智慧大棚管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種智慧大棚管理系統(tǒng)，所述智慧大棚管理系統(tǒng)包括：采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息安全系統(tǒng)。本發(fā)明所述智慧大棚管理系統(tǒng)是智慧性、兼容性平臺，采用本發(fā)明所述智慧大棚管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對大棚大棚的智慧管理、對大棚的可視化、遠(yuǎn)程無人操作；對大面積的大棚有促進(jìn)作用，能夠?qū)崿F(xiàn)少人力、物力而大面積的管理目的。
【專利說明】
智慧大棚管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智慧大棚管理系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]—直以來，依靠農(nóng)藥化肥的大量投入是我國的農(nóng)作物高產(chǎn)量的主要途徑。在傳統(tǒng)種植中，化肥和水資源沒有被有效充分利用而隨地棄置，導(dǎo)致了大量養(yǎng)分損失并造成環(huán)境污染。目前，傳統(tǒng)生產(chǎn)模式仍然是我國大棚生產(chǎn)的主要方式，傳統(tǒng)耕種只能憑經(jīng)驗(yàn)施肥灌溉，不僅浪費(fèi)大量的人力物力，也對環(huán)境保護(hù)與水土保持構(gòu)成嚴(yán)重威脅，影響了大棚的可持續(xù)性發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，給智慧大棚的發(fā)展帶來了新的動力，“物聯(lián)網(wǎng)智慧大棚”應(yīng)運(yùn)而生。它通過實(shí)時(shí)、動態(tài)的農(nóng)作物種植環(huán)境信息采集，實(shí)現(xiàn)快速、多維、多尺度的實(shí)時(shí)監(jiān)測， 并在種植專家知識系統(tǒng)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物種植的智能灌溉、智能施肥與智能噴藥。近年來， 為了提高人們的生活水平豐富食物品種，大棚種植起到了很大的作用。在農(nóng)作物種植環(huán)境中，對作物的種植有很大影響的環(huán)境因素主要有溫度、濕度、光照度、C02濃度、土壤肥沃度蟲害情況等，依靠傳統(tǒng)的人工控制方式要做到科學(xué)合理種植是十分困難的。
[0003]目前，在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述環(huán)境因素自動監(jiān)控的系統(tǒng)還不多，國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統(tǒng)價(jià)格偏貴，不適合國情。根據(jù)當(dāng)前我國的現(xiàn)實(shí)情況，經(jīng)過科學(xué)分析和設(shè)計(jì)，利用物聯(lián)網(wǎng)管理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)優(yōu)勢，設(shè)計(jì)完成了一種智慧大棚管理系統(tǒng)。
[0004]現(xiàn)在大棚管理的方法存在以下問題:
[0005]1、以現(xiàn)場操控為主，對大棚的環(huán)境情況判斷依賴于人力，或者定時(shí)的到大棚中看農(nóng)作物的環(huán)境情況，這樣不僅浪費(fèi)人力，而且也不能大面積的對大棚管理，更不能實(shí)時(shí)的改善大棚環(huán)境。
[0006]2、能源利用效力低，不能實(shí)現(xiàn)更加有效的節(jié)能，不能通過大棚的環(huán)境變化實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)農(nóng)作物所需要的生長環(huán)境，這樣既不能實(shí)時(shí)的促進(jìn)農(nóng)作物生長也大大增加了能源的損耗。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于以上所述大棚管理缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種智慧大棚管理系統(tǒng)，用于解決大棚管理中的諸多問題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種智慧大棚管理系統(tǒng)，所述智慧大棚管理系統(tǒng)包括:采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息安全系統(tǒng)。其中，
