環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

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環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)范文第1篇

關(guān)鍵詞：煤礦安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

0引言

監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是融計算機技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和電子技術(shù)為一體的綜合自動化產(chǎn)品，當將其作為一種安全預(yù)防技術(shù)設(shè)施應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)和社會生活中時，就稱其為安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。在我國的工業(yè)安全事故中，煤炭工業(yè)的安全事故較為頻發(fā)且性質(zhì)嚴重，尤其以生產(chǎn)礦井瓦斯爆炸事故最為突出。為此，國家有關(guān)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門專門制定了“先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控，以風定產(chǎn)”的十二字指導(dǎo)方針，由此可見，煤礦安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中的重要地位。

1煤礦安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)組成

根據(jù)所述及概念，監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的功能一是“測”，即檢測各種環(huán)境安全參數(shù)、設(shè)備工況參數(shù)、過程控制參數(shù)等；二是“控”，即根據(jù)檢測參數(shù)去控制安全裝置、報警裝置、生產(chǎn)設(shè)備、執(zhí)行機構(gòu)等。若系統(tǒng)僅用于生產(chǎn)過程的監(jiān)測，當安全參數(shù)達到極限值時產(chǎn)生顯示及聲、光報警等輸出，此類系統(tǒng)一般稱為監(jiān)測系統(tǒng)；除監(jiān)測外還參與一些簡單的開關(guān)量控制，如斷電、閉鎖等，此類系統(tǒng)一般稱為監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。

煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測控系統(tǒng)層次上一般是分為兩級或三級管理的計算機集散系統(tǒng)，一般包含測控分站級和中心站級。每個測控分站負責某幾路傳感器信號的采集和某個執(zhí)行機構(gòu)的控制，實現(xiàn)了采集、控制分散；中心站負責數(shù)據(jù)的處理、儲存、傳輸，實現(xiàn)了管理的集中。中心站與分站和計算機網(wǎng)絡(luò)之間的通信、傳感器到測控分站的數(shù)據(jù)傳輸、測控分站到執(zhí)行或控制裝置信號的傳輸，是通過傳輸信道實現(xiàn)的。

監(jiān)測系統(tǒng)一般由地面中心站，井下工作站，傳輸系統(tǒng)三部分組成。地面中心站一般有傳輸接口裝置和若干臺計算機，電源，數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)運行軟件，存貯、打印、顯示等裝置組成。為了計算機穩(wěn)定工作，一般還配備了機房恒溫調(diào)節(jié)，不間斷電源等輔助設(shè)施。

井下分站和傳感器構(gòu)成井下工作站。井下分站的作用是，一方面對傳感器送來的信號進行處理，使其轉(zhuǎn)換成便于傳輸?shù)男盘査偷降孛嬷行恼?；另一方面，將地面中心站發(fā)來的指令或從傳感器送來應(yīng)由分站處理的有關(guān)信號經(jīng)處理后送至指定執(zhí)行部件，以完成預(yù)定的處理任務(wù)，如報警、斷電、控制局扇開啟等；并向傳感器提供電源。

傳輸系統(tǒng)是用來將井下信息傳輸至地面和將地面中心站監(jiān)控指令傳輸至井下分站的信息媒介。信道，信息傳輸?shù)耐ǖ?，監(jiān)測系統(tǒng)大多采用專用通訊電纜作為信道。

傳感器與分站之間一般采用直接傳輸方式。我國國家標準規(guī)定傳感器的輸出信號應(yīng)滿足以下幾種信號：模擬量信號有三種，頻率輸出（5～15HZ）；電流輸出為0～5mA；電壓輸出為0～100mV；開關(guān)量信號輸出一般有±0.1mA、±5mA和200～1000HZ等。

2煤礦安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)指標

根據(jù)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的組成，其主要技術(shù)指標，主要是以組成系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)的技術(shù)指標為特征。

2.1測控分站容量：是輸入、輸出量的個數(shù)及類型。例如，模入8，開入4個接點信號、4個電流形式信號等；開出4個TTL電平、4個繼電器觸點輸出等。

接配傳感器：是指所接配傳感器的種類、型號、測量范圍、輸出信號形式、供電電壓、精度等。

檢測精度：是反映分站性能優(yōu)劣的主要指標之一，一般用滿量程的相對誤差來表示。數(shù)值越小，則檢測精度越高。

另外，還有分辨率、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離等指標。

2.2中心站主機型號及配置：CPU型號，內(nèi)存容量，硬盤容量，軟驅(qū)數(shù)量、規(guī)格，配置外設(shè)的種類、型號、數(shù)量等，另外，還有備用主機的情況。

容量：即系統(tǒng)可帶分站的數(shù)量，例如，井下100個分站，地面10個分站。

傳輸速率：數(shù)字傳輸?shù)牟ㄌ芈?，例如?00bit/s，1200bit/s。波特率越高，傳輸效率越高。

另外，還有傳輸距離、可靠性等指標。

2.3系統(tǒng)信息管理軟件開放性好：組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫提供了開放數(shù)據(jù)訪問接口，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的二次開發(fā)。

安全性良好：所有的設(shè)計方案都充分考慮了系統(tǒng)的安全性，使用采集系統(tǒng)對監(jiān)控系統(tǒng)的影響達到最小。

數(shù)據(jù)容量大：采用虛擬內(nèi)存管理技術(shù)，理論上數(shù)據(jù)存儲是無限制的（受硬盤空間和內(nèi)存大小的影響）。

另外，還有響應(yīng)速度、運行是否穩(wěn)定、擴展性是否強、兼容性好等衡量指標。

2.4防爆及防爆標志根據(jù)國家標準的規(guī)定，爆炸危險環(huán)境用電設(shè)備分為2類。有瓦斯爆炸危險的礦井使用的電氣設(shè)備為I類，除瓦斯礦井以外的爆炸危險場所使用的電氣設(shè)備為II類。II類電氣設(shè)備又分為A、B、C三級，這是根據(jù)使用場所的爆炸性混合物最大試驗安全間隙或最小點燃電流來分的。II類電氣設(shè)備還按最高表面溫度的不同，分為T1-T6共6組。防爆型設(shè)備在外殼上的總標志為：“Ex”。

