一种基于云服务器功能的大棚种植管理系统及其工作方法与流程

本发明涉及自动化技术领域，具体涉及一种基于云服务器功能的大棚种植管理系统及其工作方法。

背景技术

利用塑料大棚进行反季节栽培是保证蔬菜在冬季正常生长的一种常用手段。但冬天气温较低，会减缓蔬菜的生产速度，尤其是霜冻会使蔬菜生长停滞，甚至出现茎叶枯死的现象，因此冬季应在塑料大棚中为蔬菜提供适当的供暖装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于云服务器功能的大棚种植管理系统及其工作方法，通过云服务器开启加热机构进行加热，以提高大棚内的气温。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种大棚种植管理系统，包括：云服务器、由控制模块控制的加热机构和位于大棚内的温度传感器，以及用于云服务器和控制模块之间信息传输的无线通信模块；所述温度传感器适于检测大棚内的温度值并由控制模块发送至云服务；所述云服务器适于存储温度设定值，并在温度检测值小于温度设定值时，发送指令信息到控制模块，以开启加热机构进行加热。

进一步，所述加热机构包括：所述控制模块、均匀分布在大棚内的热气管道、位于热气管道的进气总口的进气阀、位于大棚的排气口处的排气阀和位于大棚内的压力传感器；所述热气管道适于连通热气源以向大棚内供给热气；以及当压力传感器检测大棚内的压力值大于压力设定值时，所述控制模块开启排气阀。

进一步，所述无线通信模块包括：倾斜埋设有若干辐射单元的柔性介质基板和安装在柔性介质基板上的馈电线；所述辐射单元包括并排设置的一对辐射贴片；以及所述辐射贴片与柔性介质基板的底面或顶面形成的夹角范围为0～90°。

进一步，所述柔性介质基板适于通过一基底缝隙模具制作；所述基底缝隙模具包括有底层缝隙板、中间包绕板和上层覆盖板；所述底层缝隙板中设有适于放置各辐射贴片的安装位；所述中间包绕板适于从底层缝隙板的边缘包裹，再填充具有空气泡的高分子聚合物介质溶液，然后加装上层覆盖板进行密封，通过拆除模具，修饰边角及安装位，以使所述辐射贴片的至少一边缘漏出所述柔性介质基板的一面。

进一步，所述高分子聚合物介质溶液为高分子聚合物材料或硅胶合成材料；

所述高分子聚合物介质溶液中混合纳米级空气泡，以使形成的柔性介质基板的介电常数为1-2。

进一步，所述馈电线设置在柔性介质基板漏出辐射贴片的一面上，以给各辐射单元馈电。

进一步，同一辐射单元中的两个辐射贴片之间留有缝隙；所述馈电线适于穿过所述缝隙，并通过两侧的电触点电性连接各辐射贴片以进行馈电激励；以及所述缝隙的宽度为d，且d>λ/2。

进一步，所述辐射单元为7个，该7个辐射单元在x轴方向上组成一排。

进一步，所述辐射单元的每个辐射片的y轴方向的长度为hp，每一对的激励电流设为ip，所述7个辐射单元的每个单元等效在x轴上的点坐标为xp，则经简化换算后，得到所述无线通信模块在远场的辐射矢量为：

其中，θ、ψ为直角坐标转换为球坐标中，所述无线通信模块电磁波在辐射空间的极化及水平坐标角度，k为电磁波相位常数。

又一方面，本发明还提供了一种大棚种植管理系统的工作方法，包括：云服务器、由控制模块控制的加热机构；所述云服务器适于发送指令信息至控制模块，以开启加热机构进行加热。

本发明的有益效果是，本发明的大棚种植管理系统通过云服务器开启加热机构进行加热，使蔬菜处于良好的生长温度内，提高了作物产量；同时通过温度传感器实时检测大棚内温度值，提高了大棚种植管理系统的自动化程度，节约了人工成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的大棚种植管理系统的原理框图；

图2是本发明的无线通信模块的正透视图；

图3是本发明的无线通信模块的局部放大视图；

图4是本发明的无线通信模块的xoz面示意图；

图5是本发明的无线通信模块的xoy面示意图；

图6是本发明的基底缝隙模具的结构示意图；

图7是本发明的放置有辐射贴片的基底缝隙模具的结构示意图；

图中：柔性介质基板1，基底缝隙模具100，底层缝隙板101，上层覆盖板103，安装位104，辐射贴片2，缝隙21，馈电线3。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

