一种日光温室生产环境联网监测与自动控制器及控制系统的制作方法

本发明属于农业物联网技术领域，具体涉及一种日光温室生产环境联网监测与自动控制器及控制系统。

背景技术：

日光温室生产环境是一种被广泛推广的种植模式，其中在日光温室生产环境中农作物的生产过程中，需要对棚内的温度、湿度和光照进行控制，以适应不同种类的农作物的生长需要，因此需要对应调节成相适应的生长环境。

现有常规的方法是控制遮阳卷被的开度来调节光照，控制上下通风卷膜来实现通风和温度控制，有时还需要采用灌溉的方式对日光温室生产环境的土壤湿度进行控制。

现有上述控制的方法，通常采用人工来全程进行操作，而采用人工操作的方式很难对日光温室生产环境做到科学管理。现有也出现了智能控制日光温室生产环境的方法，但是现有日光温室生产环境控制系统控制模式单一，且智能化程度较低，功能也不全面。例如市场上常见的日光温室生产环境控制器，一般仅采用采集传感器的监测数值，然后通过采集的监测数值进行自动控制，其控制模式较为单一。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种日光温室生产环境联网监测与自动控制器，控制模式多样。

本发明的技术方案为：一种日光温室生产环境联网监测与自动控制器，其特征在于，包括：

主板；

网口模块，与外部的后台服务器或移动终端网络连接；

通讯连接接口，用于与外部的传感器信号连接，并将接收的传感器信号输送至主板；

开关电源，用于为主板提供电能；

继电器，所述继电器的输入端与主板电连接，所述继电器的输出端与外部的受控终端电连接。

本发明中的控制器不但可以通过采集外部的传感器的监控信号，根据监控信号来对受控终端进行控制调节，其中通过继电器对受控终端进行过载保护，本发明还可以将通过后台服务器或移动终端接收传感器监控信息，用户可通过后台服务器或移动终端实时了解环境信息，若需要对日光温室生产环境的环境参数进行调整时，用户可通过后台服务器或移动终端远程配置日光温室生产环境智能控制系统的参数，并下发控制命令至本发明，以调控受控终端。

本发明中通讯连接接口有多种，作为优选，所述通讯连接接口为串口转485接口。本发明中通过串口转485接口读取外接的各路传感器的数值。

作为优选，还包括与主板电连接且用于输入受控终端运行参数的功能按键。本发明除了可以通过智能自动控制以外，还可以通过手动的方式将控制信号输送至主板，以使得主板控制受控终端。

作为优选，还包括与主板电连接的指示灯。本发明中可以通过指示灯显示各个电路模块的运行状态，以便用户及时了解运行信息。作为优选，所述指示灯为led指示灯。

作为优选，还包括用于存储参数的电可擦除只读存储器。本发明可以通过电可擦除只读存储器存储日光温室生产环境智能控制系统的系统参数，使得本发明在任何状态下保存完整的系统参数信息。

作为优选，还包括用于为主板提供实时时间的实时时钟芯片以及为所述实时时钟芯片提供电能的纽扣电池。本发明可以通过实时时钟芯片提供准确的实时时间，使得主板可以根据实时时间对受控终端进行实时调整，因此本发明可以通过自动、手动以及时控模式进行控制，控制模式更加多样化。

作为优选，还包括用于防止相间短路的相序保护器。当电路断相，错相，三相电压不平衡时，相序保护器可以对电路起到保护作用。

作为优选，还包括用于控制电路启闭的空气开关。本发明中空气开关可以起到总开关的作用，并具有短路保护、过电流保护作用。

作为优选，所述主板外部设置有主板罩壳。主板罩壳可以保护主板，防止落尘。

作为优选，还包括交流接触器。交流接触器具有远程控制、过电流保护、接地保护等作用，例如若受控终端为电机时，可以实现电机正反转控制。

作为优选，所述日光温室生产环境联网监测与自动控制器还包括箱体以及与箱体相配合的箱门，所述指示灯和功能按键设置于箱门上，所述主板与指示灯和功能按键之间通过转接板以及排线连接。

