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]本實用新型涉及一種環(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)是一個勞動力密集型產(chǎn)業(yè),而且溫室環(huán)境相對封閉,不利于人員長時間操作,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,來制造出適合農(nóng)作物生長的最佳環(huán)境。
[0004]目前國內(nèi)自主研制的溫室控制系統(tǒng)控制邏輯相對簡單,普遍是單個環(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)硬件與軟件依賴國外進口 ;存在技術(shù)水平發(fā)展緩慢,管理體系落后等缺點,不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和溫室自動化控制發(fā)展的要求。還有部分溫室采用國外引進的整套溫室設(shè)施。這些設(shè)施在國外經(jīng)過多年的發(fā)展和完善,在技術(shù)上是比較成熟和先進的,但也存在體積大、能耗大、降溫效果較差、對操作人員的素質(zhì)要求高等問題;從經(jīng)濟效益上看,因為設(shè)備投資大、運行費用高而導(dǎo)致產(chǎn)值低,經(jīng)濟效益不佳。
[0005]申請人針對現(xiàn)有技術(shù)中的溫室智能控制的缺陷,研發(fā)出以PLC控制器為核心來實現(xiàn)溫室大棚環(huán)境自動控制的智能系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]實用新型目的:本實用新型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)能對溫室大棚內(nèi)環(huán)境信息進行收集、分析、傳遞和反饋調(diào)節(jié),并能夠?qū)φ{(diào)節(jié)結(jié)果進行評價、監(jiān)測,有效控制溫室大棚內(nèi)作物的生長環(huán)境。
[0007]技術(shù)方案:本實用新型所述的溫室大棚環(huán)境因子智能監(jiān)控系統(tǒng)包括用于采集溫室大棚環(huán)境因子信號的數(shù)據(jù)采集模塊,用于分析、存儲數(shù)據(jù)采集模塊提供的數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)分析模塊,根據(jù)數(shù)據(jù)分析模塊的分析信號對環(huán)境因子進行調(diào)控的數(shù)據(jù)輸出執(zhí)行模塊,以及用于監(jiān)測、評價調(diào)控結(jié)果的效果評監(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,將采集的信號傳輸至數(shù)據(jù)分析模塊,數(shù)據(jù)分析模塊對大棚內(nèi)的環(huán)境進行分析,將分析信號傳輸至數(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,對環(huán)境因子進行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)后的環(huán)境因子信號傳遞至效果評監(jiān)模塊,效果評監(jiān)模塊對調(diào)控結(jié)果進行監(jiān)測、評價。
[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)境因子模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的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)的人機互動接口。
[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]效果評監(jiān)模塊包括用于在大棚內(nèi)實時監(jiān)控的在線取像設(shè)備,用于接收、存儲和顯示大棚內(nèi)實時數(shù)據(jù)信息、并根據(jù)該信息對數(shù)據(jù)輸出執(zhí)行模塊的調(diào)控結(jié)果進行監(jiān)測、評價的計算機,其中,該實時數(shù)據(jù)信息包括在線取像設(shè)備采集的視頻信號、PLC控制器接收的環(huán)境因子信號以及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A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,PLC控制器存儲該數(shù)字信號,并將該數(shù)字信號與預(yù)設(shè)環(huán)境因子值進行比對分析,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控制器將存儲的數(shù)字信號和分析結(jié)果傳輸至計算機;在線取像設(shè)備將大棚內(nèi)的實時影像結(jié)果經(jīng)影像傳輸設(shè)備傳輸至計算機,計算機根據(jù)接收的大棚內(nèi)實時數(shù)據(jù)信息,對環(huán)境因子調(diào)控結(jié)果進行監(jiān)測,評價調(diào)控的有效性,同時,還可根據(jù)評價結(jié)果,在人機互動接口中進行修正調(diào)控。
[0014]進一步的,效果評監(jiān)模塊中的計算機包括位于大棚內(nèi)的現(xiàn)場計算機和/或大棚外的控制計算機。效果評監(jiān)可在大棚內(nèi)進行,也可在大棚外的控制室內(nèi)進行,避免大棚內(nèi)作業(yè)的辛苦。
[0015]更進一步的,效果評監(jiān)模塊還包括與計算機通過外源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接、對大棚內(nèi)環(huán)境實現(xiàn)遠程控制的移動設(shè)備或其他數(shù)據(jù)接收終端。通過將大棚內(nèi)的實時信息共享至移動設(shè)備或其他數(shù)據(jù)接收終端,可真正實現(xiàn)對棚內(nèi)環(huán)境的遠程控制。
[0016]優(yōu)選的,PLC控制器通過無線傳輸線路將數(shù)據(jù)信號傳輸至計算機。
[0017]進一步的,在線取像設(shè)備通過影像傳輸設(shè)備將視頻信號傳輸至計算機。
[0018]優(yōu)選的,環(huán)境因子采集設(shè)備將采集到的環(huán)境因子模擬信號通過多芯屏蔽線傳輸至A/D轉(zhuǎn)換器。多芯屏蔽線可同時連接多種環(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]進一步的,PLC控制器將數(shù)據(jù)分析結(jié)果通過單芯屏蔽線傳輸至環(huán)境因子調(diào)控設(shè)備。
[0020]更進一步的,數(shù)據(jù)輸出執(zhí)行模塊還包括用于根據(jù)PLC控制器的分析信號決定開啟或者關(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控制器輸入點數(shù)為30以上。使得PLC控制器有足夠的傳輸能力同時接收多種數(shù)據(jù)信息。
[0022]有益效果:(1)本實用新型的溫室大棚環(huán)境因子智能監(jiān)控系統(tǒng)通過電子設(shè)備和無線網(wǎng)絡(luò)對溫室內(nèi)環(huán)境進行智能控制,不僅能夠?qū)Υ笈飪?nèi)環(huán)境因子進行調(diào)控,而且能夠?qū)φ{(diào)控結(jié)果進行監(jiān)測,評價調(diào)控的有效性,并可根據(jù)評價結(jié)果對大棚內(nèi)環(huán)境因子進行修正、再調(diào)控,通過不斷循環(huán),確定最有效的環(huán)境因子值,存儲記錄,用于相同作物的生長環(huán)境控制;
(2)通過對作物生長過程中的環(huán)境因子進行實時調(diào)控,使其滿足作物生長所需條件,可以提高作物的質(zhì)量和產(chǎn)量;(3)本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)在大棚現(xiàn)場直接進行系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制,也可以在大棚外的控制室內(nèi)進行系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制,通過進一步接入互聯(lián)網(wǎng),還可以真正實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的溫室大棚環(huán)境因子智能監(jiān)控系統(tǒng)工作流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進一步說明。
[0025]本實用新型的溫室大棚環(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,可包括環(huán)境因子采集設(shè)備、將采集到的環(huán)境因子模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器;環(huán)境因子采集設(shè)備可將采集到的環(huán)境因子模擬信號通過多芯屏蔽線傳輸至A/D轉(zhuǎn)換器,多芯屏蔽線可同時連接多種環(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、存儲數(shù)據(jù)采集模塊提供的數(shù)據(jù)信號,包括用于分析數(shù)據(jù)信號的PLC控制器,PLC控制器內(nèi)置數(shù)據(jù)分析程序和存儲程序,還包括人機互動接口,通過人機互動接口輸入預(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對