防爆型電氣設(shè)備按防爆結(jié)構(gòu)的不同，可以分為以下幾種類型：增安型、隔爆型、本質(zhì)安全型、通風充氣型、充油型、無火花型、特殊型等等。

3煤礦安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的種類

監(jiān)測系統(tǒng)按工作側(cè)重點分為環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和工況監(jiān)測系統(tǒng)兩大類。每種系統(tǒng)又可能包含若干子系統(tǒng)。如環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可能配備瓦斯突出預(yù)報子系統(tǒng)、頂板監(jiān)測子系統(tǒng)；工況監(jiān)測系統(tǒng)可能配有綜采監(jiān)控、膠帶監(jiān)控等各類子系統(tǒng)。

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)一般側(cè)重于監(jiān)測采掘工作面、機電硐室、采區(qū)主要進回風道等自然環(huán)境的參數(shù)，其主要功能為監(jiān)測低濃度沼氣（4%以下）、高濃度沼氣（4%～100%）、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、溫度、風量、風速、負壓、礦壓、地下水、通風設(shè)施、煤塵、煙霧等參數(shù)，除實時顯示檢測數(shù)據(jù)外，還應(yīng)按《煤礦安全規(guī)程》的要求及各礦井實際情況，在一定地點及工作場所設(shè)置報警（燈光、音響）和執(zhí)行裝置，以便防止和預(yù)報災(zāi)害。

工況監(jiān)測系統(tǒng)一般側(cè)重于監(jiān)測機電設(shè)備，其主要監(jiān)測參數(shù)有采區(qū)產(chǎn)量、井下煤倉煤位、采煤機機組位置、運輸機械、提升機械監(jiān)控、設(shè)備故障監(jiān)測及效率監(jiān)測等等。但生產(chǎn)工況監(jiān)測信息并非全部要傳輸?shù)郊斜O(jiān)控系統(tǒng)之中。

一些大的監(jiān)控系統(tǒng)通常包括環(huán)境監(jiān)測與工況監(jiān)測兩大功能，適應(yīng)性更為廣泛。

4煤礦安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為集中式和分布式。

4.1集中式集中式控制是一種中心計算機直接控制被控對象的系統(tǒng)。其特點是信息采集、分析處理、信道管理，控制功能均由地面中心站計算機完成。數(shù)據(jù)傳輸量大、負擔繁重，中心站計算機是系統(tǒng)關(guān)鍵性節(jié)點，當中心站和傳輸通道發(fā)生故障時，將導(dǎo)致整個系統(tǒng)的癱瘓。:

集中式控制系統(tǒng)大多為星型結(jié)構(gòu)，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，將多個節(jié)點連接到一個中心節(jié)點即可；增加、擴展節(jié)點十分方便。中心節(jié)點是整個系統(tǒng)的“瓶頸”，該系統(tǒng)的可靠性很大程度上取決于中心節(jié)點。

4.2分布式分布式多級計算機控制系統(tǒng)，簡稱DSSC系統(tǒng)，是實時控制系統(tǒng)中廣為采用的一種控制系統(tǒng)。所謂分布式多級計算機系統(tǒng)，就是由分布在不同地點，以協(xié)作方式互相配合進行工作的多計算機系統(tǒng)。一般在幾個地方設(shè)置執(zhí)行簡單任務(wù)的低檔計算機，而較復(fù)雜的任務(wù)則集中由中、高檔計算機去執(zhí)行。

環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)范文第2篇

【關(guān)鍵詞】環(huán)境，自動監(jiān)控系統(tǒng)，問題

中圖分類號：TE08 文獻標識碼： A

一、前言

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境污染的日益嚴重，如不加強監(jiān)測力度，勢必造成我國生態(tài)城市的良性發(fā)展。環(huán)境自動監(jiān)控是環(huán)境管理的重要組成部分，自動監(jiān)控系統(tǒng)已基本完成建設(shè)并投入使用。

二、自動監(jiān)控系統(tǒng)概述

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，污染物排放量迅速增加，環(huán)境污染已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平提高及身體健康的重大因素。由于對污染企業(yè)缺乏有效的監(jiān)控管理手段，致使污染事故頻頻發(fā)生，給國家和人民帶來巨大的損失。全面實施環(huán)境自動監(jiān)控已成為環(huán)境管理的迫切需要，是貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)建社會主義和諧社會的重大舉措，具有極其重要而深遠的意義。自動監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心系統(tǒng)及企業(yè)現(xiàn)場端自動監(jiān)控系統(tǒng)組成。以水污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)為例，企業(yè)現(xiàn)場端自動監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控因子的樣品采集、分析儀和數(shù)據(jù)采集儀組成。自動監(jiān)控分析儀通過自動水泵將排放口廢水采集到分析儀，經(jīng)過儀器分析得出分析結(jié)果。再通過數(shù)據(jù)采集儀將分析結(jié)果上傳到監(jiān)控中心服務(wù)器。

三、設(shè)立環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)的基本要求

環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)是環(huán)境自動監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，是環(huán)境自動監(jiān)測技術(shù)在實際工作中的綜合應(yīng)用。環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)當包括以下最基本的技術(shù)內(nèi)容：

確定監(jiān)測的目標，并在此基礎(chǔ)上確定監(jiān)測范圍、監(jiān)測項目、監(jiān)測方法。確定監(jiān)測目標是建立一個自動監(jiān)測系統(tǒng)最重要和最基本的工作，也是評價一個自動監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計合理性的重要指標。

根據(jù)以往的監(jiān)測資料或通過實際監(jiān)測，運用統(tǒng)計學(xué)的方法確定適當?shù)谋O(jiān)測點位并完成建設(shè)。一個監(jiān)測網(wǎng)的布點方法有許多種，對環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)而言，按功能區(qū)布點是較經(jīng)濟合理的方法。

