溫室大棚環(huán)境因子智能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)境控制系統(tǒng)，具體涉及一種溫室大棚環(huán)境因子智能監(jiān)控系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一個(gè)勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)，而且溫室環(huán)境相對(duì)封閉，不利于人員長(zhǎng)時(shí)間操作，大棚為主體的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境更為惡劣。
[0003]智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)主要是控制溫室內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度、光照、C02濃度等因素，來(lái)制造出適合農(nóng)作物生長(zhǎng)的最佳環(huán)境。
[0004]目前國(guó)內(nèi)自主研制的溫室控制系統(tǒng)控制邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單，普遍是單個(gè)環(huán)境因子控制器，比如溫度控制器、濕度控制器、光照控制器或0)2控制器等；各種調(diào)控與生產(chǎn)管理設(shè)施未完善配套，相關(guān)硬件與軟件依賴國(guó)外進(jìn)口 ；存在技術(shù)水平發(fā)展緩慢，管理體系落后等缺點(diǎn)，不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和溫室自動(dòng)化控制發(fā)展的要求。還有部分溫室采用國(guó)外引進(jìn)的整套溫室設(shè)施。這些設(shè)施在國(guó)外經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和完善，在技術(shù)上是比較成熟和先進(jìn)的，但也存在體積大、能耗大、降溫效果較差、對(duì)操作人員的素質(zhì)要求高等問(wèn)題；從經(jīng)濟(jì)效益上看，因?yàn)樵O(shè)備投資大、運(yùn)行費(fèi)用高而導(dǎo)致產(chǎn)值低，經(jīng)濟(jì)效益不佳。
[0005]申請(qǐng)人針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的溫室智能控制的缺陷，研發(fā)出以PLC控制器為核心來(lái)實(shí)現(xiàn)溫室大棚環(huán)境自動(dòng)控制的智能系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種溫室大棚環(huán)境因子智能監(jiān)控系統(tǒng)，該智能監(jiān)控系統(tǒng)能對(duì)溫室大棚內(nèi)環(huán)境信息進(jìn)行收集、分析、傳遞和反饋調(diào)節(jié)，并能夠?qū)φ{(diào)節(jié)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)，有效控制溫室大棚內(nèi)作物的生長(zhǎng)環(huán)境。
[0007]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的溫室大棚環(huán)境因子智能監(jiān)控系統(tǒng)包括用于采集溫室大棚環(huán)境因子信號(hào)的數(shù)據(jù)采集模塊，用于分析、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集模塊提供的數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)分析模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)分析模塊的分析信號(hào)對(duì)環(huán)境因子進(jìn)行調(diào)控的數(shù)據(jù)輸出執(zhí)行模塊，以及用于監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)調(diào)控結(jié)果的效果評(píng)監(jiān)模塊。
[0008]數(shù)據(jù)采集模塊采集大棚內(nèi)的環(huán)境因子信息，將采集的信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)分析模塊，數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)大棚內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行分析，將分析信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)輸出執(zhí)行模塊，若分析結(jié)果不符合要求，則數(shù)據(jù)輸出執(zhí)行模塊發(fā)出調(diào)控指令，對(duì)環(huán)境因子進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后的環(huán)境因子信號(hào)傳遞至效果評(píng)監(jiān)模塊，效果評(píng)監(jiān)模塊對(duì)調(diào)控結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)。
[0009]其中，上述數(shù)據(jù)采集模塊包括環(huán)境因子采集設(shè)備以及將采集到的環(huán)境因子模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器。
[0010]數(shù)據(jù)分析模塊包括用于分析數(shù)據(jù)信號(hào)的PLC控制器，以及用于輸入預(yù)設(shè)環(huán)境因子值、為PLC控制器提供數(shù)據(jù)分析依據(jù)的人機(jī)互動(dòng)接口。
[0011]數(shù)據(jù)輸出執(zhí)行模塊包括根據(jù)PLC控制器的數(shù)據(jù)分析結(jié)果發(fā)出調(diào)控環(huán)境因子指令的環(huán)境因子調(diào)控設(shè)備。
[0012]效果評(píng)監(jiān)模塊包括用于在大棚內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)控的在線取像設(shè)備，用于接收、存儲(chǔ)和顯示大棚內(nèi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息、并根據(jù)該信息對(duì)數(shù)據(jù)輸出執(zhí)行模塊的調(diào)控結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)的計(jì)算機(jī)，其中，該實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息包括在線取像設(shè)備采集的視頻信號(hào)、PLC控制器接收的環(huán)境因子信號(hào)以及PLC控制器作出的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