图1是本发明的大棚种植管理系统的原理框图。

如图1所示，本实施例1提供了一种大棚种植管理系统，包括：云服务器、由控制模块控制的加热机构和位于大棚内的温度传感器，以及用于云服务器和控制模块之间信息传输的无线通信模块；所述温度传感器适于检测大棚内的温度值并由控制模块发送至云服务；所述云服务器适于存储温度设定值，并在温度检测值小于温度设定值时，发送指令信息到控制模块，以开启加热机构进行加热。

可选的，所述控制模块例如但不限于工控板或plc模块，适于通过相应的驱动电路分别控制加热机构进行工作。

本实施例1的大棚种植管理系统通过云服务器开启加热机构进行加热，使蔬菜处于良好的生长温度内，提高了作物产量；同时通过温度传感器实时检测大棚内温度值，提高了大棚种植管理系统的自动化程度，节约了人工成本。

作为加热机构的一种可选的实施方式。

见图1，所述加热机构包括：所述控制模块、均匀分布在大棚内的热气管道、位于热气管道的进气总口的进气阀、位于大棚的排气口处的排气阀和位于大棚内的压力传感器；所述热气管道适于连通热气源以向大棚内供给热气；以及当压力传感器检测大棚内的压力值大于压力设定值时，所述控制模块开启排气阀。

可选的，所述进气阀和排气阀均为电子阀门。

可选的，所述指令信息包括但不限于开启或关闭进气阀，开启或关闭排气阀。

具体的，所述云服务器适于由一远程计算机控制，以设定各种农作物对应的生长温度阈值；当温度传感器检测大棚内的温度值低于生长温度阈值时，远程计算机发送加热指令信息到控制模块，以开启进气阀，向大棚内通入热气流；当大棚内的压力值大于压力设定值时，所述控制模块开启排气阀，以排出大棚内的多余气体，使大棚内压力恢复正常。

本实施方式的加热机构采用热气流作为加热源，既可以提高大棚内的温度，又可以使大棚内气温均匀化，有效防止了温度不一致引起的农作物生长良莠不齐。

图2是本发明的无线通信模块的正透视图。

作为无线通信模块的一种可选的实施方式。

见图2，所述无线通信模块包括：倾斜埋设有若干辐射单元的柔性介质基板1和和安装在柔性介质基板上的馈电线3；所述辐射单元包括并排设置的一对辐射贴片2，所述辐射贴片与柔性介质基板的底面或顶面形成的夹角范围为0～90°。其实，角度的灵活调整在具体应用中大有裨益，在不同的场景中，需要的增益性能以及外观特征都不一样，这样对无线通信模块的兼容度有着较高要求，传统设备往往会出现难以驯服，而如果能够巧妙的替换改善角度，这一问题可以得到解决。

图6是本发明的基底缝隙模具的结构示意图。

图7是本发明的放置有辐射贴片的基底缝隙模具的结构示意图。

作为基底缝隙模具的一种可选的实施方式。

见图6和图7，所述柔性介质基板1适于通过一基底缝隙模具100制作；所述基底缝隙模具100包括有底层缝隙板101、中间包绕板103和上层覆盖板103；所述底层缝隙板101中设有适于放置各辐射贴片2的安装位104；所述中间包绕板102适于从底层缝隙板101的边缘包裹，再填充具有空气泡的高分子聚合物介质溶液，然后加装上层覆盖板103进行密封，最后常温凝固后形成所述倾斜埋设有若干辐射单元2的柔性介质基板1；以及通过拆除模具，修饰边角及安装位，以使所述辐射贴片2的至少一边缘漏出所述柔性介质基板1的一面。

优选的，所述高分子聚合物介质溶液为高分子聚合物材料或硅胶合成材料，质地较为柔软，易于集成至非平面形状结构中；所述高分子聚合物介质溶液中混合纳米级空气泡，以使形成的柔性介质基板的介电常数为1-2。

