本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種日光溫室生產(chǎn)環(huán)境聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與自動控制器及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

日光溫室生產(chǎn)環(huán)境是一種被廣泛推廣的種植模式，其中在日光溫室生產(chǎn)環(huán)境中農(nóng)作物的生產(chǎn)過程中，需要對棚內(nèi)的溫度、濕度和光照進(jìn)行控制，以適應(yīng)不同種類的農(nóng)作物的生長需要，因此需要對應(yīng)調(diào)節(jié)成相適應(yīng)的生長環(huán)境。

現(xiàn)有常規(guī)的方法是控制遮陽卷被的開度來調(diào)節(jié)光照，控制上下通風(fēng)卷膜來實現(xiàn)通風(fēng)和溫度控制，有時還需要采用灌溉的方式對日光溫室生產(chǎn)環(huán)境的土壤濕度進(jìn)行控制。

現(xiàn)有上述控制的方法，通常采用人工來全程進(jìn)行操作，而采用人工操作的方式很難對日光溫室生產(chǎn)環(huán)境做到科學(xué)管理。現(xiàn)有也出現(xiàn)了智能控制日光溫室生產(chǎn)環(huán)境的方法，但是現(xiàn)有日光溫室生產(chǎn)環(huán)境控制系統(tǒng)控制模式單一，且智能化程度較低，功能也不全面。例如市場上常見的日光溫室生產(chǎn)環(huán)境控制器，一般僅采用采集傳感器的監(jiān)測數(shù)值，然后通過采集的監(jiān)測數(shù)值進(jìn)行自動控制，其控制模式較為單一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種日光溫室生產(chǎn)環(huán)境聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與自動控制器，控制模式多樣。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種日光溫室生產(chǎn)環(huán)境聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與自動控制器，其特征在于，包括：

主板；

網(wǎng)口模塊，與外部的后臺服務(wù)器或移動終端網(wǎng)絡(luò)連接；

通訊連接接口，用于與外部的傳感器信號連接，并將接收的傳感器信號輸送至主板；

開關(guān)電源，用于為主板提供電能；

繼電器，所述繼電器的輸入端與主板電連接，所述繼電器的輸出端與外部的受控終端電連接。

本發(fā)明中的控制器不但可以通過采集外部的傳感器的監(jiān)控信號，根據(jù)監(jiān)控信號來對受控終端進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，其中通過繼電器對受控終端進(jìn)行過載保護(hù)，本發(fā)明還可以將通過后臺服務(wù)器或移動終端接收傳感器監(jiān)控信息，用戶可通過后臺服務(wù)器或移動終端實時了解環(huán)境信息，若需要對日光溫室生產(chǎn)環(huán)境的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時，用戶可通過后臺服務(wù)器或移動終端遠(yuǎn)程配置日光溫室生產(chǎn)環(huán)境智能控制系統(tǒng)的參數(shù)，并下發(fā)控制命令至本發(fā)明，以調(diào)控受控終端。

本發(fā)明中通訊連接接口有多種，作為優(yōu)選，所述通訊連接接口為串口轉(zhuǎn)485接口。本發(fā)明中通過串口轉(zhuǎn)485接口讀取外接的各路傳感器的數(shù)值。

作為優(yōu)選，還包括與主板電連接且用于輸入受控終端運行參數(shù)的功能按鍵。本發(fā)明除了可以通過智能自動控制以外，還可以通過手動的方式將控制信號輸送至主板，以使得主板控制受控終端。

作為優(yōu)選，還包括與主板電連接的指示燈。本發(fā)明中可以通過指示燈顯示各個電路模塊的運行狀態(tài)，以便用戶及時了解運行信息。作為優(yōu)選，所述指示燈為led指示燈。

