一種溫室大棚智能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種控制系統(tǒng)，具體涉及一種溫室大棚智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括控制器、協(xié)調(diào)器、照明燈控制終端、溫濕度控制終端、GSM終端、藍(lán)牙終端，括控制器與協(xié)調(diào)器無(wú)線連接，協(xié)調(diào)器分別與照明燈控制終端、溫濕度控制終端、GSM終端和藍(lán)牙終端無(wú)線連接。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，通過(guò)設(shè)置的照明燈控制終端、溫濕度控制終端、GSM終端、藍(lán)牙終端，可將大棚內(nèi)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度等準(zhǔn)確的植物信息以及植物所處的環(huán)境數(shù)據(jù)，及時(shí)上傳于控制器，方便了工作人員的管理，解決了現(xiàn)有因現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境控制管理不當(dāng)造成的作物減產(chǎn)，提高了工作效率，減少了人員浪費(fèi)；是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)依托新型信息化應(yīng)用上邁出的重要一步。
【專利說(shuō)明】
一種溫室大棚智能控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種控制系統(tǒng)，具體涉及一種溫室大棚智能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)70年代，國(guó)外的數(shù)字農(nóng)場(chǎng)發(fā)展較快，特別是歐美的一些發(fā)達(dá)國(guó)家。但是由于當(dāng)時(shí)水平有限，只是進(jìn)行單一的控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)80年代采取多因素綜合控制方法，利用計(jì)算機(jī)控制農(nóng)場(chǎng)的環(huán)境。這種方法是將各種作物在不同生長(zhǎng)時(shí)期需要的適宜環(huán)境條件輸入到電腦，當(dāng)某一環(huán)境因素發(fā)生改變時(shí)，其余因素自動(dòng)做出相應(yīng)的修正或者調(diào)整。到了 20世紀(jì)90年代，在多因子環(huán)境控制中，采用了模糊控制技術(shù)，并采用這一先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)環(huán)境自動(dòng)控制的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。目前荷蘭、以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)可以根據(jù)作物的要求和特點(diǎn)，對(duì)大棚內(nèi)光照、溫度、水分等諸多因素進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控。美國(guó)和荷蘭還利用溫差管理技術(shù)，對(duì)花卉、果蔬等產(chǎn)品的開(kāi)花期和成熟期進(jìn)行控制，以滿足生產(chǎn)和市場(chǎng)的需要。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大棚控制技術(shù)發(fā)生了變化。一些國(guó)家在實(shí)現(xiàn)了作業(yè)和控制自動(dòng)化的同時(shí)，也進(jìn)行人工智能的廣泛應(yīng)用研究，開(kāi)發(fā)用于農(nóng)場(chǎng)管理、決策、咨詢等方面的專家系統(tǒng)軟件，利用遙測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行大棚的遠(yuǎn)程控制、管理診斷、實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)控，為用戶提供各類信息服務(wù)，該網(wǎng)絡(luò)還連接有幾個(gè)通訊平臺(tái)，用戶可以在遙遠(yuǎn)的地方通過(guò)形象、直觀的圖形化界面就可以與這種分布式的控制系統(tǒng)對(duì)話。
[0003]我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，早在兩千多年前就有蔬菜、花卉的栽培。20世紀(jì)30年代，我國(guó)的遼寧和北京地區(qū)，在冬季用“日光大棚”生產(chǎn)蔬菜，這種大棚不具備加熱的功能。但由于技術(shù)水平有限，加上冬天非常寒冷，這種大棚內(nèi)的光、熱環(huán)境并不適宜很多作物的生長(zhǎng)，只能用于種植耐寒性強(qiáng)的野菜類和蔥蒜類蔬菜，對(duì)于一些喜溫的蔬菜不起作用，黃瓜、番茄等果菜都是喜溫的作物，不能在此大棚內(nèi)種植。20世紀(jì)80年代中期，對(duì)原來(lái)的日光大棚，如環(huán)境調(diào)控和栽培技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，在很冷的冬天仍可以生產(chǎn)喜溫果菜。其中遼寧省農(nóng)民創(chuàng)建的海城目光大棚和瓦房店Et光大棚是我國(guó)設(shè)施蔬菜栽培史上的重大突破，只是產(chǎn)量比較低。