一.系統(tǒng)描述
溫室監(jiān)控系統(tǒng)的任務是通過采用綜合環(huán)境控制策略,創(chuàng)造和季節(jié)無關的農作物生長適宜環(huán)境,從而實現農作物高效、優(yōu)質、低耗的工業(yè)化生產方式。
由于溫室監(jiān)控系統(tǒng)需要使用眾多的傳感器、執(zhí)行器,它們的分布范圍較廣,因此需要一種造價低、通信性能可靠的現場控制系統(tǒng)。
CAN(Controller Area Network控制局域網絡)屬于總線式串行通信網絡,同一般通信總線相比,具有突出的可靠性、實時性、靈活性。它具有開發(fā)工具廉價,物理性能先進,芯片技術成熟,制造成本低等一系列優(yōu)點。
二、 系統(tǒng)的構成
溫室監(jiān)控系統(tǒng)選用CAN總線結構,如下圖所示。
整個監(jiān)控系統(tǒng)內的每一個子站控制一個溫室,不同溫室可根據不同種類農作物的具體情況(蔬菜、水果、鮮花)控制在不同的氣候條件下。
該系統(tǒng)由傳感器、執(zhí)行器和7400系列CAN總線測控模塊組成。在子站這一級,除了對溫室內溫度、濕度、光強和二氧化碳濃度等數據進行采集外;還可以接收上位機的命令和參數。
網絡上任意一個節(jié)點(模塊)均可在任意一個時刻主動向網絡上的其它節(jié)點發(fā)送信息,但考慮到溫室監(jiān)控系統(tǒng)中各個子站的任務相互獨立,而且溫室內溫度、濕度和二氧化碳濃度等環(huán)境參數的變化較慢,實時性指標較易滿足,因此整個系統(tǒng)采用主/從網絡結構,即:各個測控子站模塊安裝在現場的不同位置,分散布局,所采集的現場數據通過CAN總線傳輸到監(jiān)控總站,監(jiān)控總站的上位機對現場各模塊進行統(tǒng)一的定時輪巡/隨機抽查、顯示及監(jiān)控處理。這樣做的最大好處是便于主機監(jiān)控程序的編制和實現。
作為上位機的監(jiān)控總站通過插在PC總線擴展槽內的CAN總線適配卡連接CAN總線。上位機可以觀測到各個溫室現場的溫度、濕度、光強等參數,并可以遠程調整各參數的上,下限報警值,還可根據季節(jié)的變化、晝夜的不同和晴雨等氣候條件來改變各子站的設定值,從而實現對各參數實現前饋控制。如果擴大生產規(guī)?;蛐略錾a設備,只要增加控制節(jié)點即可連入現有控制網絡。