会启动风机进行通风降温。当温度低于用户所设定的最小值时，PLC将会控制通气卷帘放下四周的透明塑料层。当阳光照射过于强烈时，PLC控制遮阳卷帘电机打开遮阳布。当光照不足时，自动关闭遮阳布，增加光照。当土壤湿度低于设定值时，通过水泵自动进行喷雾，增加土壤和大气的湿度。保证农作物的正常生长。
整个控制过程均可以选择采用自动控制或采用人工控制，操作便捷。PLC通过RS485总线与上位机以及触摸屏进行连接。并通过监控系统可以动态的、全面的了解大棚内的情况。坐在办公室即可发送控制指令。当温度、湿度超过极限值是还可以通过上位机进行报警，甚至发送短信到用户的手机进行报警，在很大的程度上降低了劳动力强度。
由于本项目在PLC与传感器、PLC与触摸屏、PLC与上位机之间都是通过RS485总线进行通讯。在编程的过程中采用了Modbus协议库、store_to_eeprom库进行编程。通过库指令大大减小了编程的难度。
2 小结
大棚内的蔬菜、水果等的生长主要与大棚内的温度、湿度、光照度等因素有关，本管理系统通过视频监控系统可以对进行24小时动态监控。通过本项目的开展大大的解放了劳动力，农场主可以通过电脑、甚至手机就可以了解大棚内温度、湿度的具体数值，以及了解大棚内作物的生长情况。不需要进入大棚就可以对温度、湿度、光照度进行控制。大大提高了蔬菜、瓜果种植的自动化水平，在一定程度上可以减低蔬菜种植成本，提高蔬菜质量。为市民的菜篮子工程做出贡献。
【参考文献】
[1]陈巧莲，程元栋.基于物联网的智慧图书馆的设计与分析 [J].科技致富向导. 2011 （32）
[2]潘明，钟锋.物联网在现代农业上的应用研究 [J].现代农业装备. 2011 （07）
[3]牛玉霞，任伟.物联网体系结构研究[J].无线互联科技.2011 （08）
【作者简介】
潘攀（1981-），男，汉族，浙江丽水人，工程师，研究生，主要从事智能化建筑、物联网技术。