設(shè)計合理的樣品采集系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)能夠采集到具有代表性的環(huán)境樣品。對于同一類的監(jiān)測項目其樣品采集系統(tǒng)應(yīng)當具有較好的一致性，此外樣品采集系統(tǒng)還應(yīng)當具有良好的穩(wěn)定性、耐用性、操作性和維護的方便性。

建立一個由計算機控制的、能夠?qū)嵭袩o人值守的連續(xù)自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一個設(shè)計良好、功能完善的自動監(jiān)測系統(tǒng)不僅要有良好的外部硬件，還應(yīng)當擁有功能強大的系統(tǒng)軟件。在這樣的系統(tǒng)中控制中心與各個監(jiān)測子站之間的聯(lián)系應(yīng)當具有較大的靈活性，每個子站既可以聯(lián)網(wǎng)同步運行。又可以脫網(wǎng)單獨運行。系統(tǒng)中應(yīng)當既有固定站，又有流動站，以增強系統(tǒng)的適應(yīng)性和應(yīng)急能力?？刂浦行某耸占鱾€子站的監(jiān)測數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理外，還能夠控制子站的運行和重要的診斷功能。系統(tǒng)應(yīng)當具有良好的靈活性、透明性和控制能力、糾偏能力、以及預(yù)警能力。

建立一個適合本地區(qū)情況有利于今后發(fā)展的通汛系統(tǒng)。對于一個穩(wěn)定的功能相對單一的系統(tǒng)來說，可供選擇的通訊系統(tǒng)可能較多。但是對于一個復(fù)雜的混合系統(tǒng)（如既有固定站，又有流動站；既有空氣監(jiān)測網(wǎng)，又有水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)）來說，有可能單一通訊系統(tǒng)的效果不如多種通訊系統(tǒng)混合的效果好。對通訊系統(tǒng)的基本要求是可靠性高、靈活性好和適應(yīng)性強。

選擇技術(shù)成熟、方法可靠、性能穩(wěn)定、使用簡單、維護方便、價格合理、適合連續(xù)監(jiān)測的自動監(jiān)測儀器。監(jiān)測儀器種類繁多，有國產(chǎn)的、進口的；有電化學(xué)法、光化學(xué)法和物理法的；有單一參數(shù)的、多參數(shù)的；可供選擇的范圍很大。儀器選擇的基本原則是精密、可靠、簡單、經(jīng)濟、兼容。

選擇性能可靠、使用方便的輔助裝備，為儀器設(shè)備運行提供一個穩(wěn)定的、安全的、良好的工作環(huán)境。最基本的輔助設(shè)備有空調(diào)機、抽濕機、增濕機、穩(wěn)壓電源、排氣扇、避雷裝置、消防裝置等。

建立系統(tǒng)內(nèi)部的質(zhì)量保證體系，保證系統(tǒng)內(nèi)各個監(jiān)測子站監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確；精密和可比，將整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量控制在已知置信的范圍之內(nèi)。

建立系統(tǒng)內(nèi)部儀器裝備維護體系，加強各種儀器裝備的預(yù)防性維護，保障監(jiān)測儀器裝備能夠穩(wěn)定可靠的連續(xù)運行，提高儀器的利用率，降低缺測率和錯誤率。通過加強預(yù)防性維護和提高維修水平能夠有效地降低維護費用。

建立一個相對獨立的綜合分析機構(gòu)，一方面進行數(shù)據(jù)分析、模式研究和預(yù)測預(yù)報，另一方面從統(tǒng)計學(xué)的角度對系統(tǒng)的監(jiān)測質(zhì)量進行評價，即建立系統(tǒng)內(nèi)部的第三方審核。

四、監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題

1、監(jiān)測方法問題

目前對企業(yè)污染物排放監(jiān)管處罰的主要依據(jù)是在線自動監(jiān)控數(shù)據(jù)、當?shù)丨h(huán)保部門的定期監(jiān)測和不定期抽查以及省局“四個辦法”檢查。實際的操作過程中會出現(xiàn)不同監(jiān)測方法間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)背離現(xiàn)象。以文登市創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司為例，2008年該企業(yè)污水排放指標COD和氨氮在線數(shù)據(jù)均達標，省局“四個辦法”的幾次抽查均為超標，且兩者數(shù)據(jù)差距較大，后經(jīng)分析原因為污水處理廠接收大量含氯廢水，導(dǎo)致COD的測定受到干擾。按照規(guī)范GB11914―89應(yīng)對水樣進行除氯分析，重新測定。此外，不同的儀器設(shè)備、不同的檢測方法，會影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確率、監(jiān)測時效以及帶來二次污染等問題，所以在儀器的選型、監(jiān)測方法的選擇上需要慎重考慮。

2、自動監(jiān)控系統(tǒng)在企業(yè)的推廣問題

污染源在線監(jiān)測設(shè)備主要是環(huán)保部門的執(zhí)法工具，環(huán)境監(jiān)測部門是在線監(jiān)控系統(tǒng)真正的、主要的用戶。對于排污單位內(nèi)部來說是一項不經(jīng)濟的行為，

因此，污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)在全國各個城市的建設(shè)過程中，出現(xiàn)了一系列問題和困難，主要是排污單位不愿出錢購買對自身無經(jīng)濟效益的自動監(jiān)控系統(tǒng)，用各種理由拖延甚至拒絕安裝，即使被迫要求安裝，排污單位自行采購安裝的在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備也是五花八門，良莠不齊。