作為優(yōu)選，還包括用于存儲參數(shù)的電可擦除只讀存儲器。本發(fā)明可以通過電可擦除只讀存儲器存儲日光溫室生產(chǎn)環(huán)境智能控制系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，使得本發(fā)明在任何狀態(tài)下保存完整的系統(tǒng)參數(shù)信息。

作為優(yōu)選，還包括用于為主板提供實時時間的實時時鐘芯片以及為所述實時時鐘芯片提供電能的紐扣電池。本發(fā)明可以通過實時時鐘芯片提供準(zhǔn)確的實時時間，使得主板可以根據(jù)實時時間對受控終端進(jìn)行實時調(diào)整，因此本發(fā)明可以通過自動、手動以及時控模式進(jìn)行控制，控制模式更加多樣化。

作為優(yōu)選，還包括用于防止相間短路的相序保護(hù)器。當(dāng)電路斷相，錯相，三相電壓不平衡時，相序保護(hù)器可以對電路起到保護(hù)作用。

作為優(yōu)選，還包括用于控制電路啟閉的空氣開關(guān)。本發(fā)明中空氣開關(guān)可以起到總開關(guān)的作用，并具有短路保護(hù)、過電流保護(hù)作用。

作為優(yōu)選，所述主板外部設(shè)置有主板罩殼。主板罩殼可以保護(hù)主板，防止落塵。

作為優(yōu)選，還包括交流接觸器。交流接觸器具有遠(yuǎn)程控制、過電流保護(hù)、接地保護(hù)等作用，例如若受控終端為電機(jī)時，可以實現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制。

作為優(yōu)選，所述日光溫室生產(chǎn)環(huán)境聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與自動控制器還包括箱體以及與箱體相配合的箱門，所述指示燈和功能按鍵設(shè)置于箱門上，所述主板與指示燈和功能按鍵之間通過轉(zhuǎn)接板以及排線連接。

作為優(yōu)選，所述箱門上設(shè)置有排線卡扣。排線卡扣可以固定排線，延長排線使用壽命，保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

為了防止無關(guān)人員觸碰箱內(nèi)電器件，作為優(yōu)選，所述箱體和箱門之間設(shè)置有用于將箱門蓋設(shè)于箱體上的門鎖。

作為優(yōu)選，所述箱門上設(shè)置有接地螺柱。通過接地螺柱接地，可以防止漏電損害人生安全。

本發(fā)明還提供了一種日光溫室生產(chǎn)環(huán)境智能控制系統(tǒng)，包括：

控制器；

傳感器，用于監(jiān)測日光溫室生產(chǎn)環(huán)境的環(huán)境參數(shù)，并將監(jiān)測到的環(huán)境參數(shù)信息輸送至控制器；

受控終端，受控于控制器，所述控制器根據(jù)傳感器輸送的環(huán)境參數(shù)信息控制受控終端的運行情況；

移動終端/后臺服務(wù)器，與控制器網(wǎng)絡(luò)連接，用于接收受控制端輸送的環(huán)境參數(shù)信息，并可根據(jù)環(huán)境參數(shù)信息向控制器輸送用于控制受控終端的控制信號；

其中，所述控制器為上述的日光溫室生產(chǎn)環(huán)境聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與自動控制器。

作為優(yōu)選，所述傳感器包括用于監(jiān)測日光溫室生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)的土壤和空氣的溫度傳感器、用于監(jiān)測日光溫室生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)的土壤和空氣的濕度傳感器以及用于日光溫室生產(chǎn)環(huán)境光照強(qiáng)度的光照傳感器中的至少一種。本發(fā)明中的日光溫室生產(chǎn)環(huán)境控制器，傳感器目前標(biāo)配了土壤溫度、土壤濕度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度等5個傳感器?？刂破骺赏ㄟ^獲取上述傳感器的采樣值，在斷網(wǎng)的情況下也可自主策略運行。當(dāng)然也可以根據(jù)實際需要，增設(shè)其他傳感器。

