專利名稱：溫室環(huán)境智能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫室控制裝置，特指能智能地控制溫室環(huán)境參數(shù)的溫室環(huán)境智能控制器。
技術(shù)背景對(duì)溫室環(huán)境的控制主要有人工手動(dòng)操作和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制兩種方式。人工手動(dòng)操作方式主要由操作者根據(jù)當(dāng)時(shí)的環(huán)境狀況和自身經(jīng)驗(yàn)來控制溫室。顯然，其控制效果主要依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)操作者的知識(shí)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求非常高，普通農(nóng)民難以勝任。計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制方式的硬件主要由工控機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、信號(hào)輸出卡、各環(huán)境參數(shù)傳感器等組成。該方式系統(tǒng)龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資較大，普通老百姓難以承受其高昂的造價(jià)。目前，已有用單片機(jī)代替工控機(jī)來進(jìn)行自動(dòng)控制的控制裝置，但這些控制裝置存在溫室環(huán)境參數(shù)控制不全面、系統(tǒng)不便于規(guī)模擴(kuò)展等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服溫室環(huán)境控制中人工手動(dòng)控制方式對(duì)操作者的高度依賴性、工控機(jī)控制方式的高昂造價(jià)和單片機(jī)控制方式的系統(tǒng)擴(kuò)展性不強(qiáng)等不足，本實(shí)用新型提供一種溫室環(huán)境智能控制器，該溫室環(huán)境智能控制器配合相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能自動(dòng)、智能地控制溫室內(nèi)各環(huán)境因子以適合溫室內(nèi)作物的生長；既可單機(jī)運(yùn)行，也可聯(lián)網(wǎng)使用，規(guī)模擴(kuò)展性強(qiáng)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的傳感器輸入接線座、電流型/電壓型選擇器、模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片順序電連接，模擬量/數(shù)字量參考電壓調(diào)整器與模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片電連接，數(shù)字量/模擬量參考電壓調(diào)整器和數(shù)字量/模擬量輸出接線座均與數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換芯片電連接，數(shù)字量輸出接線座、數(shù)字量輸出隔離器、數(shù)字量輸出接口芯片順序電連接，數(shù)碼管、發(fā)光二極管、鍵盤均與鍵盤/顯示接口芯片直接電連接，RJ45接線座、RS485收發(fā)器、高速隔離器順序電連接，模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)字量輸出接口芯片、看門狗/電可擦除只讀存儲(chǔ)器芯片、時(shí)鐘芯片、高速隔離芯片和鍵盤/顯示接口芯片均與單片微型處理器直接電相連。單片微型處理器內(nèi)存儲(chǔ)器中有溫室智能控制規(guī)則。溫室環(huán)境參數(shù)傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)過模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后進(jìn)入單片微型處理器。單片微型處理器對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理，根據(jù)控制規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換電路或數(shù)字量輸出電路經(jīng)相應(yīng)隔離后輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作直接或間接地改變相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)。人機(jī)交互通過數(shù)碼管、發(fā)光二極管和鍵盤，聯(lián)機(jī)通過RS485收發(fā)器。
該溫室環(huán)境智能控制器的優(yōu)點(diǎn)是通過控制程序配合相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能自動(dòng)、智能地控制溫室內(nèi)各環(huán)境因子以適合溫室內(nèi)作物的生長；采用看門狗電路可提高系統(tǒng)的可靠性；采用非易揮發(fā)時(shí)鐘和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可提供停電時(shí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的保護(hù)和恢復(fù)；采用RS485收發(fā)器可實(shí)現(xiàn)控制器聯(lián)網(wǎng)功能。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，人機(jī)交互界面友好，規(guī)模擴(kuò)展性強(qiáng)，成本低廉，適合在國內(nèi)外推廣。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。


圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖中所示，傳感器輸入接線座與電流型/電壓型傳感器選擇器相連。用戶可選用電流輸出型傳感器或電壓輸出型傳感器，通過電流型/電壓型傳感器選擇器進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。電流型/電壓型傳感器選擇器與模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片相連。模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換參考電壓調(diào)整器與模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片相連，調(diào)整其參考電壓。數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換輸出接線座和數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換參考電壓調(diào)整器與數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換芯片相連。數(shù)字量輸出接線座與數(shù)字量輸出隔離器相連。數(shù)字量輸出隔離器與數(shù)字量輸出接口芯片相連。數(shù)碼管、發(fā)光二極管和鍵盤與鍵盤/顯示接口相連。RJ45插座與RS485收發(fā)器相連，RS485收發(fā)器與高速隔離器相連。模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)字量輸出接口芯片、看門狗/電可擦除只讀存儲(chǔ)器、時(shí)鐘、高速隔離器和鍵盤/顯示接口均與單片微型處理器相連。