3、監(jiān)管模式問題

在線自動監(jiān)測系統(tǒng)要求對污染物的各項指標和排放量實施24小時連續(xù)監(jiān)控。上級環(huán)境主管部門對各市自動監(jiān)控設(shè)備運行管理考核的重要依據(jù)包括“設(shè)備運行率”和“數(shù)據(jù)準確率”兩個指標。所謂“設(shè)備運行率”是指已上傳數(shù)據(jù)量與應(yīng)上傳數(shù)據(jù)量之比，“數(shù)據(jù)準確率”是指已上傳的準確數(shù)據(jù)量與已上傳數(shù)據(jù)量之比。在實際操作過程中，排除人為因素干擾，由于設(shè)備故障（如數(shù)采儀故障或傳輸故障）及氣候變化導(dǎo)致結(jié)冰等外在因素的影響，亦會導(dǎo)致在線數(shù)據(jù)的“缺失”或“失真”，產(chǎn)生的直接后果包括下級環(huán)境主管部門監(jiān)管上的失職、總量減排任務(wù)無法如期完成以及企業(yè)因“超標排”受到無辜處罰。如何確保在線監(jiān)控數(shù)據(jù)如實反映企業(yè)排污現(xiàn)狀，保證自動監(jiān)控設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，涉及到采取何種監(jiān)管模式及企業(yè)一運營公司一環(huán)保部門間的聯(lián)動問題。

4、數(shù)據(jù)采集傳輸問題

一個市級自動監(jiān)控系統(tǒng)主要由市級監(jiān)控中心自動監(jiān)控系統(tǒng)及污染源現(xiàn)場端自動監(jiān)控系統(tǒng)組成。污染源現(xiàn)場端自動監(jiān)控儀器采集、分析樣品，數(shù)據(jù)采集傳輸儀通過數(shù)字通道、模擬通道、開關(guān)量通道采集監(jiān)測儀表的監(jiān)測數(shù)據(jù)、狀態(tài)等信息，然后通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)、狀態(tài)傳輸至上位機；上位機通過傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送控制命令，數(shù)據(jù)采集傳輸儀根據(jù)命令控制監(jiān)測儀表工作。

存在問題：為確保數(shù)據(jù)的可靠和有效，所有數(shù)據(jù)采集傳輸儀必須經(jīng)檢測合格并列入合格目錄才能在自動監(jiān)控工作中選用。但目前，國家環(huán)保總局環(huán)境監(jiān)測儀器質(zhì)檢中心對專用于污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集傳輸儀尚未正式開展適用性檢測工作。

5、自動監(jiān)控數(shù)據(jù)的有效性審核問題

（一）、有效數(shù)據(jù)

有效數(shù)據(jù)是企業(yè)污染源自動監(jiān)測設(shè)備驗收合格后，其正常運行提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)在一定時段內(nèi)認定為有效數(shù)據(jù)。運行監(jiān)督考核合格后至下次運行監(jiān)督考核，該時段內(nèi)自動監(jiān)測設(shè)備正常運行提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)認定為有效數(shù)據(jù)；驗收不合格、日常運行監(jiān)督考核不合格或不能正常運行的企業(yè)污染源自動監(jiān)測設(shè)備，提供的污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)無效。

（二）、有效性審核

企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核是指環(huán)保部門對企業(yè)污染源自動監(jiān)測設(shè)備定期進行監(jiān)督考核，確定其自動監(jiān)測設(shè)備正常運行。企業(yè)污染源自動監(jiān)測設(shè)備在正常運行狀態(tài)下所提供的數(shù)據(jù)，即為通過有效性審核的污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)。存在問題：根據(jù)《方案》中環(huán)保部門對企業(yè)污染源自動監(jiān)測設(shè)備日常運行每季度考核一次，考核內(nèi)容包括現(xiàn)場核查、比對監(jiān)測、制度執(zhí)行情況、設(shè)備運行情況檢查等來看，考核間隔時間長達三個月，且仍需要投入很大人力資源進行人工操作。

五、結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展，環(huán)境問題也成為了社會關(guān)注的問題，近年來，環(huán)境問題一直是首要解決的問題，環(huán)境的污染對整個社會有著重要的影響。

參考文獻

[1]譚福元，李文林，馮葆華編，環(huán)境自動監(jiān)測[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)范文第3篇

關(guān)鍵詞：地鐵車站；環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS系統(tǒng)）；設(shè)計

中圖分類號：S611文獻標識碼： A 文章編號：

機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)( ElectricalandMechanicalControlSystem, EMCS) 即地鐵規(guī)范中的環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)是將計算機及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的機電設(shè)備自動化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的控制對象主要有通風空調(diào)設(shè)備、給排水設(shè)備、正常照明設(shè)備、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、漏水報警系統(tǒng)等子系統(tǒng)設(shè)備。其主要作用為對車站的環(huán)境質(zhì)量進行監(jiān)視和控制，使其在正常工況下滿足地鐵的正常運營、檢修以及辦公環(huán)境舒適度等要求，并在異常工況下提供正確可靠的信息來保證車輛、設(shè)備及辦公人員的安全。特別是在車站發(fā)生嚴重災(zāi)害事故(如火災(zāi)事故)的情況下,使有關(guān)救災(zāi)設(shè)施按照預(yù)定工況及時有效地運行,保障人身安全。

1、地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的概論

1.1BAS結(jié)構(gòu)概述

目前，地鐵中的BAS系統(tǒng)組建主要存在兩大方式，一種是在各車站中形成相對獨立的系統(tǒng)，通過維修工作站、現(xiàn)場觸摸屏、PLC控制器等實現(xiàn)對環(huán)境和機電設(shè)備的監(jiān)控（上海等）；另一種是與綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成，在綜合監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下完成其功能（廣州、深圳、港鐵等）。隨著綜合監(jiān)控集成技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，第二種方式被越來越多的新建線路所采用。

深圳地鐵3號線由AIS（自動化集成系統(tǒng)）組建全線監(jiān)控系統(tǒng)，BAS系統(tǒng)作為一個子系統(tǒng)深度集成到AIS中，通過AIS平臺面向OCC（控制中心）的調(diào)度員（如總調(diào)度員、環(huán)境調(diào)度員、維修調(diào)度員等）、車站值班人員（如值班站長、值班員等）和維修人員，根據(jù)不同站點及權(quán)限提供不同的信息和操作功能。BAS系統(tǒng)通過PLC控制器及接口設(shè)備采集、整理現(xiàn)場各被監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)信息，以用于