[0009]所述采集系統(tǒng)，包括采集單元和監(jiān)控單元，用于采集大棚濕度、大棚溫度、土壤濕度、土壤溫度、光照強(qiáng)度、C02濃度、施肥情況、蟲害情況和監(jiān)控大棚的安全；
[0010]所述控制系統(tǒng)，包括CPU模塊和環(huán)境設(shè)備，環(huán)境設(shè)備包括灌溉設(shè)備、排濕設(shè)備、溫度調(diào)節(jié)設(shè)備、卷簾設(shè)備、C02發(fā)生設(shè)備、施肥設(shè)備、噴藥設(shè)備，用于管控大棚濕度、大棚溫度、土壤濕度、土壤溫度、光照強(qiáng)度、C02濃度、施肥情況、蟲害情況；
[0011]所述通信系統(tǒng)，包括有線通信和無線通信，用于所述采集系統(tǒng)、所述控制系統(tǒng)、所述操作系統(tǒng)、所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、所述信息安全系統(tǒng)之間的通信；[0〇12]所述操作系統(tǒng)，包括上位機(jī)分機(jī)、上位機(jī)總機(jī)及APP客戶端操作平臺，用于查詢數(shù)據(jù)、設(shè)定參數(shù)、遠(yuǎn)程操作、監(jiān)控大棚；
[0013]所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)備份單元和數(shù)據(jù)處理單元;用于儲存大棚環(huán)境數(shù)據(jù)、參數(shù)設(shè)定數(shù)據(jù)、農(nóng)作物生長習(xí)性環(huán)境參數(shù)；
[0014]所述信息安全系統(tǒng)，用于保證存儲數(shù)據(jù)信息的正確和安全。
[0015]優(yōu)選地，所述采集單元用于采集大棚的環(huán)境數(shù)據(jù)，環(huán)境數(shù)據(jù)包括大棚濕度、大棚溫度、土壤濕度、土壤溫度、光照強(qiáng)度、C02濃度、施肥情況、蟲害情況，并將采集的數(shù)據(jù)通過所述的通信系統(tǒng)傳遞給所述的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
[0016]優(yōu)選地，所述自動灌溉是根據(jù)種植農(nóng)作物自適應(yīng)的濕度來自動灌溉，當(dāng)大棚內(nèi)濕度低于一定值的時(shí)候，自動灌溉系統(tǒng)根據(jù)h= (RHl-RH2)*m/(10*K)自動計(jì)算出灌溉時(shí)間，其中h代表時(shí)間，單位小時(shí)，RH1代表所述土壤濕度設(shè)定的最大值，RH2代表所述土壤濕度設(shè)定的最小值，m代表大棚種植面積，K代表所述灌溉設(shè)備流量；[〇〇17]所述自動調(diào)節(jié)溫度的實(shí)現(xiàn):控制設(shè)備根據(jù)農(nóng)作物的溫度習(xí)性直接來控制溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的，自動調(diào)溫設(shè)備根據(jù)h = [ (Tl-T2)*P*m]/Q自動計(jì)算出調(diào)溫時(shí)間，時(shí)間達(dá)到自動關(guān)閉溫度調(diào)節(jié)設(shè)備;其中h代表灌溉設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，單位小時(shí)，T1代表所述土壤溫度設(shè)定的最大值，T2代表所述土壤溫度設(shè)定的最小值，P為經(jīng)驗(yàn)值和所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)備每平方米的制熱、 制冷有關(guān)，制熱時(shí)P取200W，制冷時(shí)P取150W; m代表大棚面積，P*m代表m平方米的總制冷、制熱功率;Q代表所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的制冷量和制熱量。[〇〇18] 優(yōu)選地，所述環(huán)境設(shè)備還包括無線控制單元，通過所述APP客戶端操作平臺可以直接控制環(huán)境設(shè)備，控制所述環(huán)境設(shè)備運(yùn)行。
[0019]優(yōu)選地，所述有線通信包括MODBUS通信單元、MBUS通信單元，用于環(huán)境設(shè)備和上位機(jī)分機(jī)之間的線連接。
[0020]所述無線通信包括GSM通訊、GPRS網(wǎng)絡(luò)通信、Wifi通信，用于APP客戶端操作平臺與環(huán)境設(shè)備之間的遠(yuǎn)程通信和上位機(jī)總機(jī)與環(huán)境設(shè)備之間的遠(yuǎn)程通信。