本發(fā)明中受控終端可以都有多種，作為優(yōu)選，所述受控終端包括以下至少一種：

用于控制灌溉管向日光溫室生產(chǎn)環(huán)境中輸送灌溉水的灌溉水泵；

用于控制日光溫室生產(chǎn)環(huán)境中通風(fēng)卷膜的通風(fēng)卷簾電機(jī)；

用于控制日光溫室生產(chǎn)環(huán)境中遮陽卷被的卷被電機(jī)。

本發(fā)明可以通過調(diào)控受控終端，以實現(xiàn)調(diào)整日光溫室生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，例如當(dāng)溫室內(nèi)的土壤濕度較低時，可以調(diào)控灌溉水泵，以使灌溉管向溫室內(nèi)輸送灌溉水，提高土壤濕度。

作為優(yōu)選，還包括電源。

作為優(yōu)選，所述電源包括12v開關(guān)電源?？梢酝ㄟ^12v開關(guān)電源給整個日光溫室生產(chǎn)環(huán)境控制系統(tǒng)供電。

作為優(yōu)選，所述電源還包括24v開關(guān)電源。24v開關(guān)電源可以給通風(fēng)卷簾電機(jī)、卷被電機(jī)等供電。

作為優(yōu)選，還包括限位開關(guān)。本發(fā)明中限位開關(guān)為機(jī)械式，當(dāng)卷被電機(jī)控制的卷被運轉(zhuǎn)到限位開關(guān)觸發(fā)的位置，開關(guān)通斷信號反饋給主板，主板輸出控制信號，通過繼電器，控制卷被電機(jī)，從而實現(xiàn)對卷被電機(jī)的停止控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

(1)本發(fā)明一方面能通過聯(lián)網(wǎng)，使得后臺服務(wù)器(例如pc終端))或者移動終端(例如手機(jī)app、平板app)，控制日光溫室生產(chǎn)環(huán)境控制器，遠(yuǎn)程進(jìn)行參數(shù)配置和數(shù)據(jù)讀取等程序操作。另一方面，可將各傳感器的參數(shù)值，在后臺服務(wù)器或者移動終端上進(jìn)行展示，便于用戶實時掌握日光溫室生產(chǎn)環(huán)境的現(xiàn)狀和控制情況，也便于用戶根據(jù)不同作物的生長需要，調(diào)整溫室內(nèi)的控制參數(shù)。

(2)本發(fā)明的日光溫室生產(chǎn)環(huán)境聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與自動控制器，控制模式多樣化。簡單的區(qū)分，具有時控模式、自動模式和手動模式。在聯(lián)網(wǎng)的情況下，可后臺控制、app控制、現(xiàn)場手動控制。手動控制完畢，可轉(zhuǎn)為自動控制模式或者時間控制模式運行，自動控制在斷網(wǎng)的情況下，自主策略運行，根據(jù)系統(tǒng)時間和傳感器參數(shù)值進(jìn)行控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中日光溫室生產(chǎn)環(huán)境聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與自動控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中日光溫室生產(chǎn)環(huán)境智能控制系統(tǒng)的信號連接示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明包括：主板1；網(wǎng)口模塊2，與外部的后臺服務(wù)器17或移動終端16網(wǎng)絡(luò)連接；通訊連接接口3，用于與外部的傳感器14信號連接，并將接收的傳感器14信號輸送至主板1；開關(guān)電源4，用于為主板1提供電能；繼電器5，繼電器5的輸入端與主板1電連接，繼電器5的輸出端與外部的受控終端15電連接。本發(fā)明中在主板1外部設(shè)置有主板罩殼21。主板罩殼21可以保護(hù)主板1，防止落塵。