AIS工作站、BAS維修工作站及觸摸屏的監(jiān)控。同時BAS系統(tǒng)接收上述終端的數(shù)據(jù)及命令，經(jīng)優(yōu)先級和權(quán)限等判斷后執(zhí)行設(shè)備的遠程點動控制、時間表控制及模式控制等功能。

1.2BAS系統(tǒng)功能

BAS系統(tǒng)對通風空調(diào)、給排水、電扶梯、低壓配電與動力照明等各子系統(tǒng)的車站設(shè)備進行全面、有效的監(jiān)控和管理。BAS系統(tǒng)通過手動、自動或就地等方式控制設(shè)備的啟停，實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)，采集、處理并記錄有關(guān)信息，調(diào)控車站的環(huán)境舒適度，并通過時間表進行節(jié)能管理，以確保設(shè)備處于安全、可靠、節(jié)能、高效的運行狀態(tài)，從而為乘客提供舒適的乘車環(huán)境。另外BAS系

統(tǒng)還能在列車發(fā)生異常情況下（如火災(zāi)或列車阻塞事故），通過模式表控制車站設(shè)備進入相應(yīng)的防災(zāi)模式，協(xié)調(diào)車站設(shè)備的運行，充分發(fā)揮各種設(shè)備應(yīng)有的作用，保證乘客的安全和設(shè)備的正常運行。

1.3深圳地鐵3號線BAS系統(tǒng)簡介

深圳地鐵3號線的BAS系統(tǒng)實現(xiàn)對龍崗線總共30座車站及區(qū)間隧道的一般照明系統(tǒng)、廣告照明系統(tǒng)、電扶梯、通風空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、EPS（車站應(yīng)急照明電源）、UPS（不間斷電源）等機電設(shè)備的監(jiān)控，確保車站設(shè)備的高效、節(jié)能運行。AIS設(shè)在控制中心的中央級設(shè)備實現(xiàn)BAS全部功能，設(shè)在車控室的工作站實現(xiàn)該站或站群BAS分控級功能。

該線BAS系統(tǒng)主要由現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)交換機、控制器（PLC）、遠程I/O設(shè)備、接口協(xié)議轉(zhuǎn)換器、傳感器、BAS維修工作站、觸摸屏等構(gòu)成。采用2路具有獨立IP的100M以太網(wǎng)口聯(lián)接到AIS的交換機，以保證與AIS數(shù)據(jù)交換的可靠性。系統(tǒng)設(shè)備部署于車控室、計算機房、照明配電房、環(huán)控電控室等。系統(tǒng)采用西門子PLC冗余技術(shù)，使用雙網(wǎng)冗余、控制器與工作站冗余熱備份、可熱插拔模件、運行時硬件修改組態(tài)等技術(shù)，來達到應(yīng)用系統(tǒng)高容錯性、高可靠性和彈性靈活的要求。同時在車站計算機房內(nèi)設(shè)置有BAS維護工作站，實時監(jiān)控BAS機電設(shè)備的運行并由監(jiān)控的后備機提供冗余功能。

控制系統(tǒng)冗余設(shè)計

2.1組件設(shè)備的選取依據(jù)

根據(jù)地鐵設(shè)計的特點和深圳的實際情況，深圳地鐵3號線的BAS系統(tǒng)基于以下原則來選擇設(shè)備。

可靠性：在地鐵的運營維護和管理過程中，機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)有著極為重要的作用，其可靠性強度直接影響到地鐵的服務(wù)質(zhì)量，甚至地鐵的安全運

行。這要求BAS系統(tǒng)具有極高的可靠性，特別是選擇具有支持冗余技術(shù)的高可靠系統(tǒng)，通過冗余設(shè)計進一步提高系統(tǒng)的可靠性。

先進性：地鐵是一種具有較長服務(wù)期的基礎(chǔ)設(shè)施，地鐵中各系統(tǒng)的設(shè)計必須考慮到未來的需要，盡量選擇發(fā)展前途好、技術(shù)水平高、有較長生存期的PLC控制系統(tǒng)。

開放性：機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)涉及到的設(shè)備種類和設(shè)備廠商繁多，而接口、協(xié)議等互不相同的設(shè)備往往很難互聯(lián)。所以控制系統(tǒng)的開放性將關(guān)系到系統(tǒng)內(nèi)不同設(shè)備之間的互聯(lián)和協(xié)作。因此應(yīng)盡量選擇開放性好、聯(lián)網(wǎng)方便的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及工業(yè)協(xié)議，以保證設(shè)備的兼容性。

經(jīng)濟性：在充分考慮上述可靠性、先進性、開放性等因素基礎(chǔ)上，還應(yīng)該考慮費用的經(jīng)濟性以盡可能節(jié)省投資。

2.2主要部件的冗余設(shè)計和產(chǎn)品選擇

地鐵環(huán)控系統(tǒng)工況多，工藝復(fù)雜，為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高可靠性，在系統(tǒng)配置時要充分考慮資源冗余，留有足夠備用資源。根據(jù)前面的設(shè)備選取原則，參考國內(nèi)地鐵行業(yè)的已有方案，深圳地鐵3號線BAS系統(tǒng)最終選擇西門子可編程器系統(tǒng)，并利用S7-400H控制器先進的硬冗余技術(shù)設(shè)計出穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)架構(gòu)。

2.2.1冗余主CPU

使用SIEMENS S7414-4H作為冗余控制器和熱備系統(tǒng)，通過高速光纖相連，用兩套冗余的通訊通道進行實時數(shù)據(jù)傳輸。實現(xiàn)在線實時修改PLC程序及參數(shù)，并讓更新后的程序在下一次掃描后以小于30毫秒的切換時間。