我國(guó)的大棚栽培管理一直以來(lái)主要靠根據(jù)人們的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，在20世紀(jì)70年代從國(guó)外引進(jìn)了一些先進(jìn)的大棚設(shè)施，但是也出現(xiàn)了問(wèn)題，由于現(xiàn)代化大棚在我國(guó)能源消耗太大，我國(guó)國(guó)力難以承受:大棚生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能大棚設(shè)計(jì)與研究的過(guò)程，不僅有硬件設(shè)施還有軟件技術(shù)，是一個(gè)統(tǒng)一體，但既懂硬件又懂軟件的技術(shù)人員少;再者，由于各方面的差異，引進(jìn)國(guó)外的一些設(shè)備并不適應(yīng)我國(guó)的國(guó)情，沒(méi)能充分發(fā)揮其作用，且成本高、維護(hù)困難，并且引進(jìn)的國(guó)外系統(tǒng)一般都不具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，無(wú)法與管理系統(tǒng)聯(lián)系，以至于這些巨資引進(jìn)的設(shè)施基本上虧損經(jīng)營(yíng)。上世紀(jì)80年代末90年代初，在引進(jìn)、吸收、消化的基礎(chǔ)上，我國(guó)有關(guān)科研、教學(xué)單位圍繞著主要蔬菜的環(huán)境控制問(wèn)題展開(kāi)了試驗(yàn)研究，取得了一定成效。特別是“九五”期間，國(guó)家科技部提出的工廠化高效農(nóng)業(yè)示范工程推動(dòng)了作者國(guó)大棚監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)出一批具有作者國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的控制系統(tǒng)。但總休來(lái)講，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)中環(huán)境控制能力低，自動(dòng)化程度還非常的落后，抵御自然災(zāi)害的能力差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種通過(guò)友好的人機(jī)接口界面觀測(cè)與遙控大棚內(nèi)環(huán)境狀況，并可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集大棚內(nèi)、外溫度、濕度、光照、土壤溫度等環(huán)境參數(shù)值，并能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示與存儲(chǔ)的溫室大棚智能控制系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]一種溫室大棚智能控制系統(tǒng)，包括控制器、協(xié)調(diào)器、照明燈控制終端、溫濕度控制終端、GSM終端、藍(lán)牙終端，其特征在于:括控制器與協(xié)調(diào)器無(wú)線連接，協(xié)調(diào)器分別與照明燈控制終端、溫濕度控制終端、GSM終端和藍(lán)牙終端無(wú)線連接，其中:
[0007]照明燈控制終端包括用于采集溫室大棚內(nèi)亮度的亮度傳感器，照明燈控制終端與照明燈連接；
[0008]溫濕度控制終端包括用于采集溫室大棚內(nèi)溫度的溫度傳感器、用于采集溫室大棚內(nèi)濕度的濕度傳感器和用于采集溫室大棚內(nèi)光照強(qiáng)度的光照強(qiáng)度傳感器;溫濕度控制終端分別與溫室大棚內(nèi)的風(fēng)扇、滴灌裝置和遮陽(yáng)網(wǎng)連接；
[0009]GSM終端與手機(jī)無(wú)線連接；
[0010]藍(lán)牙終端與照明燈、風(fēng)扇、滴灌裝置和遮陽(yáng)網(wǎng)連接。
[0011 ]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0012]該溫室大棚智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，通過(guò)設(shè)置的照明燈控制終端、溫濕度控制終端、GSM終端、藍(lán)牙終端，可將大棚內(nèi)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度等準(zhǔn)確的植物信息以及植物所處的環(huán)境數(shù)據(jù)，及時(shí)上傳于控制器，方便了工作人員的管理，實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地監(jiān)測(cè)到農(nóng)田信息，促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，使之能夠更好地適應(yīng)作物的生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，提高土地的產(chǎn)出率，并且通過(guò)GSM終端可將大棚內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳至工作人員的手機(jī)上，由此解決了現(xiàn)有因現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境控制管理不當(dāng)造成的作物減產(chǎn)，提高了工作效率，減少了人員浪費(fèi)。