本發(fā)明中的控制器不但可以通過采集外部的傳感器14的監(jiān)控信號，根據(jù)監(jiān)控信號來對受控終端15進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，本發(fā)明還可以將通過后臺服務(wù)器17或移動終端16接收傳感器監(jiān)控信息，用戶可通過后臺服務(wù)器17或移動終端16實時了解環(huán)境信息，若需要對日光溫室生產(chǎn)環(huán)境的環(huán)境參數(shù)例如溫度，濕度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時，用戶可通過后臺服務(wù)器17或移動終端16遠(yuǎn)程配置日光溫室生產(chǎn)環(huán)境智能控制系統(tǒng)的參數(shù)，并下發(fā)控制命令至本發(fā)明，以調(diào)控受控終端15。

本發(fā)明中通訊連接接口3有多種，本發(fā)明中通訊連接接口3為串口轉(zhuǎn)485接口。本發(fā)明中通過串口轉(zhuǎn)485接口讀取外接的各路傳感器14的數(shù)值。本發(fā)明中還包括與主板1電連接且用于輸入受控終端15運行參數(shù)的功能按鍵6。本發(fā)明除了可以通過智能自動控制以外，還可以通過手動的方式將控制信號輸送至主板1，以使得主板控制受控終端。

如圖1所示，本發(fā)明中還包括與主板1電連接的指示燈7。本發(fā)明中可以通過指示燈7顯示各個電路模塊的運行狀態(tài)，以便用戶及時了解運行信息。一般情況下，指示燈7為led指示燈。本發(fā)明中還包括用于存儲參數(shù)的電可擦除只讀存儲器8。本發(fā)明可以通過電可擦除只讀存儲器eeprom存儲日光溫室生產(chǎn)環(huán)境智能控制系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，使得本發(fā)明在任何狀態(tài)下保存完整的系統(tǒng)參數(shù)信息。

如圖1所示，本發(fā)明中還包括用于為主板1提供實時時間的實時時鐘芯片9以及為實時時鐘芯片9提供電能的紐扣電池10。本發(fā)明可以通過實時時鐘芯片9提供準(zhǔn)確的實時時間，使得主板1可以根據(jù)實時時間對受控終端15進(jìn)行實時調(diào)整，因此本發(fā)明可以通過自動、手動以及時控模式進(jìn)行控制，控制模式更加多樣化。本發(fā)明中還包括用于防止相間短路的相序保護(hù)器11。當(dāng)電路斷相，錯相，三相電壓不平衡時，相序保護(hù)器11可以對電路起到保護(hù)作用。本發(fā)明中還包括用于控制電路啟閉的空氣開關(guān)12。本發(fā)明中空氣開關(guān)12可以起到總開關(guān)的作用，并具有短路保護(hù)、過電流保護(hù)作用。本發(fā)明中通過開關(guān)電源31供給電能。

如圖1所示，本發(fā)明中還包括交流接觸器22。交流接觸器22具有遠(yuǎn)程控制、過電流保護(hù)、接地保護(hù)等作用，例如若受控終端為電機(jī)時，可以實現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制。為了對本發(fā)明中的各電子器件起到保護(hù)作用，本發(fā)明的日光溫室生產(chǎn)環(huán)境聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與自動控制器還包括箱體23以及與箱體23相配合的箱門24，指示燈7和功能按鍵6設(shè)置于箱門24上，主板1與指示燈7和功能按鍵6之間通過轉(zhuǎn)接板25以及排線26連接。箱門24上設(shè)置有排線卡扣27。排線卡扣27可以固定排線26，延長排線26使用壽命，保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。為了防止無關(guān)人員觸碰箱內(nèi)電器件，箱體23和箱門24之間設(shè)置有用于將箱門24蓋設(shè)于箱體23上的門鎖28。在箱門24上設(shè)置有接地螺柱29。通過接地螺柱29接地，可以防止漏電損害人生安全。