地下站中使用兩套SIEMENS S7414-4H安裝于站內(nèi)兩端的環(huán)控室。高架站中設(shè)備數(shù)量較小，設(shè)備分布相對較為集中，管理用房也少，只需用一套SIEMENS S7414-4H安裝于計算機房，便能滿足設(shè)計所要求全部功能。容錯部件包括電源模塊PS407-10A、CPU模塊CPU414-4H、通信模塊CP443-1、近距離同步模塊及光纖。

2.2.2網(wǎng)絡(luò)通訊冗余設(shè)計

車站BAS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采取兩層結(jié)構(gòu)。第一層為站級系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，采用工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)S7-400主站、S7-300子站、LCP、維護工作站間的冗余環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。所采用的KIEN 2000工業(yè)交換機集成了2對光纖接口，6個10Base-TX以太網(wǎng)接口。第二層為現(xiàn)場設(shè)備總線網(wǎng)，采用PROFIBUS工業(yè)控制網(wǎng)，實現(xiàn)ET200M遠程模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊等與CUP的數(shù)據(jù)交換。

2.2.3ET 200M分布式I/O設(shè)備冗余設(shè)計

ET 200M由兩個IM 153-2和多個S7-300的I/O模塊組成，通過這兩個接口模塊及冗余通訊鏈路實現(xiàn)DP從站與遠程S7-400主備CPU的數(shù)據(jù)交換。使用Y-LINK總線耦合器連接冗余H主站到單通道的PROFIBUS從站，實現(xiàn)與MCC（MOTOR CONTROL CEN-TER）系統(tǒng)的通信。其中該從站的容錯部件為接口模塊IM 153-2。

2.2.4IBP盤 PLC系統(tǒng)

IBP（車站車控室配置綜合后備盤）采用人工介入方式，通過IBP運行模式或設(shè)備的遠程單動方式操作，保證在中央一級通信故障或站級人機接口故障發(fā)生時具有緊急后備的裝置可用。IBP盤PLC由S7-315-2DP/PN、CP343-1及若干I/O模塊組成，CPU的PN端口和CP343-1實現(xiàn)與S7-400主站冗余以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換。其中硬件容錯功能由CUP模塊CPU315-2PN/DP和通信模塊CP343-1合起來實現(xiàn)。

2.2.5系統(tǒng)軟件

根據(jù)選用的硬件設(shè)備和其它系統(tǒng)接口要求，選用以下軟件構(gòu)建完整的BAS系統(tǒng)。編程軟件采用STEP7 V5.4系統(tǒng)，LCP監(jiān)控組態(tài)軟件選用SIMATIC WINCC flexible 2007，AIS組態(tài)軟件CitectSCADAv7.10中的西門子驅(qū)動為SiemensIEBackendV7_10_53For Citect。

2.3系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

深圳地鐵3號線的車站BAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括計算機房BAS維護工作站、冗余CPU主站、雙路冗余的以太環(huán)網(wǎng)及DP網(wǎng)、照明配電室遠程I/O、環(huán)控室觸摸屏

（LCP）、車控室IBP遠程從站等。

BAS系統(tǒng)在車站與相關(guān)系統(tǒng)存在較多接口,在車站與主控系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、通風空調(diào)系統(tǒng)、配電照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)及電／扶梯系統(tǒng)等存在接口。車站BAS系統(tǒng)的設(shè)計對接口進行了詳細嚴格規(guī)定，主要通過規(guī)定接口專業(yè)雙方接口界面、物理接口、軟件協(xié)議、功能接口等。

典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有地下站（圖1）和高架站（圖2）兩種類型。

圖 1地下站BAS系統(tǒng)典型框架圖

圖 2高架站BAS系統(tǒng)典型框架圖

從圖中可知，主PLC、IBP盤PLC、遠程擴展模塊等都是冗余節(jié)點（觸摸屏LCP除外），該節(jié)點中有一個容錯部件故障時，不會影響和它相聯(lián)的其它節(jié)點或整個系統(tǒng)的可靠性，大大減少了故障或維修工作帶來的損失，先前建立容錯系統(tǒng)所增加的投入會很快被避免的生產(chǎn)損失所補償。

環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】CDMA 遠程監(jiān)控 數(shù)據(jù)傳輸

1 前言

作為信息產(chǎn)業(yè)的一部分，通信服務(wù)業(yè)已遍布城鄉(xiāng)各地，日益龐大的通信網(wǎng)絡(luò)由城市向鄉(xiāng)村延伸，由經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)向不發(fā)達地區(qū)擴展。微波站，傳輸中繼站，移動基站，交換終端局等的環(huán)境監(jiān)控對于保證設(shè)備的安全運行尤為重要，為此各種環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運而生。尋求低成本靈活高效的遠端監(jiān)控方式是遠程技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的必然?；贑DMA通信條件的遠端環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)對門禁監(jiān)示、溫度監(jiān)測、空調(diào)運行操作、煙霧報警、交直流電源狀態(tài)等的遠程監(jiān)測，在生產(chǎn)指揮中心，能實現(xiàn)對遠端門禁、溫度等數(shù)據(jù)的最高、最低告警值設(shè)置，及對監(jiān)測設(shè)備的遠程管理?？捎糜嬎銠C進行集中管理，也可在有告警時自動轉(zhuǎn)發(fā)手機短信或電話通知給一個或幾個責任人。系統(tǒng)運行可靠、價格經(jīng)濟、使用費用低廉（短信費率）、不改動空調(diào)等設(shè)備的主系統(tǒng)回路安裝簡便。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)組成

