基于物联网的温室大棚卷帘自动控制

在我国北方地区，早春、早秋、冬季温室大棚内气温比较低，不适宜农作物的生长。大棚卷帘相当于一层保温层，在极端天气下起到重要作用，不仅能够抵御恶劣天气，而且能够起到保温作用，使得作物不受外界严酷环境尤其是温度的骤然变化影响。而收放卷帘工作是一项重复、费时的工作，使用温室卷帘机能大幅减少卷放帘时间。目前大棚卷帘多为人工手动控制卷帘机，而一台卷帘机平均卷放帘子时间为5～6min，如果使用手动控制方式，每棚用时5～6min，再加上步行时间约4～5min，总共用时约为10min。

一、系统设计

当棚内温度过低时，传感器向网关传输数据，系统通过程序判断此时大棚正在经历恶劣天气，急需保温，因此通过网关下达指令，令卷帘机放下卷帘，保护大棚内作物的安全和合适的温湿度。除此之外，通过代码编程，也可实现调动其内置的通信模块功能，将采集到的温湿度等数据自动上传至阿里云平台，实现数据可视化。然而，一套完全闭环的自动控制系统显然存在诸多问题，例如对突发事件的处理等；除此之外，若要实现无人值守系统，整套系统应具备可以通过外部介入（人工控制）控制卷帘机的功能，以此应对极其突发的事件。

二、系统具体实现

在电动卷帘机的基础上，推出无人值守的智能化卷帘机控制系统，利用物联网网关控制农用大棚卷帘机的升降，基于物联网感知并实时反馈卷帘机卷帘位置，每天定时或根据天气状态启动卷帘，当卷帘机放下或收起达到限定或指定位置后即自行停止；并可在卷帘工作完成后，利用已安装在现场的摄像头拍摄状态图片，实时发送到农户手机上，大大解放了劳动力，避免了升降大棚卷帘机时间对群众大棚生产的限制。农户手机APP监控软件可以通过APP软件精确了解温室内以及农田的环境状况，并可对温室的卷帘、水泵等装置进行控制，以达到植物的最佳生长环境或人为设定环境。

三、技术亮点

环境感知：内置传感器实时监测光照和温度，触发动作更精准。双重控制：支持自动模式与手动遥控，突发天气也能快速响应。负载适配：针对不同材质（草帘、保温被）设计多档力矩调节。节能设计：待机功耗不足5W，相当于普通灯泡1/10的耗电量。

四、卷帘控制器选配与使用建议

根据大棚长度选择单轴/双轴机型，20米以下单轴即可满足。安装时注意电机防水等级，建议选IP54以上防护。定期检查限位开关精度，避免卷帘过卷损坏。北方地区建议搭配融雪功能机型，防止冬季结冰卡滞。