對(duì)于建立集約型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理方式，提高植物病情防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等多方面具有重要意義，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)依托新型信息化應(yīng)用上邁出的重要一步。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]該溫室大棚智能控制系統(tǒng)包括控制器、協(xié)調(diào)器、照明燈控制終端、溫濕度控制終端、GSM終端和藍(lán)牙終端。括控制器與協(xié)調(diào)器無(wú)線連接，控制器為UP-Magic2410處理器，控制器包括顯示屏，控制器用于其中主要用于數(shù)據(jù)的處理、發(fā)出命令和數(shù)據(jù)的顯示，協(xié)調(diào)器為Zigbee模塊主要進(jìn)行無(wú)線通信，協(xié)調(diào)器分別與照明燈控制終端、溫濕度控制終端、GSM終端和藍(lán)牙終端無(wú)線連接。照明燈控制終端、溫濕度控制終端等外圍模塊主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集以及接受來(lái)自協(xié)調(diào)器中心節(jié)點(diǎn)的指令并執(zhí)行協(xié)調(diào)器中心節(jié)點(diǎn)的指令。
[0015]照明燈控制終端包括用于采集溫室大棚內(nèi)亮度的亮度傳感器，照明燈控制終端與照明燈連接；
[0016]溫濕度控制終端包括用于采集溫室大棚內(nèi)溫度的溫度傳感器、用于采集溫室大棚內(nèi)濕度的濕度傳感器和用于采集溫室大棚內(nèi)光照強(qiáng)度的光照強(qiáng)度傳感器;溫濕度控制終端分別與溫室大棚內(nèi)的風(fēng)扇、滴灌裝置和遮陽(yáng)網(wǎng)連接。
[0017]GSM終端與手機(jī)無(wú)線連接。
[0018]藍(lán)牙終端與照明燈、風(fēng)扇、滴灌裝置和遮陽(yáng)網(wǎng)連接。
[0019]該系統(tǒng)開(kāi)啟后，控制器的主控制界面顯示在UP_Magic2410液晶屏上，在主界面下會(huì)看到照明燈控制按鈕、溫濕度控制按鈕、遮陽(yáng)網(wǎng)控制按鈕、發(fā)送環(huán)境參數(shù)到手機(jī)按鈕、環(huán)境相關(guān)信息等信息。
[0020]各個(gè)按鈕的具體功能如下:
[0021 ] 照明燈控制按鈕功能:當(dāng)點(diǎn)擊UP_Magic2410液晶屏上照明燈按鈕的時(shí)候，便會(huì)進(jìn)入照明燈控制臺(tái)界面。在照明燈控制界面下可以看到，燈照開(kāi)關(guān)狀態(tài)、人為控制狀態(tài)、返回主菜單按鈕。點(diǎn)擊照明燈開(kāi)啟按鈕的時(shí)候，照明燈就會(huì)開(kāi)啟；點(diǎn)擊人為控制按鈕開(kāi)啟的時(shí)候便會(huì)進(jìn)入人為控制的狀態(tài)。點(diǎn)擊返回主菜單按鈕的時(shí)候便會(huì)進(jìn)入主控制界面。
[0022]溫濕度控制按鈕功能:當(dāng)點(diǎn)擊UP_Magic2410液晶屏上溫濕度按鈕的時(shí)候，便會(huì)進(jìn)入溫濕度控制臺(tái)界面。在溫濕度控制界面下可以看到，風(fēng)扇開(kāi)關(guān)狀態(tài)、人為控制狀態(tài)、返回主菜單按鈕并能實(shí)時(shí)看到當(dāng)前數(shù)字農(nóng)場(chǎng)中的溫度和濕度。當(dāng)點(diǎn)擊風(fēng)扇開(kāi)啟按鈕的時(shí)候，風(fēng)扇就會(huì)開(kāi)啟；當(dāng)點(diǎn)擊滴灌按鈕開(kāi)啟的時(shí)候便會(huì)將滴灌打開(kāi)，當(dāng)點(diǎn)擊人為控制開(kāi)啟按鈕的時(shí)候，便會(huì)進(jìn)入人為控制的狀態(tài)。點(diǎn)擊返回主菜單按鈕的時(shí)候便會(huì)進(jìn)入主控制界面。
[0023]遮陽(yáng)網(wǎng)控制按鈕功能:當(dāng)點(diǎn)擊UP_Magic2410液晶屏上遮陽(yáng)網(wǎng)按鈕的時(shí)候，便會(huì)進(jìn)入遮陽(yáng)網(wǎng)控制臺(tái)界面。在遮陽(yáng)網(wǎng)控制界面下可以看到，遮陽(yáng)網(wǎng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、人為控制狀態(tài)、返回主菜單按鈕。當(dāng)點(diǎn)擊遮陽(yáng)網(wǎng)開(kāi)啟按鈕的時(shí)候，遮陽(yáng)網(wǎng)就會(huì)開(kāi)啟；當(dāng)點(diǎn)擊人為控制開(kāi)啟按鈕的時(shí)候，便會(huì)進(jìn)入人為控制的狀態(tài)。點(diǎn)擊返回主菜單按鈕的時(shí)候便會(huì)進(jìn)入主控制界面。
[0024]發(fā)送環(huán)境參數(shù)到手機(jī)控制功能:當(dāng)點(diǎn)擊UP_Magic2410液晶屏上發(fā)送環(huán)境參數(shù)到手機(jī)按鈕的時(shí)候，便會(huì)將系統(tǒng)中的環(huán)境參數(shù)發(fā)送到系統(tǒng)中設(shè)定好的手機(jī)上，當(dāng)設(shè)定好的手機(jī)接收到GSM發(fā)來(lái)的環(huán)境參數(shù)時(shí)，便會(huì)在UP-Magic2410屏幕上彈出發(fā)送成功的消息框。