作为优选，所述箱门上设置有排线卡扣。排线卡扣可以固定排线，延长排线使用寿命，保证信号传输的稳定性。

为了防止无关人员触碰箱内电器件，作为优选，所述箱体和箱门之间设置有用于将箱门盖设于箱体上的门锁。

作为优选，所述箱门上设置有接地螺柱。通过接地螺柱接地，可以防止漏电损害人生安全。

本发明还提供了一种日光温室生产环境智能控制系统，包括：

控制器；

传感器，用于监测日光温室生产环境的环境参数，并将监测到的环境参数信息输送至控制器；

受控终端，受控于控制器，所述控制器根据传感器输送的环境参数信息控制受控终端的运行情况；

移动终端/后台服务器，与控制器网络连接，用于接收受控制端输送的环境参数信息，并可根据环境参数信息向控制器输送用于控制受控终端的控制信号；

其中，所述控制器为上述的日光温室生产环境联网监测与自动控制器。

作为优选，所述传感器包括用于监测日光温室生产环境内的土壤和空气的温度传感器、用于监测日光温室生产环境内的土壤和空气的湿度传感器以及用于日光温室生产环境光照强度的光照传感器中的至少一种。本发明中的日光温室生产环境控制器，传感器目前标配了土壤温度、土壤湿度、空气温度、空气湿度、光照强度等5个传感器。控制器可通过获取上述传感器的采样值，在断网的情况下也可自主策略运行。当然也可以根据实际需要，增设其他传感器。

本发明中受控终端可以都有多种，作为优选，所述受控终端包括以下至少一种：

用于控制灌溉管向日光温室生产环境中输送灌溉水的灌溉水泵；

用于控制日光温室生产环境中通风卷膜的通风卷帘电机；

用于控制日光温室生产环境中遮阳卷被的卷被电机。

本发明可以通过调控受控终端，以实现调整日光温室生产环境内的环境参数，例如当温室内的土壤湿度较低时，可以调控灌溉水泵，以使灌溉管向温室内输送灌溉水，提高土壤湿度。

作为优选，还包括电源。

作为优选，所述电源包括12v开关电源。可以通过12v开关电源给整个日光温室生产环境控制系统供电。

作为优选，所述电源还包括24v开关电源。24v开关电源可以给通风卷帘电机、卷被电机等供电。

作为优选，还包括限位开关。本发明中限位开关为机械式，当卷被电机控制的卷被运转到限位开关触发的位置，开关通断信号反馈给主板，主板输出控制信号，通过继电器，控制卷被电机，从而实现对卷被电机的停止控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)本发明一方面能通过联网，使得后台服务器(例如pc终端))或者移动终端(例如手机app、平板app)，控制日光温室生产环境控制器，远程进行参数配置和数据读取等程序操作。另一方面，可将各传感器的参数值，在后台服务器或者移动终端上进行展示，便于用户实时掌握日光温室生产环境的现状和控制情况，也便于用户根据不同作物的生长需要，调整温室内的控制参数。

(2)本发明的日光温室生产环境联网监测与自动控制器，控制模式多样化。简单的区分，具有时控模式、自动模式和手动模式。在联网的情况下，可后台控制、app控制、现场手动控制。手动控制完毕，可转为自动控制模式或者时间控制模式运行，自动控制在断网的情况下，自主策略运行，根据系统时间和传感器参数值进行控制。

附图说明

图1为本发明中日光温室生产环境联网监测与自动控制器的结构示意图。

图2为本发明中日光温室生产环境智能控制系统的信号连接示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括：主板1；网口模块2，与外部的后台服务器17或移动终端16网络连接；通讯连接接口3，用于与外部的传感器14信号连接，并将接收的传感器14信号输送至主板1；开关电源4，用于为主板1提供电能；继电器5，继电器5的输入端与主板1电连接，继电器5的输出端与外部的受控终端15电连接。本发明中在主板1外部设置有主板罩壳21。主板罩壳21可以保护主板1，防止落尘。

本发明中的控制器不但可以通过采集外部的传感器14的监控信号，根据监控信号来对受控终端15进行控制调节，本发明还可以将通过后台服务器17或移动终端16接收传感器监控信息，用户可通过后台服务器17或移动终端16实时了解环境信息，若需要对日光温室生产环境的环境参数例如温度，湿度等参数进行调整时，用户可通过后台服务器17或移动终端16远程配置日光温室生产环境智能控制系统的参数，并下发控制命令至本发明，以调控受控终端15。

本发明中通讯连接接口3有多种，本发明中通讯连接接口3为串口转485接口。本发明中通过串口转485接口读取外接的各路传感器14的数值。本发明中还包括与主板1电连接且用于输入受控终端15运行参数的功能按键6。本发明除了可以通过智能自动控制以外，还可以通过手动的方式将控制信号输送至主板1，以使得主板控制受控终端。