本發(fā)明將上述的日光溫室生產(chǎn)環(huán)境聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與自動控制器應(yīng)用于日光溫室生產(chǎn)環(huán)境智能控制系統(tǒng)，如圖2所示，日光溫室生產(chǎn)環(huán)境智能控制系統(tǒng)包括：控制器13；傳感器14，用于監(jiān)測日光溫室生產(chǎn)環(huán)境的環(huán)境參數(shù)，并將監(jiān)測到的環(huán)境參數(shù)信息輸送至控制器13；受控終端15，受控于控制器13，控制器13根據(jù)傳感器14輸送的環(huán)境參數(shù)信息控制受控終端15的運行情況；移動終端16/后臺服務(wù)器17，與控制器13網(wǎng)絡(luò)連接，用于接收受控制端輸送的環(huán)境參數(shù)信息，并可根據(jù)環(huán)境參數(shù)信息向控制器13輸送用于控制受控終端15的控制信號；其中，控制器13為上述的日光溫室生產(chǎn)環(huán)境聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與自動控制器。

本發(fā)明一方面能通過聯(lián)網(wǎng)，使得后臺服務(wù)器例如pc終端或者移動終端例如手機(jī)app、平板app，控制日光溫室生產(chǎn)環(huán)境控制器，遠(yuǎn)程進(jìn)行參數(shù)配置和數(shù)據(jù)讀取等程序操作。另一方面，可將各傳感器的參數(shù)值，在后臺服務(wù)器或者移動終端上進(jìn)行展示，便于用戶實時掌握日光溫室生產(chǎn)環(huán)境的現(xiàn)狀和控制情況，也便于用戶根據(jù)不同作物的生長需要，調(diào)整溫室內(nèi)的控制參數(shù)。

如圖2所示，本發(fā)明中傳感器14包括用于監(jiān)測日光溫室生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)的土壤和空氣的溫度傳感器、用于監(jiān)測日光溫室生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)的土壤和空氣的濕度傳感器以及用于日光溫室生產(chǎn)環(huán)境光照強(qiáng)度的光照傳感器中的至少一種。本發(fā)明中的日光溫室生產(chǎn)環(huán)境控制器，傳感器目前標(biāo)配了土壤溫度、土壤濕度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度等傳感器。控制器可通過獲取上述傳感器的采樣值，在斷網(wǎng)的情況下也可自主策略運行。當(dāng)然也可以根據(jù)實際需要，增設(shè)其他傳感器。

本發(fā)明中受控終端可以都有多種，如圖2所示，受控終端15包括以下至少一種：用于控制灌溉管向日光溫室生產(chǎn)環(huán)境中輸送灌溉水的灌溉水泵18；用于控制日光溫室生產(chǎn)環(huán)境中通風(fēng)卷膜的通風(fēng)卷簾電機(jī)19；用于控制日光溫室生產(chǎn)環(huán)境中遮陽卷被的卷被電機(jī)20。本發(fā)明可以通過調(diào)控受控終端15，以實現(xiàn)調(diào)整日光溫室生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，例如當(dāng)溫室內(nèi)的土壤濕度較低時，可以調(diào)控灌溉水泵，以使灌溉管向溫室內(nèi)輸送灌溉水，提高土壤濕度。本發(fā)明中還包括限位開關(guān)30。本發(fā)明中限位開關(guān)30為機(jī)械式，當(dāng)卷被電機(jī)20控制的卷被運轉(zhuǎn)到限位開關(guān)30觸發(fā)的位置，開關(guān)通斷信號反饋給主板，主板輸出控制信號，通過繼電器，控制卷被電機(jī)20，從而實現(xiàn)對卷被電機(jī)的停止控制。

上述系統(tǒng)中還包括電源，其中電源包括12v開關(guān)電源和24v開關(guān)電源?？梢酝ㄟ^12v開關(guān)電源給整個日光溫室生產(chǎn)環(huán)境控制系統(tǒng)除電機(jī)和水泵外供電。而24v開關(guān)電源可以給通風(fēng)卷簾電機(jī)19、卷被電機(jī)20等供電。