[0025]系統(tǒng)相關(guān)信息控制功能:當(dāng)點(diǎn)擊UP_Magic2410液晶屏上系統(tǒng)相關(guān)信息按鈕的時(shí)候，便會(huì)進(jìn)入到系統(tǒng)相關(guān)的界面上，在系統(tǒng)相關(guān)信息界面中將會(huì)看到系統(tǒng)的信息，點(diǎn)擊界面中的確定按鈕時(shí)，返回主界面。
[0026]工作過(guò)程中，照明燈控制終端、溫濕度控制終端將采集到的數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器接收到終端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)后，通過(guò)協(xié)調(diào)器中心節(jié)點(diǎn)上RS232串口發(fā)送給UP-Magic2410，當(dāng)UP-Magic2410接收到協(xié)調(diào)器中心節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)后顯示在屏幕上。UP-Magic2410屏幕接收到用戶點(diǎn)擊的指令時(shí)，UP-Magic2410通過(guò)RS232串口發(fā)送給協(xié)調(diào)器中心節(jié)點(diǎn)RS2 3串口，協(xié)調(diào)器中心節(jié)點(diǎn)收到UP-Mag i c 2410發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)后，無(wú)線發(fā)送給終端節(jié)點(diǎn)。Zigbee終端節(jié)點(diǎn)接收中心節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的指令后，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的設(shè)備工作。
[0027]該溫室大棚智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，方便了工作人員的管理，實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地監(jiān)測(cè)到農(nóng)田信息，促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，使之能夠更好地適應(yīng)作物的生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，提高土地的產(chǎn)出率，并且通過(guò)GSM終端可將大棚內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳至工作人員的手機(jī)上，由此解決了現(xiàn)有因現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境控制管理不當(dāng)造成的作物減產(chǎn)，提高了工作效率，減少了人員浪費(fèi)及人力消耗，對(duì)于建立集約型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理方式，提高植物病情防控能力，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等多方面具有重要意義，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)依托新型信息化應(yīng)用上邁出的重要一步。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溫室大棚智能控制系統(tǒng)，包括控制器、協(xié)調(diào)器、照明燈控制終端、溫濕度控制終端、GSM終端、藍(lán)牙終端，其特征在于:括控制器與協(xié)調(diào)器無(wú)線連接，協(xié)調(diào)器分別與照明燈控制終端、溫濕度控制終端、GSM終端和藍(lán)牙終端無(wú)線連接，其中: 照明燈控制終端包括用于采集溫室大棚內(nèi)亮度的亮度傳感器，照明燈控制終端與照明燈連接； 溫濕度控制終端包括用于采集溫室大棚內(nèi)溫度的溫度傳感器、用于采集溫室大棚內(nèi)濕度的濕度傳感器和用于采集溫室大棚內(nèi)光照強(qiáng)度的光照強(qiáng)度傳感器;溫濕度控制終端分別與溫室大棚內(nèi)的風(fēng)扇、滴灌裝置和遮陽(yáng)網(wǎng)連接； GSM終端與手機(jī)無(wú)線連接； 藍(lán)牙終端與照明燈、風(fēng)扇、滴灌裝置和遮陽(yáng)網(wǎng)連接。
【文檔編號(hào)】G05D27/02GK205680026SQ201620575705
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日 公開(kāi)號(hào)201620575705.0, CN 201620575705, CN 205680026 U, CN 205680026U, CN-U-205680026, CN201620575705, CN201620575705.0, CN205680026 U, CN205680026U
【發(fā)明人】李相敏, 萬(wàn)正兵, 康壯
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)江大學(xué)文理學(xué)院