[0021]優(yōu)選地，所述上位機(jī)分機(jī)包括顯示單元、設(shè)定單元、分機(jī)數(shù)據(jù)庫，用于顯示所述環(huán)境數(shù)據(jù)、查詢所述環(huán)境設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)儲存及篩選；
[0022]所述上位機(jī)總機(jī)包括顯示單元、設(shè)定單元、遠(yuǎn)程控制單元、高級設(shè)置單元，用于顯示所述上位機(jī)中的環(huán)境數(shù)據(jù)和顯示大棚的監(jiān)控圖像、設(shè)定所述上位機(jī)分機(jī)控制的環(huán)境設(shè)備，遠(yuǎn)程控制所述環(huán)境設(shè)備，特有權(quán)限設(shè)置上位機(jī)分機(jī)；[〇〇23]所述APP客戶端操控平臺用于顯示所述環(huán)境數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程控制所述環(huán)境設(shè)備。
[0024]優(yōu)選地，所述上位機(jī)分機(jī)還包括收購商登錄單元，用于收購商觀察農(nóng)作物的生長環(huán)境及生長情況，收購商可以在線訂購需要的農(nóng)作物，申請的賬號必須通過上位機(jī)總機(jī)驗(yàn)證才能申請成功；[〇〇25] 優(yōu)選地，所述上位機(jī)總機(jī)還包括權(quán)限設(shè)置單元，用于管理登陸上位機(jī)分機(jī)的人員和管理申請登錄上位機(jī)賬號的人員；當(dāng)收購商要登陸上位機(jī)分機(jī)時(shí)，上位機(jī)分機(jī)會把登錄信息和數(shù)據(jù)庫中已存在的注冊信息進(jìn)行比對，若信息吻合即允許進(jìn)入，若不吻合則限制進(jìn)入。
[0026]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)備份單元和數(shù)據(jù)處理單元，用于儲存所述上位機(jī)分機(jī)上傳的環(huán)境數(shù)據(jù)、參數(shù)設(shè)定數(shù)據(jù)、農(nóng)作物生長習(xí)性參數(shù)。
[0027]優(yōu)選地，所述信息安全系統(tǒng)通過移位加密算法對數(shù)據(jù)加密的，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行累乘校驗(yàn)以確保數(shù)據(jù)的正確性和安全性。[〇〇28]如上所述，本發(fā)明的智慧大棚管理系統(tǒng)，具有以下有益效果:[〇〇29]本發(fā)明提供一種智慧大棚管理系統(tǒng)，所述智慧大棚管理系統(tǒng)包括:采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息安全系統(tǒng)。本發(fā)明所述智慧大棚管理系統(tǒng)是智慧性、兼容性平臺，采用本發(fā)明所述智慧大棚管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對大棚的智慧管理、對大棚的可視化、遠(yuǎn)程無人操作;對大面積的大棚有促進(jìn)作用，能夠?qū)崿F(xiàn)少人力、物力而大面積的管理目的。【附圖說明】
[0030]圖1顯示為本發(fā)明智慧大棚管理系統(tǒng)示意圖。
[0031]圖2顯示為本發(fā)明智慧大棚管理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)示意圖。[〇〇32]圖3顯示為本發(fā)明智慧大棚管理系統(tǒng)的操作系統(tǒng)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0033]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0034]請參閱圖1至圖3。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。[〇〇35]圖1顯示為本發(fā)明智慧大棚管理系統(tǒng)示意圖，該智慧大棚管理系統(tǒng)，包括采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息安全系統(tǒng)。
[0036]所述采集系統(tǒng)，包括采集單元和監(jiān)控單元，用于采集大棚濕度、大棚溫度、土壤濕度、土壤溫度、光照強(qiáng)度、C02濃度、施肥情況、蟲害情況和監(jiān)控大棚的安全；
[0037]所述監(jiān)控單元，包括監(jiān)控農(nóng)作物外形、結(jié)果情況、采摘情況，人員出入情況，用于實(shí)時(shí)的監(jiān)測農(nóng)作物的生長狀態(tài)和管理大棚；