[0013]環(huán)境因子采集設(shè)備采集大棚內(nèi)的環(huán)境因子信息，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，PLC控制器存儲(chǔ)該數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)與預(yù)設(shè)環(huán)境因子值進(jìn)行比對(duì)分析，一方面環(huán)境因子調(diào)控設(shè)備根據(jù)分析結(jié)果做出調(diào)控指令，另一方面PLC控制器將存儲(chǔ)的數(shù)字信號(hào)和分析結(jié)果傳輸至計(jì)算機(jī)；在線取像設(shè)備將大棚內(nèi)的實(shí)時(shí)影像結(jié)果經(jīng)影像傳輸設(shè)備傳輸至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)接收的大棚內(nèi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，對(duì)環(huán)境因子調(diào)控結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，評(píng)價(jià)調(diào)控的有效性，同時(shí)，還可根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，在人機(jī)互動(dòng)接口中進(jìn)行修正調(diào)控。
[0014]進(jìn)一步的，效果評(píng)監(jiān)模塊中的計(jì)算機(jī)包括位于大棚內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)和/或大棚外的控制計(jì)算機(jī)。效果評(píng)監(jiān)可在大棚內(nèi)進(jìn)行，也可在大棚外的控制室內(nèi)進(jìn)行，避免大棚內(nèi)作業(yè)的辛苦。
[0015]更進(jìn)一步的，效果評(píng)監(jiān)模塊還包括與計(jì)算機(jī)通過(guò)外源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接、對(duì)大棚內(nèi)環(huán)境實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的移動(dòng)設(shè)備或其他數(shù)據(jù)接收終端。通過(guò)將大棚內(nèi)的實(shí)時(shí)信息共享至移動(dòng)設(shè)備或其他數(shù)據(jù)接收終端，可真正實(shí)現(xiàn)對(duì)棚內(nèi)環(huán)境的遠(yuǎn)程控制。
[0016]優(yōu)選的，PLC控制器通過(guò)無(wú)線傳輸線路將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)。
[0017]進(jìn)一步的，在線取像設(shè)備通過(guò)影像傳輸設(shè)備將視頻信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī)。
[0018]優(yōu)選的，環(huán)境因子采集設(shè)備將采集到的環(huán)境因子模擬信號(hào)通過(guò)多芯屏蔽線傳輸至A/D轉(zhuǎn)換器。多芯屏蔽線可同時(shí)連接多種環(huán)境因子采集設(shè)備，將信息匯總后傳輸，避免多條線路設(shè)置的不便性。
[0019]進(jìn)一步的，PLC控制器將數(shù)據(jù)分析結(jié)果通過(guò)單芯屏蔽線傳輸至環(huán)境因子調(diào)控設(shè)備。
[0020]更進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)輸出執(zhí)行模塊還包括用于根據(jù)PLC控制器的分析信號(hào)決定開(kāi)啟或者關(guān)閉環(huán)境因子調(diào)控設(shè)備的電磁閥或繼電器。
[0021]優(yōu)選的，PLC控制器輸入點(diǎn)數(shù)為30以上。使得PLC控制器有足夠的傳輸能力同時(shí)接收多種數(shù)據(jù)信息。
[0022]有益效果:(1)本發(fā)明的溫室大棚環(huán)境因子智能監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)電子設(shè)備和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)溫室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行智能控制，不僅能夠?qū)Υ笈飪?nèi)環(huán)境因子進(jìn)行調(diào)控，而且能夠?qū)φ{(diào)控結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，評(píng)價(jià)調(diào)控的有效性，并可根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)大棚內(nèi)環(huán)境因子進(jìn)行修正、再調(diào)控，通過(guò)不斷循環(huán)，確定最有效的環(huán)境因子值，存儲(chǔ)記錄，用于相同作物的生長(zhǎng)環(huán)境控制；(2)通過(guò)對(duì)作物生長(zhǎng)過(guò)程中的環(huán)境因子進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，使其滿足作物生長(zhǎng)所需條件，可以提高作物的質(zhì)量和產(chǎn)量；(3)本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在大棚現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制，也可以在大棚外的控制室內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制，通過(guò)進(jìn)一步接入互聯(lián)網(wǎng)，還可以真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明的溫室大棚環(huán)境因子智能監(jiān)控系統(tǒng)工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]本發(fā)明的溫室大棚環(huán)境因子智能監(jiān)控系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)分析模塊，數(shù)據(jù)輸出執(zhí)行模塊，以及效果評(píng)監(jiān)模塊。
[0026]如圖1所示，數(shù)據(jù)采集模塊用于采集溫室大棚環(huán)境因子信號(hào)，可包括環(huán)境因子采集設(shè)備、將采集到的環(huán)境因子模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器；環(huán)境因子采集設(shè)備可將采集到的環(huán)境因子模擬信號(hào)通過(guò)多芯屏蔽線傳輸至A/D轉(zhuǎn)換器，多芯屏蔽線可同時(shí)連接多種環(huán)境因子采集設(shè)備，將信息匯總后傳輸，避免多條線路設(shè)置的不便性。環(huán)境因子采集設(shè)備可包括棚內(nèi)溫度、濕度、光照強(qiáng)度、C02濃度和土壤濕度等因子的傳感器，溫度傳感器可采用接觸式的電偶式傳感器，濕度傳感器可采用線性頻率輸出集成式濕度傳感器，光照強(qiáng)度、C02濃度和土壤濕度等因子的傳感器可采用相應(yīng)專用的傳感器。
[0027]數(shù)據(jù)分析模塊用于分析、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集模塊提供的數(shù)據(jù)信號(hào)，包括用于分析數(shù)據(jù)信號(hào)的PLC控制器，PLC控制器內(nèi)置數(shù)據(jù)分析程序和存儲(chǔ)程序，還包括人機(jī)互動(dòng)接口，通過(guò)人機(jī)互動(dòng)接口輸入預(yù)設(shè)環(huán)境因子值、為PLC控制器提供數(shù)據(jù)分析依據(jù)。
[0028]數(shù)據(jù)輸出執(zhí)行模塊用于根據(jù)數(shù)據(jù)分析模塊的分析信號(hào)對(duì)環(huán)境因子進(jìn)行調(diào)控，包括根