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设施农业太阳能温室大棚监测控制系统设计
摘 要:温室环境系统是一个多变量、非线性、时变和滞后的系统。其中,空气温湿度、土
壤湿度、CO2浓度以与光照强度等环境因子的变化是最基本的变化,对农业作物生长的影响最
为显著。由于系统采用太阳能供电,因而给出太阳能电池的选择以与充放电控制器的选择考虑因
素,具有普适性。太阳能供电系统与单片机、传感器配合,构成温室大棚数据采集系统,并给出
了整个系统装置的软件设计程序与框图。
关键词:温室大棚;太阳能供电;单片机;数据采集
0 引言
我国是世界农业大国,随着我国农业的基础条件、投入程度、科技程度等不断改进,农产品
产量大幅度增长,但我国在农业发展中仍面临着许多的问题与挑战。实行符合我国国情的生态农
业是促进我国农业发展的必经之路。我国大部分地区尤其是偏远地区大多以家庭为单位种植,适
合于我国的农业智能温室还需要进一步的研究。为此,基于我国不同类型温室经营者的经济和技
术水平,研制出一种实用性强、市场前景好的温室监测系统。
1 太阳能供电系统
在农业生产温室中,电源供电需要架设电线,而农田中需要检测的节点较多,并不适宜使用
交流电源供电。本系统采用太阳能供电,由太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池搭建整个温
室的供电系统。利用太阳能进行能源转化成电能储存在蓄电池中,为温室环境监测仪提供电能。
太阳能供电系统组成如图1所示。
1.1 太阳能电池的选择
为了保证太阳能电池组件的使用寿命(设计在20年以上),蓄电池容量能满足设备负载7
天连续阴雨天供电。但是,从经济性上考虑,设计的系统耗电量低,类似于智能手机的供电方式 ,
所以采用锂电池的供电设计方案。
蓄电池的容量对保证连续供电是很重要的。因为设备所需的电量都是由蓄电池提供的,太阳
能方阵每日所发电量都要存储到蓄电池以供设备消耗,且每天太阳能方阵需要多发出一部分电量
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