[0038]所述控制系統(tǒng)，包括CPU模塊和環(huán)境設(shè)備，環(huán)境設(shè)備包括灌溉設(shè)備、排濕設(shè)備、溫度調(diào)節(jié)設(shè)備、卷簾設(shè)備、C02發(fā)生設(shè)備、施肥設(shè)備、噴藥設(shè)備，用于管控大棚濕度、大棚溫度、土壤濕度、土壤溫度、光照強(qiáng)度、C02濃度、施肥情況、蟲害情況；
[0039]所述環(huán)境設(shè)備還包括交流接觸器、可編程保護(hù)器、電流限流器，用于保護(hù)環(huán)境設(shè)備；
[0040]所述通信系統(tǒng)，包括有線通信和無線通信，用于所述采集系統(tǒng)、所述控制系統(tǒng)、所述操作系統(tǒng)、所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、所述信息安全系統(tǒng)之間的通信；
[0041]所述操作系統(tǒng)，包括上位機(jī)分機(jī)、上位機(jī)總機(jī)及APP客戶端操作平臺，用于查詢數(shù)據(jù)、設(shè)定參數(shù)、遠(yuǎn)程操作、監(jiān)控大棚；
[0042]所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)備份單元和數(shù)據(jù)處理單元;用于儲存大棚環(huán)境數(shù)據(jù)、參數(shù)設(shè)定數(shù)據(jù)、農(nóng)作物生長習(xí)性環(huán)境參數(shù)；[〇〇43]所述信息安全系統(tǒng)，用于保證存儲數(shù)據(jù)信息的正確和安全。
[0044]優(yōu)選地，所述采集系統(tǒng)包括采集單元和監(jiān)控單元。
[0045]優(yōu)選地，所述采集單元用于采集大棚的環(huán)境數(shù)據(jù)，環(huán)境數(shù)據(jù)包括大棚濕度、大棚溫度、土壤濕度、土壤溫度、光照強(qiáng)度、C02濃度、施肥情況、蟲害情況，并將采集的數(shù)據(jù)通過所述的通信系統(tǒng)傳遞給所述的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
[0046]優(yōu)選地，所述自動灌溉是根據(jù)種植農(nóng)作物自適應(yīng)的濕度來自動灌溉，當(dāng)大棚內(nèi)濕度低于一定值的時(shí)候，自動灌溉系統(tǒng)根據(jù)h= (RHl-RH2)*m/(10*K)自動計(jì)算出灌溉時(shí)間，其中h代表時(shí)間，單位小時(shí)，RH1代表所述土壤濕度設(shè)定的最大值，RH2代表所述土壤濕度設(shè)定的最小值，m代表大棚種植面積，K代表所述灌溉設(shè)備流量；
[0047]所述自動調(diào)節(jié)溫度的實(shí)現(xiàn):控制設(shè)備根據(jù)農(nóng)作物的溫度習(xí)性直接來控制溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的，自動調(diào)溫設(shè)備根據(jù)h = [ (Tl-T2)*P*m]/Q自動計(jì)算出調(diào)溫時(shí)間，時(shí)間達(dá)到自動關(guān)閉溫度調(diào)節(jié)設(shè)備;其中h代表灌溉設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，單位小時(shí)，T1代表所述土壤溫度設(shè)定的最大值，T2代表所述土壤溫度設(shè)定的最小值，P為經(jīng)驗(yàn)值和所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)備每平方米的制熱、 制冷有關(guān)，制熱時(shí)P取200W，制冷時(shí)P取150W; m代表大棚面積，P*m代表m平方米的總制冷、制熱功率;Q代表所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的制冷量和制熱量。[〇〇48] 優(yōu)選地，所述環(huán)境設(shè)備還包括無線控制單元，通過所述APP客戶端操作平臺可以直接控制環(huán)境設(shè)備，控制所述環(huán)境設(shè)備運(yùn)行。優(yōu)選地，所述有線通信包括MODBUS通信單元、 MBUS通信單元，用于環(huán)境設(shè)備和上位機(jī)分機(jī)之間的線連接；[〇〇49] 所述無線通信包括GSM通訊、GPRS網(wǎng)絡(luò)通信、Wifi通信，用于APP客戶端操作平臺與環(huán)境設(shè)備之間的遠(yuǎn)程通信和上位機(jī)總機(jī)與環(huán)境設(shè)備之間的遠(yuǎn)程通信。
