智能温室大棚的环境感知系统是整个智能控制的 “感知神经”,核心工作逻辑是 “实时采集 - 数据传输 - 阈值比对 - 异常预警”,为中控系统提供精准、连续的环境数据,支撑后续自动化调控决策。具体工作流程和机制如下:
一、 核心组成:三类关键部件协同
环境感知系统不是单一设备,而是由 传感器终端、数据传输模块、边缘计算 / 中控网关 三部分组成的层级架构:
传感器终端:数据采集的 “触手”这是系统的核心数据源,负责直接监测温室里的各项环境因子,不同传感器对应不同监测对象,且都具备高精度、抗干扰、耐温湿的特性(适配温室潮湿多雾环境)。
二、 完整工作流程:“感知 - 传输 - 预处理 - 应用” 闭环
以夏季番茄温室降温为例,直观理解环境感知系统的工作逻辑:
实时采集:空气温湿度传感器每 5 分钟采集一次数据,当温室温度升至 30℃(超过番茄适宜上限 28℃),光照传感器同步监测到光照强度达 150000 lux。
数据传输:传感器将 “温度 30℃+ 光照 150000 lux” 的数据包,通过 LoRa 模块传输至本地中控网关。
预处理与比对:网关清洗数据后,对比预设阈值,判定 “温度超标,需降温”。
指令触发与预警:
网关直接向执行系统发送指令:启动湿帘风机 + 展开遮阳网;
同时将超标数据上传至云端平台,通过 APP / 短信向种植户发送预警:“温室温度 30℃,已启动降温,请留意”。
持续监测与反馈:传感器持续采集数据,当温度降至 25℃(适宜区间),网关发送指令:关闭湿帘风机,收起部分遮阳网,形成完整调控闭环。
三、 关键技术特点:保障数据精准与稳定
多点监测与数据融合
单一传感器数据存在偶然性(如靠近加热管的温度偏高),系统会在温室不同区域(如四角 + 中部)布设多个同类型传感器,通过平均值算法计算最终环境参数,提升数据准确性。
自动校准与故障自检
高精度传感器会定期进行零点自动校准(如 CO₂传感器每天凌晨无作物呼吸时校准零点);网关会实时监测传感器的通信状态,若某传感器连续 3 次无数据上传,会自动发送 “传感器故障” 预警,提醒种植户检修。
低功耗设计
无线传感器多采用电池供电,配合休眠唤醒机制(采集数据时唤醒,其余时间休眠),续航可达 1~3 年,无需频繁更换电池,降低运维成本。
四、 与中控系统的联动核心
环境感知系统不直接控制设备,而是扮演 “数据提供者” 的角色:
短期调控:依赖本地网关的阈值比对,快速触发设备动作(应急响应);
长期优化:所有数据上传至云端平台,通过大数据分析构建作物生长模型(如 “光照 1200 μmol + CO₂ 1200 ppm 时,番茄光合效率最高”),后续可根据模型自动优化阈值,实现更精准的个性化调控。
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