如图1所示，本发明中还包括与主板1电连接的指示灯7。本发明中可以通过指示灯7显示各个电路模块的运行状态，以便用户及时了解运行信息。一般情况下，指示灯7为led指示灯。本发明中还包括用于存储参数的电可擦除只读存储器8。本发明可以通过电可擦除只读存储器eeprom存储日光温室生产环境智能控制系统的系统参数，使得本发明在任何状态下保存完整的系统参数信息。

如图1所示，本发明中还包括用于为主板1提供实时时间的实时时钟芯片9以及为实时时钟芯片9提供电能的纽扣电池10。本发明可以通过实时时钟芯片9提供准确的实时时间，使得主板1可以根据实时时间对受控终端15进行实时调整，因此本发明可以通过自动、手动以及时控模式进行控制，控制模式更加多样化。本发明中还包括用于防止相间短路的相序保护器11。当电路断相，错相，三相电压不平衡时，相序保护器11可以对电路起到保护作用。本发明中还包括用于控制电路启闭的空气开关12。本发明中空气开关12可以起到总开关的作用，并具有短路保护、过电流保护作用。本发明中通过开关电源31供给电能。

如图1所示，本发明中还包括交流接触器22。交流接触器22具有远程控制、过电流保护、接地保护等作用，例如若受控终端为电机时，可以实现电机正反转控制。为了对本发明中的各电子器件起到保护作用，本发明的日光温室生产环境联网监测与自动控制器还包括箱体23以及与箱体23相配合的箱门24，指示灯7和功能按键6设置于箱门24上，主板1与指示灯7和功能按键6之间通过转接板25以及排线26连接。箱门24上设置有排线卡扣27。排线卡扣27可以固定排线26，延长排线26使用寿命，保证信号传输的稳定性。为了防止无关人员触碰箱内电器件，箱体23和箱门24之间设置有用于将箱门24盖设于箱体23上的门锁28。在箱门24上设置有接地螺柱29。通过接地螺柱29接地，可以防止漏电损害人生安全。

本发明将上述的日光温室生产环境联网监测与自动控制器应用于日光温室生产环境智能控制系统，如图2所示，日光温室生产环境智能控制系统包括：控制器13；传感器14，用于监测日光温室生产环境的环境参数，并将监测到的环境参数信息输送至控制器13；受控终端15，受控于控制器13，控制器13根据传感器14输送的环境参数信息控制受控终端15的运行情况；移动终端16/后台服务器17，与控制器13网络连接，用于接收受控制端输送的环境参数信息，并可根据环境参数信息向控制器13输送用于控制受控终端15的控制信号；其中，控制器13为上述的日光温室生产环境联网监测与自动控制器。

本发明一方面能通过联网，使得后台服务器例如pc终端或者移动终端例如手机app、平板app，控制日光温室生产环境控制器，远程进行参数配置和数据读取等程序操作。另一方面，可将各传感器的参数值，在后台服务器或者移动终端上进行展示，便于用户实时掌握日光温室生产环境的现状和控制情况，也便于用户根据不同作物的生长需要，调整温室内的控制参数。

如图2所示，本发明中传感器14包括用于监测日光温室生产环境内的土壤和空气的温度传感器、用于监测日光温室生产环境内的土壤和空气的湿度传感器以及用于日光温室生产环境光照强度的光照传感器中的至少一种。本发明中的日光温室生产环境控制器，传感器目前标配了土壤温度、土壤湿度、空气温度、空气湿度、光照强度等传感器。控制器可通过获取上述传感器的采样值，在断网的情况下也可自主策略运行。当然也可以根据实际需要，增设其他传感器。

本发明中受控终端可以都有多种，如图2所示，受控终端15包括以下至少一种：用于控制灌溉管向日光温室生产环境中输送灌溉水的灌溉水泵18；用于控制日光温室生产环境中通风卷膜的通风卷帘电机19；用于控制日光温室生产环境中遮阳卷被的卷被电机20。本发明可以通过调控受控终端15，以实现调整日光温室生产环境内的环境参数，例如当温室内的土壤湿度较低时，可以调控灌溉水泵，以使灌溉管向温室内输送灌溉水，提高土壤湿度。本发明中还包括限位开关30。本发明中限位开关30为机械式，当卷被电机20控制的卷被运转到限位开关30触发的位置，开关通断信号反馈给主板，主板输出控制信号，通过继电器，控制卷被电机20，从而实现对卷被电机的停止控制。

上述系统中还包括电源，其中电源包括12v开关电源和24v开关电源。可以通过12v开关电源给整个日光温室生产环境控制系统除电机和水泵外供电。而24v开关电源可以给通风卷帘电机19、卷被电机20等供电。