[0050]優(yōu)選地，所述上位機(jī)分機(jī)包括顯示單元、設(shè)定單元、分機(jī)數(shù)據(jù)庫，用于顯示所述環(huán)境數(shù)據(jù)、查詢所述環(huán)境設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)儲存及篩選；[0051 ] 所述上位機(jī)總機(jī)包括顯示單元、設(shè)定單元、遠(yuǎn)程控制單元、高級設(shè)置單元，用于顯示所述上位機(jī)中的環(huán)境數(shù)據(jù)和顯示大棚的監(jiān)控圖像、設(shè)定所述上位機(jī)分機(jī)控制的環(huán)境設(shè)備、遠(yuǎn)程控制所述環(huán)境設(shè)備，特有權(quán)限設(shè)置上位機(jī)分機(jī)；
[0052]所述APP客戶端操控平臺用于顯示所述環(huán)境數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程控制所述環(huán)境設(shè)備。[〇〇53]優(yōu)選地，所述上位機(jī)分機(jī)還包括收購商登錄單元，用于收購商觀察農(nóng)作物的生長環(huán)境及生長情況，收購商可以在線訂購需要的農(nóng)作物，申請的賬號必須通過上位機(jī)總機(jī)驗(yàn)證才能申請成功。[〇〇54] 優(yōu)選地，所述上位機(jī)總機(jī)還包括權(quán)限設(shè)置單元，用于管理登陸上位機(jī)分機(jī)的人員和管理申請登錄上位機(jī)賬號的人員；當(dāng)收購商要登陸上位機(jī)分機(jī)時(shí)，上位機(jī)分機(jī)會把登錄信息和數(shù)據(jù)庫中已存在的注冊信息進(jìn)行比對，若信息吻合即允許進(jìn)入，若不吻合則限制進(jìn)入。
[0055]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)備份單元和數(shù)據(jù)處理單元，用于儲存所述上位機(jī)分機(jī)上傳的環(huán)境數(shù)據(jù)、參數(shù)設(shè)定數(shù)據(jù)、農(nóng)作物生長習(xí)性參數(shù)。
[0056]優(yōu)選地，所述信息安全系統(tǒng)通過移位加密算法對數(shù)據(jù)加密的，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行累乘校驗(yàn)以確保數(shù)據(jù)的正確性和安全性。
[0057]具體的，在智慧大棚管理系統(tǒng)中，所述自動灌溉是根據(jù)種植農(nóng)作物自適應(yīng)的濕度來自動灌溉，當(dāng)大棚內(nèi)濕度低于一定值的時(shí)候，自動灌溉系統(tǒng)根據(jù)h=(RHl-RH2)*m/(10*K) 自動計(jì)算出灌溉時(shí)間，其中h代表時(shí)間，單位小時(shí)，RH1代表所述土壤濕度設(shè)定的最大值，RH2 代表所述土壤濕度設(shè)定的最小值，m代表大棚種植面積，K代表所述灌溉設(shè)備流量;RH1、RH2 取值是根據(jù)農(nóng)作物的生長習(xí)性決定的，根據(jù)不同的農(nóng)作物設(shè)置不同的RH1、RH2的值，當(dāng)所述土壤濕度值不在RH1與RH2之間時(shí)灌溉設(shè)備啟動;例如:在大棚面積為一畝地的大棚中，小麥的最佳生長濕度環(huán)境為17%?44%，采用流量為15m3/h的灌溉設(shè)備，當(dāng)采集系統(tǒng)采集的土壤濕度數(shù)據(jù)為16%時(shí)，自動灌溉系統(tǒng)根據(jù)h = (RHl-RH2)*m/(10*K)自動計(jì)算出灌溉時(shí)間h = (44 % -17 % ) *666.7/ (10* 15) = 1.2h，則控制灌溉設(shè)備運(yùn)行1.2h后停止，此時(shí)土壤濕度會增加到44 %。[〇〇58]所述自動調(diào)節(jié)溫度的實(shí)現(xiàn):控制設(shè)備根據(jù)農(nóng)作物的溫度習(xí)性直接來控制溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的，自動調(diào)溫設(shè)備根據(jù)h = [ (Tl-T2)*P*m]/Q自動計(jì)算出調(diào)溫時(shí)間，時(shí)間達(dá)到自動關(guān)閉溫度調(diào)節(jié)設(shè)備;其中h代表灌溉設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，單位小時(shí)，T1代表所述土壤溫度設(shè)定的最大值，T2代表所述土壤溫度設(shè)定的最小值，P為經(jīng)驗(yàn)值和所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)備每平方米的制熱、 