基于PLC的智能农业现场监控系统设计分析王婷摘要科技的发展不断革新现代农业的作业方式，当前智慧农业领域已经取得了巨大的发展，在智能农业现场（大棚、温室）可运用智能感知可靠传输和智能处理的系统理念，基于PLC控制器设计一种监控系统，通过大数据、云计算，对农业作物生长环境参数实时采集监控，并实行智能灌溉、精准施肥等，为用户提供可视化管理、智能化控制、科学化决策。基于此，分析基于PLC的智能农业现场监控系统的设计。关键词智能农业;PLC;监控系统：S126文献标志码：BDOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.27.092随着现代农业产业化水平提升，根据传统的种植经验来制定农事管理的措施已显得不够精确，把现代控制技术、信息技术融入农事生产和管理中，搭建并完善智慧农业平台是有效实施乡村振兴战略的重要措施，是现代农业的一大发展趋势。在大棚、温室中，用智能农业监测系统将多信息融合技术应用于其复杂多变的微气候环境，可创建一个智能农业现场，实现农作物生长信息的多地实时监测与控制，并在专家系统辅助下，实现农业生产管理智能化实施。该类型监测系统采集信息全面，包括各类环境参数和作物的实时图像、视频，系统从信息的采集、转换到传输的全过程都是智能化处理，能实现远程传输和控制。1系统的总体设计系统用传感器采集数据，包括塑料大棚或温室中环境参数（温度、湿度、土壤温度、土壤湿度、光照强度、土壤pH值、二氧化碳浓度等）的采集。以PLC作为控制核心，能识别并存储承载参数的电流信号，将采集的信息结合设定值，手动或自动驱动相应的执行器，实现作物生长环境的智能调节。组态软件用于生成人机交互界面，实施现场监控，PLC云网关模块不仅可以实现现场设备的远程控制，还能将PLC数据传送到专家系统和用户平台，一方面，经过大数据处理平台对信息进行实时分析，根据监测到的数据作出实时预警发送给用户或管理人员;另一方面，用户通过电脑或手机登录网站能对整个生产状况进行实时监测，有了情况后方便用户或管理人员及时进行处理。系统的总体框架分三层结构，分别是信息采集通讯层、远程传输控制层、智能分析与控制层三个部分。1.1信息采集通讯层在进行数据采集时，将空气温度传感器和湿度传感器、土壤温度传感器和湿度传感器等工作精度高、工作可靠的传感器安置于智能农业现场，采用多点测量，现场安装网络摄像头对作物生长、生产环境等情况进行视频监控，将采集数据与传输层设备进行交互和共享，数据采集与传输设备会自动周期性读取采集的温度、湿度等参数，结合实时现场图像，实现信息的可视化，管理的自动化。1.2远程传输控制层主要对采集的数据进行周期性存储，为智能分析与控制层提供数据，由PLC、GPRS、通信模块、继电器等硬件模块组成，与Internet建立连接，实现数据的处理、远程传输和设备远程控制[1]。1.3智能分析与控制层利用组态软件直观展示环境参数，远程或自动控制设备，全面实现人机交互、物物互联。数据传输至专家平台，经过大数据进一步分析处理，科学种植，精准施策。2系统硬件的选型现场各类环境参数的采集依靠传感器，传感器要把各类信号成功采集到PLC，需匹配PLC输入接口并进行选型。常用的模拟量传感器分为两线制和四线制，当四线制传感器与PLC数据采集的模板输入通道连接，PLC只采集模拟信号，当两线制传感器与PLC数据采集的模板输入通道连接时，PLC的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流24V的电源，以驱动传感器工作。传感器可通过无线Zigbee連接，通过通信协议轮训式问答，实时对每台采集器数据的收集。PLC控制器的选择应根据监测环境的规模、监测因子的选择、控制执行器的数量等确定系统的输入输出点数、存储容量、输出方式、通讯方式等，从经济、精度要求多角度考量选择相应的PLC及扩展模块，再确定相应的组态软件。智能农业现场各执行机构来自控制柜及连接现场的控制设备，其系统组成和原理有所不同，包括遮阳系统、开窗系统、风机降温系统、灌溉系统、内保温系统等。系统可根据用户的需求和实际情况选择部署控制设备，也可根据栽培作物的品种、生长周期灵活设定自动控制目标，支持手动和自动控制模式。PLC云网...