本实施方式的基底缝隙模具将无线通信模块一体成型，提高了无线通信模块的结构稳定性，采用高分子聚合物介质溶液可以极大地减轻无线通信模块的重量，方便使用和安装。

图3是本发明的无线通信模块的局部放大视图，即图1中虚线框内的放大视图，

见图3，所述同一辐射单元中的两个辐射贴片2之间留有缝隙21；所述馈电线3适于穿过所述缝隙21，并通过两侧的电触点电性连接各辐射贴片2以进行馈电激励，根据供电的距离差异，会形成若干相位的差，从而在远场形成不同的方向图叠加效果。所述缝隙21的宽度为d，且d>λ/2，以获取较好的辐射贴片之间横向的耦合隔离，其中λ为辐射电磁波波长；以及在图3中α表示缝隙21与馈电线3之间的夹角，可以是0°到90°的范围。实质上，由于柔性介质基板较软，一般会造成辐射片的形变，这是传统辐射片难以接受的，形变会造成辐射效果的不可控，但在本案中，对辐射贴片的形变容忍度有了非常大的提升，由于辐射贴片的切入角度原因，使得辐射贴片的形变一般发生在x或y方向，这导致在z轴方向的辐射效果基本不会受到影响，也就大大克服了由于辐射片形变降低辐射效果。

综上所述，本实施方式的无线通信模块使得辐射贴片能够跟馈电线进行电接触受到激励，同时透过缝隙的漏出部分辐射效果会更好，更接近于在空气中进行直接传播辐射，及时将大棚内的温度检测值和压力检测值发送至云服务器，以使云服务器通过控制模块开启进气阀和/或排气阀。

图4是本发明的无线通信模块的xoz面示意图。

图5是本发明的无线通信模块的xoy面示意图。

见图4和图5，辐射单元斜切埋入在介质基板1中，在实施例1中，虽然图示在(x,y,z)直角坐标系中，但最后分析结果可以推广变换到球坐标系(r,θ,ψ)中，以使结果直观、便于计算。水平放置的辐射单元阵列排设，辐射单元间的耦合效应是不可以忽略的。如果详细的研究，可以使用的感应电动势法来求解，由于每个辐射单元都有进行馈电激励，如有必要也可以进行独立馈电，所以辐射单元之间的相互耦合可以通过对互阻抗的求解就可以得到，单独的近场也可以分别求得，本申请未对其做出改进，在此不再赘述。

见图5，本实施例1中将辐射单元简化的等效为较小的辐射点来加快设计辐射单元的每个辐射片的y轴方向的长度为hp(p＝1、2、3……7)，本实施例1中的辐射单元在x轴方向上为7个组成一排，每一个的激励电流设为ip(p＝1、2、3……7)，这一排辐射单元的每个单元等效在x轴上的点坐标为xp(p＝1、2、3……7)，则经简化换算后，得到所述无线通信模块在远场的辐射矢量为：

其中，θ、ψ为直角坐标转换为球坐标中，所述无线通信模块的电磁波在辐射空间的极化及水平坐标角度，k为电磁波相位常数。

经过阻抗适配后，辐射单元的数量优选为7时，副瓣电平被有效抑制至-8db左右。综上所述，本申请中的无线通信模块具有结构简单、副瓣效果好、调节便利、辐射增益改善明显和广泛的应用前景。

综上所述，本申请的大棚种植管理系统通过云服务器开启加热机构进行加热，使蔬菜处于良好的生长温度内，提高了作物产量；同时通过温度传感器实时检测大棚内温度值，提高了大棚种植管理系统的自动化程度，节约了人工成本；采用热气流作为加热源，既可以提高大棚内的温度，又可以使大棚内气温均匀化，有效防止了温度不一致引起的农作物生长良莠不齐；通过将辐射贴片埋入柔性介质基板中，并跟馈电线进行电接触受到激励，透过缝隙的漏出部分辐射效果会更好，更接近于在空气中进行直接传播辐射，大大克服了由于辐射片形变降低辐射效果，辐射增益改善明显，以便及时将大棚内的温度检测值和压力检测值发送至云服务器，以使云服务器通过控制模块开启进气阀和/或排气阀；通过基底缝隙模具将无线通信模块一体成型，提高了无线通信模块的结构稳定性，采用高分子聚合物介质溶液可以极大地减轻无线通信模块的重量，方便使用和安装。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例2提供了一种大棚种植管理系统的工作方法，包括：服务器、由控制模块控制的加热机构；所述云服务器适于发送指令信息至控制模块，以开启加热机构进行加热。

关于大棚种植管理系统的具体结构及实施过程参见实施例1的相关论述，此处不再赘述。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。