制冷有關(guān)，制熱時(shí)P取200W，制冷時(shí)P取150W; m代表大棚面積，P*m代表m平方米的總制冷、制熱功率;Q代表所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的制冷量和制熱量；當(dāng)土壤溫度低于T2時(shí)，溫度調(diào)節(jié)設(shè)備啟動運(yùn)行調(diào)節(jié)大棚的土壤溫度，當(dāng)土壤溫度上升到T1時(shí)，溫度調(diào)節(jié)設(shè)備停止運(yùn)行；例如:在大棚面積為一畝地的大棚中，草莓的最佳生長溫度環(huán)境為15°C?23°C，采用制熱功率110KW 的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，制熱，當(dāng)采集的土壤溫度數(shù)據(jù)為14°C時(shí)，自動調(diào)溫設(shè)備根據(jù)h= [ (T1-T2)* P*m]/Q自動計(jì)算出調(diào)溫時(shí)間h= [ (23-15)*200*666.7]/1100000W=0.85h，控制溫度調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行0.85小時(shí)后停止，此時(shí)土壤溫度會上升到23°C。環(huán)境設(shè)備的運(yùn)行都有設(shè)定的范圍值， 再按照特有的算法控制實(shí)現(xiàn)自動控制。
[0059]上位機(jī)分機(jī)安裝在PC端放置在大棚內(nèi)，PC使用串口連接環(huán)境設(shè)備，上位機(jī)分機(jī)包括顯示單元、設(shè)定單元、分機(jī)數(shù)據(jù)庫，顯示單元包括環(huán)境數(shù)據(jù)顯示、環(huán)境設(shè)備運(yùn)行電流、電壓、功率、運(yùn)行時(shí)間顯示、配電信息顯示。管理者可以根據(jù)顯示的環(huán)境數(shù)據(jù)分析當(dāng)前環(huán)境是否適合農(nóng)作物的生長；當(dāng)環(huán)境設(shè)備的負(fù)載電壓、電流過高時(shí)，上位機(jī)分機(jī)會自動報(bào)警提示管理者驚醒檢修;設(shè)定單元包括農(nóng)作物生長環(huán)境參數(shù)設(shè)定、定時(shí)設(shè)定、環(huán)境設(shè)備ID地址設(shè)定； 采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集的環(huán)境數(shù)據(jù)通過通信系統(tǒng)傳遞給上位機(jī)分機(jī)，并在顯示單元中顯示，給管控大棚作指導(dǎo)。
[0060]上位機(jī)總機(jī)安裝在PC端放置在用戶家中，PC使用網(wǎng)絡(luò)連接上位機(jī)分機(jī)，上位機(jī)總機(jī)中包括的高級設(shè)置單元可以強(qiáng)制關(guān)閉或啟動大棚中的環(huán)境設(shè)備，以防止CPU模塊的錯誤控制指令輸出；在上位機(jī)總機(jī)管理者可以查詢上位機(jī)分機(jī)的操作人員和操作內(nèi)容，例如:當(dāng)上位機(jī)分機(jī)管理者修改了環(huán)境參數(shù)造成了農(nóng)作物死亡，這種修改記錄會被上傳到上位機(jī)總機(jī)備份，方便追究管理責(zé)任。
[0061]收購商通過網(wǎng)絡(luò)可以申請上位機(jī)分機(jī)的登錄賬號，申請登錄賬號的信息上傳到上位機(jī)總機(jī)等待上位機(jī)總機(jī)的審核和管理者的同意，當(dāng)?shù)卿涃~號申請成功后，收購商的注冊信息會被存儲在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，當(dāng)收購商登錄時(shí)，上位機(jī)分機(jī)會把登錄賬號傳遞給上位機(jī)總機(jī)，上位機(jī)總機(jī)再把賬號和數(shù)據(jù)庫中存在的注冊信息進(jìn)行比對，若信息吻合即允許進(jìn)入，若不吻合則限制進(jìn)入。當(dāng)收購商登錄進(jìn)上位機(jī)分機(jī)后，可通過監(jiān)控單元觀察大棚內(nèi)的農(nóng)作物及農(nóng)作物的生長環(huán)境，并可以在線訂購需要的農(nóng)作物。