2.1.1 現(xiàn)場部分

（1）現(xiàn)場采集一次儀表（數(shù)據(jù)采集的輸入器件）如下：

a. 現(xiàn)場工況采集變送器（如：壓力、溫度變送器等）。

b. 模擬傳感器件（如：氣體、紅外、示功圖、溫變電阻、電橋等傳感器等。

c. 各類開關(guān)（如：門禁、位置、閥門、狀態(tài)開關(guān)、計數(shù)器等）。

（2）數(shù)據(jù)采集處理控制器（是RTU、MCU功能的一體化控制單元）如下：

1）功能：

a. 通過變送器及傳感器將現(xiàn)場數(shù)據(jù)采樣、A/D轉(zhuǎn)換、邏輯判斷、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)處理和協(xié)議打包、存儲并向通信單元傳輸操作；

b. 接受通信單元發(fā)來的信息和控制操作；

c. 處理并執(zhí)行控制中心對采集參數(shù)的設(shè)置或機構(gòu)操作。

2）技術(shù)特性：

a. 智能數(shù)據(jù)采集，動態(tài)變量傳輸。

b. 邏輯判別協(xié)議類型。

c. “黑匣子”功能。

d. 參數(shù)設(shè)置靈活、可靠。

e. 多路模擬量/開關(guān)量數(shù)據(jù)輸入。

f. 自身獨立時鐘；端口實時監(jiān)測。

2.1.2 數(shù)據(jù)傳輸部分

CDMA網(wǎng)絡(luò)。

2.1.3 指揮控制中心部分

（1） INTERNET網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

（2）數(shù)據(jù)服務(wù)器或單機。

（3）SQL數(shù)據(jù)庫。

（4）數(shù)據(jù)遠程采集監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件。

主要功能：

（1）完成對現(xiàn)場采集處理控制器的所有端口遠程設(shè)置。

（2）對采集到數(shù)據(jù)進行解碼轉(zhuǎn)換，存入數(shù)據(jù)庫，進行下一步的統(tǒng)計分析，MIS功能。

（3）對現(xiàn)場異?，F(xiàn)象進行報警處理。

（4）把控制中心的指令進行打包，添加通信協(xié)議，利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)傳給ACU 及采集處理控制器，從而達到遠程控制的目的。

2.2 系統(tǒng)工作原理

遠端數(shù)據(jù)采集處理控制器，通過該控制器的RS232串口（通用串口）總線接口連接采集終端設(shè)備，并對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲、打包等處理，將處理后的數(shù)據(jù)通過CDMA網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送到到用戶控制中心的數(shù)據(jù)采集處理控制器。同時，數(shù)據(jù)采集處理器可接受處理控制中心傳來的指令，通過其控制量接口，對設(shè)備進行操作；數(shù)據(jù)采集器會對數(shù)據(jù)進行加密處理，防止數(shù)據(jù)在傳送過程中被竊取。該控制器具有8-512個控制量接口。同時支持手寫板，用于人工數(shù)據(jù)錄入。

2.3 系統(tǒng)主要功能

2.3.1 硬件功能

（1）完成兩種壓力和溫度的模數(shù)轉(zhuǎn)換。

（2）完成室門等開關(guān)狀態(tài)檢測。

（3）完成對壓力溫度的超限報警。

（4）完成對室門等三個開關(guān)量的異常報警。

（5）硬件系統(tǒng)應(yīng)自備電源。

（6）考慮到現(xiàn)場的工作安全，須按照部標，將所有監(jiān)測設(shè)備安裝在防爆箱內(nèi)。

2.3.2 上位機軟件功能

（1）完成數(shù)據(jù)的接收及相關(guān)的變換處理。

（2）對接收到的數(shù)據(jù)完成分類及寫入數(shù)據(jù)庫操作。

（3）實時查詢工作狀態(tài)。

（4）報警信息提示。

（5）客戶端計算機能夠查詢數(shù)據(jù)記錄和實時查詢工作狀態(tài)。

3 系統(tǒng)軟件的主要技術(shù)規(guī)范

（1）對被監(jiān)測設(shè)備正常運行和事故情況下的生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，大屏幕彩色CRT顯示，定時自動報表打印，越限和事故報警，事件順序及事故追憶記錄，對斷路器和隔離開關(guān)進行分/合操作，接收微機繼電保護的數(shù)據(jù)信息，完成自動控制功能，向調(diào)度傳送遠動信息及要求的數(shù)據(jù)，以及一些其他運行管理功能。

（2）具備標準的軟硬件環(huán)境。選擇通用的硬件配置，使之運行維護方便，靈活，簡單，移植方便，與外界的聯(lián)系直接有效，系統(tǒng)具有豐富的運行經(jīng)驗，具備很高的可靠性和穩(wěn)定性。

（3）符合模塊化結(jié)構(gòu)。易于擴充的設(shè)計原則，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及通信都有擴展的能力。

（4）具有自檢功能，監(jiān)視外設(shè)運行狀態(tài)，并具有較強的抗干擾能力；具有失電保護和檢測功能，在電源恢復(fù)后能自動啟動并恢復(fù)運行。

（5）配備實時操作系統(tǒng)，具有豐富的服務(wù)程序及支持軟件。軟件在實時和事件的驅(qū)動方式下運行，具有方便的軟件維護功能，具有在線和離線診斷功能。

4 系統(tǒng)功能

（1）短信遙控。

（2）設(shè)備狀態(tài)短信回傳。

（3）振鈴遙控。

（4）DTMF通話遙控、監(jiān)聽。

（5）輸出方式選擇。

（6）觸發(fā)發(fā)短消息。

（7）手機發(fā)短信更改報警設(shè)置功能。

（8）通過串口直接控制繼電器的開關(guān)。并能通過串口查詢繼電器的狀態(tài)。

參考文獻

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環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)范文第5篇

關(guān)鍵詞：SHT11；C20；TSL230B；SEN0114

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A

一、概述

溫室大棚種植為人們生活水平提高帶來了極大的便利。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)技術(shù)智能化發(fā)展是必然趨勢。用現(xiàn)代技術(shù)來改變溫濕大棚中農(nóng)作物的生長環(huán)境，縮短其生長周期，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，幵發(fā)和研制溫室環(huán)境自動化控制系統(tǒng)是有必要的。農(nóng)作物單位面積的出產(chǎn)量角度出發(fā)，溫室種植與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，具有很高的單位面積出產(chǎn)值；從環(huán)境保護角度出發(fā)，溫室種植不僅可以產(chǎn)出綠色的農(nóng)作物，而且可以做到精確地控制化肥使用量以及其它添加劑的施加量，減少了對土壤和地下水的污染。