以溫室生產(chǎn)的溫度控制為例，有一個(gè)電流型溫度傳感器將輸出的電流信號(hào)通過傳感器輸入接線座傳送給模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片，模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后輸入單片微型處理器；控制器通過鍵盤輸入溫度的上下限值設(shè)定值，單片微型處理器比較傳感器輸入值與設(shè)定值之間的差別，當(dāng)溫室內(nèi)的溫度在設(shè)定值范圍內(nèi)，單片微型處理器給模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片與數(shù)字量輸出接口芯片傳送執(zhí)行機(jī)構(gòu)不動(dòng)作的信號(hào)；當(dāng)溫室內(nèi)的溫度超出設(shè)定值范圍時(shí)，單片微型處理器給模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片與數(shù)字量輸出接口芯片傳送降溫或加溫執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的信號(hào)；如要控制加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)加熱量大小時(shí)，數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換芯片將單片微型處理器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量信號(hào)，通過數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換輸出接線座傳送給加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)；如要控制風(fēng)機(jī)、濕簾等降溫執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，單片微型處理器輸出的數(shù)字信號(hào)通過數(shù)字量輸出接口芯片、數(shù)字量輸出隔離器、數(shù)字量輸出接線座，傳送給降溫執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
管理者可以通過服務(wù)器對(duì)控制器的環(huán)境因子上下限進(jìn)行設(shè)定或即時(shí)干預(yù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。例如可以在服務(wù)器上將溫度上下限值修改為20～30℃，通過RS485收發(fā)器，將修改后的上下限值傳輸給單片微型處理器；當(dāng)在服務(wù)器上對(duì)智能控制器傳輸來數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后需要啟動(dòng)蒸發(fā)降溫，而現(xiàn)場蒸發(fā)降溫機(jī)構(gòu)沒有動(dòng)作，可以采用人工干預(yù)，服務(wù)器將蒸發(fā)降溫機(jī)構(gòu)動(dòng)作的信息通過RS485收發(fā)器傳輸給單片微型處理器，啟動(dòng)蒸發(fā)降溫機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求1.溫室環(huán)境智能控制器，其特征是傳感器輸入接線座、電流型/電壓型選擇器、模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片順序電連接，模擬量/數(shù)字量參考電壓調(diào)整器與模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片電連接，數(shù)字量/模擬量參考電壓調(diào)整器和數(shù)字量/模擬量輸出接線座均與數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換芯片電連接，數(shù)字量輸出接線座、數(shù)字量輸出隔離器、數(shù)字量輸出接口芯片順序電連接，數(shù)碼管、發(fā)光二極管、鍵盤均與鍵盤/顯示接口芯片直接電連接，RJ45接線座、RS485收發(fā)器、高速隔離器順序電連接；模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)字量輸出芯片、看門狗/電可擦除只讀存儲(chǔ)器芯片、時(shí)鐘芯片、高速隔離芯片和鍵盤/顯示接口芯片均與單片微型處理器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室環(huán)境智能控制器，其特征是傳感器可選擇電流型輸出傳感器或電壓型輸出傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種溫室環(huán)境智能控制器，單片微型處理器根據(jù)預(yù)先編好的程序，對(duì)經(jīng)模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換電路輸入的溫室環(huán)境參數(shù)傳感器輸出信號(hào)經(jīng)過數(shù)字濾波、運(yùn)算和決策后，通過數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換電路或數(shù)字量輸出電路輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作直接或間接地改變相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)。其通過控制程序配合相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能自動(dòng)、智能地控制溫室內(nèi)各環(huán)境因子以適合溫室內(nèi)作物的生長；采用看門狗電路可提高系統(tǒng)的可靠性；采用非易揮發(fā)時(shí)鐘和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可提供停電時(shí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的保護(hù)和恢復(fù)；采用RS485收發(fā)器可實(shí)現(xiàn)控制器聯(lián)網(wǎng)功能。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，人機(jī)交互界面友好，規(guī)模擴(kuò)展性強(qiáng)，成本低廉，適合在國內(nèi)外推廣。
文檔編號(hào)G05B15/02GK2715202SQ20042002568
公開日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者左志宇, 毛罕平, 李俊, 張作貴, 張亮, 張西良 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)