[0062]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，凡舉所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智慧大棚管理系統(tǒng)，其特征在于，所述智慧大棚管理系統(tǒng)包括:采集系統(tǒng)、控制 系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息安全系統(tǒng)。其中，所述采集系統(tǒng)，包括采集單元和監(jiān)控單元，用于采集大棚濕度、大棚溫度、土壤濕度、土 壤溫度、光照強(qiáng)度、C02濃度、施肥情況、蟲害情況和監(jiān)控大棚的安全；所述控制系統(tǒng)，包括CHJ模塊和環(huán)境設(shè)備，環(huán)境設(shè)備包括灌溉設(shè)備、排濕設(shè)備、溫度調(diào)節(jié) 設(shè)備、卷簾設(shè)備、C02發(fā)生設(shè)備、施肥設(shè)備、噴藥設(shè)備，用于管控大棚濕度、大棚溫度、土壤濕 度、土壤溫度、光照強(qiáng)度、C02濃度、施肥情況、蟲害情況；所述通信系統(tǒng)，用于所述采集系統(tǒng)、所述控制系統(tǒng)、所述操作系統(tǒng)、所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、所 述信息安全系統(tǒng)之間的通信；所述操作系統(tǒng)，包括上位機(jī)分機(jī)、上位機(jī)總機(jī)及APP客戶端操作平臺，用于查詢數(shù)據(jù)、設(shè) 定參數(shù)、遠(yuǎn)程操作、監(jiān)控大棚；所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)備份單元和數(shù)據(jù)處理單元;用于儲存大棚環(huán)境數(shù)據(jù)、參數(shù)設(shè) 定數(shù)據(jù)、農(nóng)作物生長習(xí)性環(huán)境參數(shù)；所述信息安全系統(tǒng)，用于保證存儲數(shù)據(jù)信息的正確和安全。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智慧大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:所述采集單元用于采集大棚 的環(huán)境數(shù)據(jù)，環(huán)境數(shù)據(jù)包括大棚濕度、大棚溫度、土壤濕度、土壤溫度、光照強(qiáng)度、C02濃度、 施肥情況、蟲害情況，并將采集的數(shù)據(jù)通過所述的通信系統(tǒng)傳遞給所述的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智慧大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:智慧大棚管理系統(tǒng)能夠智慧 化管理，智慧化管理包括自動調(diào)節(jié)大棚環(huán)境，自動調(diào)節(jié)大棚環(huán)境包括自動灌溉系統(tǒng)、自動調(diào) 溫系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智慧大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:所述自動灌溉是根據(jù)種植農(nóng) 作物自適應(yīng)的濕度來自動灌溉，當(dāng)大棚內(nèi)濕度低于一定值的時(shí)候，自動灌溉系統(tǒng)根據(jù)h = (RHl-RH2)*m/(10*K)自動計(jì)算出灌溉時(shí)間，其中h代表時(shí)間，單位小時(shí)，RH1代表所述土壤濕 度設(shè)定的最大值，RH2代表所述土壤濕度設(shè)定的最小值，m代表大棚種植面積，K代表所述灌 溉設(shè)備流量;所述自動調(diào)節(jié)溫度的實(shí)現(xiàn):控制設(shè)備根據(jù)農(nóng)作物的溫度習(xí)性直接來控制溫度 調(diào)節(jié)設(shè)備的，自動調(diào)溫設(shè)備根據(jù)h= [ (Tl-T2)*P*m]/Q自動計(jì)算出調(diào)溫時(shí)間，時(shí)間達(dá)到自動 關(guān)閉溫度調(diào)節(jié)設(shè)備;其中h代表灌溉設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，單位小時(shí)，T1代表所述土壤溫度設(shè)定的 最大值，T2代表所述土壤溫度設(shè)定的最小值，P為經(jīng)驗(yàn)值和所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)備每平方米的制 熱、制冷有關(guān)，制熱時(shí)P取200W，制冷時(shí)P取150W; m代表大棚面積，P*m代表m平方米的總制冷、 制熱功率;Q代表所述溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的制冷量和制熱量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智慧大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:所述環(huán)境設(shè)備還包括無線控 制單元，通過所述APP客戶端操作平臺可以直接控制環(huán)境設(shè)備，控制所述環(huán)境設(shè)備運(yùn)行。