二、硬件設(shè)計框圖

溫室指通過人工干預(yù)對指定區(qū)域內(nèi)溫度、濕度、光照、土壤水分、CO2濃度等諸多環(huán)境因子進行調(diào)控，使之適合所培育農(nóng)作物的生長需求。本文主要應(yīng)用單片機和相應(yīng)的傳感器來實現(xiàn)對溫室大棚環(huán)境控制。

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)由電源、傳感器、按鍵輸入部分、顯示報警、控制輸出、總線模塊組成。電源模塊用于將交流電轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需穩(wěn)定的各等級直流電源；傳感器模塊用于測量大棚環(huán)境溫濕度、CO2濃度、光照強度、土壤水分等，傳感器選用的都是數(shù)字型的。控制模塊用于讀取傳感器輸出的數(shù)字信號，處理后輸出到顯示模塊顯示各數(shù)值值，并與各數(shù)值上下限比較，超限時報警，并驅(qū)動智能輸出模塊動作。智能型溫室大棚控制原理系統(tǒng)圖如圖1所示。

本文單片機選用STC89C52，它是種帶8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲器，低電壓，高性能COMOS8的微處理器。該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。

三 、傳感器的選擇

1 溫度調(diào)節(jié)。在最高溫度和最低溫度時，農(nóng)作物生長發(fā)育停止，在最適溫度時，農(nóng)作物生長速度最快。在最高溫度和最低溫度時再升高或降低，農(nóng)作物開始出現(xiàn)傷害甚至致死，適宜的溫度對農(nóng)作物的生長有著十分重要的影響。溫度調(diào)節(jié)，在設(shè)定的上下限進行自動加溫降溫。本文降溫設(shè)備采用窗簾風機設(shè)備，升溫設(shè)備采用加熱器。

本文選用了SHT11傳感器。SHT11的四個引腳，DATA引腳接單片機的P1.1，在與單片機連接之間接個4.7KΩ的上拉電阻；STK引腳接單片機的P1.2，VCC與GND分別接單片機的GND和5V電源了。LCD顯示器顯示出當前的相對溫度，高于設(shè)定值啟動降溫設(shè)備，溫度低于設(shè)定值時啟用升溫設(shè)備；能設(shè)定24小時內(nèi)3-4組不同的設(shè)定值在不同時間控制，并保持每天重復(fù)直至更改參數(shù)。

2 CO2的調(diào)節(jié)。CO2是植物進行光合作用的重要原料之一，在作物的整個生長期，都需要提供不同濃度的CO2。適宜的CO2濃度可以促使幼苗根系發(fā)達、活力增強、產(chǎn)量增加。二氧化碳濃度的變化將對農(nóng)作物生長產(chǎn)生一定影響，通常農(nóng)作物的產(chǎn)量會增加，但質(zhì)量會下降。所有監(jiān)控CO2的濃度變化是有一定意義的。

本文選用的二氧化碳濃度傳感器是英國GSS的C20，該傳感器具有響應(yīng)速度快，低功耗，防水抗震動和精度高等特點。C20數(shù)字傳感器四線連接就可以工作，其中從左至右分別為：接地、串行輸入、串行輸出、+5V電壓。其中1引腳和4引腳分別接電源和地，2引腳和3引腳分別接單片機的P1.3引腳和P1.4引腳。

3 光照調(diào)節(jié)。光合作用條件是光，延長光照時間可以增加光合作用進行的時間，有利于農(nóng)作物產(chǎn)量的提高；光合速率隨著光照強度的增加而加快.但超過一定范圍之后，光合速率的增加變慢，所以光照對作物的生長也起著十分重要的作用。

本文采用了TSL230B光照傳感器來采集光照度。TSL230B有8個引腳，1、2引腳為靈敏度選擇輸入端；3引腳為輸出頻率使能端，低電平有效；4引腳接地；5引腳接電源；6引腳為輸出頻率；7、8引腳為輸出頻率分頻系數(shù)選擇輸入端。

作物吸收的光能主要分布在紅光以及藍光的波長范圍內(nèi)，因此釆用低功耗高亮度的紅藍光源LED設(shè)計補光燈系統(tǒng)作為補光設(shè)備。農(nóng)作物的生長離不開陽光的光合作用，系統(tǒng)根據(jù)采集到的光照度，控制開啟LED設(shè)計補光燈系統(tǒng)以滿足農(nóng)作物生長的光照需求。

4 土壤濕度的調(diào)節(jié)。土壤濕度是影響作物生長的重要因素，掌握土壤濕度對作物生長有著重要的意義。在相對濕度較小時，如土壤水分充足，則作物蒸騰較旺盛，作物生長較好。若較長時間空氣濕度處于飽和條件下，作物生長將受抑制，導(dǎo)致質(zhì)量下降等。相對濕度太小，會加重土壤干旱或引起大氣干旱，特別在氣溫高而土壤水分缺乏的條件下，作物的水分平衡被破壞，水分入不敷出，會阻礙生長而造成減產(chǎn)。

本文采用的土壤濕度傳感器是SEN0114。SEN0114有3個引腳，其中GND接地，VCC接電源，DATA接單片機P1.5. 這是一個簡易的水分傳感器可用于檢測土壤的水分，當土壤缺水時，傳感器輸出值將減小，反之將增大。土壤缺少就啟動灌溉設(shè)備。

結(jié)語

溫室大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對溫室大棚內(nèi)作物生長的環(huán)境的有效控制，可以實時監(jiān)測到溫度、濕度、CO2的濃度計光照，可以較好地智能控制作物各生長因子，使得作物生長在最為合適的環(huán)境中，可以大大提高了作物的產(chǎn)量與質(zhì)量。