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智慧大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:所述無線通信包括MODBUS通 信單元、MBUS通信單元，用于環(huán)境設(shè)備和上位機(jī)分機(jī)之間的線連接；所述無線通信包括GSM通訊、GPRS網(wǎng)絡(luò)通信、Wifi通信，用于APP客戶端操作平臺與環(huán)境 設(shè)備之間的遠(yuǎn)程通信和上位機(jī)總機(jī)與環(huán)境設(shè)備之間的遠(yuǎn)程通信。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智慧大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:所述上位機(jī)分機(jī)包括顯示單元、設(shè)定單元、分機(jī)數(shù)據(jù)庫，用于顯示所述環(huán)境數(shù)據(jù)、查詢 所述環(huán)境設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)儲存及篩選；所述上位機(jī)總機(jī)包括顯示單元、設(shè)定單元、遠(yuǎn)程控制單元、高級設(shè)置單元，用于顯示所 述上位機(jī)中的環(huán)境數(shù)據(jù)和顯示大棚的監(jiān)控圖像、設(shè)定所述上位機(jī)分機(jī)控制的環(huán)境設(shè)備，遠(yuǎn) 程控制所述環(huán)境設(shè)備，特有權(quán)限設(shè)置上位機(jī)分機(jī)；所述APP客戶端操控平臺用于顯示所述環(huán)境數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程控制所述環(huán)境設(shè)備。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智慧大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:所述上位機(jī)分機(jī)還包括收購商登錄單元，用于收購商觀察農(nóng)作物的生長環(huán)境及生長情 況，收購商可以在線訂購需要的農(nóng)作物，申請的賬號必須通過上位機(jī)總機(jī)驗(yàn)證才能申請成 功；所述上位機(jī)總機(jī)還包括權(quán)限設(shè)置單元，用于管理登陸上位機(jī)分機(jī)的人員和管理申請登 錄上位機(jī)賬號的人員；當(dāng)收購商要登陸上位機(jī)分機(jī)時(shí)，上位機(jī)分機(jī)會把登錄信息和數(shù)據(jù)庫 中已存在的注冊信息進(jìn)行比對，若信息吻合即允許進(jìn)入，若不吻合則限制進(jìn)入。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智慧大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)備 份單元和數(shù)據(jù)處理單元，用于儲存所述上位機(jī)分機(jī)上傳的環(huán)境數(shù)據(jù)、參數(shù)設(shè)定數(shù)據(jù)、農(nóng)作物 生長習(xí)性參數(shù)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智慧大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:所述信息安全系統(tǒng)通過移 位加密算法對數(shù)據(jù)加密的，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行累乘校驗(yàn)以確保數(shù)據(jù)的正確性和安全性。
【文檔編號】G05D27/02GK106020303SQ201610644243
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月6日
【發(fā)明人】鄭書湛
【申請人】山東華旗新能源科技有限公司