一种智能温室大棚的测控方法及测控装置的制造方法_3

文档序号:8942531阅读:来源:国知局
息、二氧化碳浓度信息也是不同的。不同农作物在不同的时间、不同的地点以及处在不同的生长周期,对应设置不同的温度信息、土壤湿度信息、光照信息、二氧化碳浓度信息。本实施例在每一次测控时,都根据新的时间信息,从阈值设定信息表中重新查找并调取新的环境信息,以此准确获取适合农作物生长的环境,提高了温室大棚农作物产量。现有技术中的设定阈值通常是固定的,而本实施例中阈值设定信息表中的环境参数会随时间信息的不同而调整,从而实现了动态的调整温室大棚环境的目的。
[0031 ] 如图3所示,本实施例提供一种智能温室大棚的测控装置,该测控装置包括η个温度测控模块,m个光照测控模块、P个土壤湿度测控模块、s个二氧化碳浓度测控模块、上位机和远程服务器;n、m、p、s均为大于I的整数。上位机通过TCP/IP协议与远程服务器相连。
[0032]无线路由器为各个WIFI装置分配固定IP地址,并以此转发WIFI设备之间相互的通信数据。
[0033]远程终端和远程服务器通过Internet连接。Internet互联网用于在广域网下进行数据传输。远程服务器(例如采用数据云服务器)为布置在Internet上的数据服务器,用于存放阈值设定信息表、温室大棚内各传感器参数以及各控制装置的运行状态。远程终端即为用户客户端,通过Internet访问远程服务器,用于种植户远程查看温室大棚的实时运行状态和手动远程遥控各控制装置。执行装置包括加热器、制冷机、水栗、可调亮度照明装置(例如采用可PWM连续调节亮度的LED灯)、通风机、二氧化碳产生机。
[0034]每个温度测控模块包括温度传感器、温度控制装置、第一单片机和第一 WIFI通信模块;温度传感器通过IIC串口协议与第一单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的温度;温度控制装置通过光耦隔离电路与第一单片机GP1相连,用于调节温室大棚内的温度,温度控制装置包括加热器和制冷机;第一 WIFI通信模块通过UART串口协议与第一单片机相连,用于传输数据;第一单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第一 WIFI通信模块的工作逻辑。
[0035]每个光照测控模块包括光照亮度传感器、可调亮度照明装置、第二单片机和第二WIFI通信模块;光照亮度传感器通过SPI串口协议与第二单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的光照亮度;可调亮度照明装置通过光耦隔离电路与第二单片机GP1相连,用于调节温室大棚内的光照亮度;第二 WIFI通信模块通过UART串口协议与第二单片机相连,用于传输数据;第二单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第二 WIFI通信模块的工作逻辑。
[0036]每个土壤湿度测控模块包括土壤湿度传感器、灌溉水栗、第三单片机和第三WIFI通信模块,土壤湿度传感器通过IIC串口协议与第三单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的土壤湿度;灌溉水栗通过继电器隔离电路与第三单片机GP1相连,用于调节土壤湿度;第三WIFI通信模块通过UART串口协议与第三单片机相连,用于传输数据;第三单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第三WIFI通信模块的工作逻辑。
[0037]二氧化碳测控模块包括二氧化碳浓度传感器、二氧化碳控制装置、第四单片机和第四WIFI通信模块,二氧化碳浓度传感器通过SPI串口协议与第四单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的二氧化碳浓度;二氧化碳控制装置通过继电器隔离电路与单片机GP1相连,用于调节温室大棚内的二氧化碳浓度;二氧化碳控制装置包括二氧化碳产生机和通风机;第四WIFI通信模块通过UART串口协议与第四单片机相连,用于传输数据;第四单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第四WIFI通信模块的工作逻辑。
[0038]作为优选例,所述的η个温度测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第一 WIFI通信模块与PC上位机无线通信连接;m个光照测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第二 WIFI通信模块与PC上位机无线通信连接;p个土壤湿度测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第三WIFI通信模块与PC上位机无线通信连接;s个二氧化碳浓度测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第四WIFI通信模块与PC上位机无线通信连接。
[0039]在该实施例中,每个温度测控模块中设有温度传感器、温度控制装置、第一单片机和第一 WIFI通信模块。当第一单片机通过判断需要进行温度调节时,相应的温度测控模块进行温度控制。需要加热时,开启加热器;需要降温时开启制冷机。而对于判断温度属于阈值范围内的温度测控模块而言,温度测控模块不对温度进行调节。同样,光照测控模块包括光照亮度传感器、可调亮度照明装置、第二单片机和第二 WIFI通信模块。当第二单片机通过判断需要进行照明调节时,相应的光照测控模块进行温度控制。而对于判断光照亮度属于阈值范围内的光照测控模块而言,光照测控模块不对光照强度进行调节。土壤湿度测控模块包括土壤湿度传感器、灌溉水栗、第三单片机和第三WIFI通信模块。当第三单片机通过判断需要进行土壤湿度调节时,相应的土壤湿度测控模块进行土壤湿度控制。而对于判断土壤湿度属于阈值范围内的温度测控模块而言,温度测控模块不对温度进行调节。二氧化碳测控模块包括二氧化碳浓度传感器、二氧化碳控制装置、第四单片机和第四WIFI通信模块,当第四单片机通过判断需要进行二氧化碳浓度调节时,相应的二氧化碳测控模块进行二氧化碳浓度调节。而对于判断二氧化碳浓度属于阈值范围内的二氧化碳测控模块而言,二氧化碳测控模块不对二氧化碳浓度进行调节。
[0040]另外,整个装置,在各测控模块中分别设置WIFI无线通信模块,使得各测控模块和上位机实现WIFI无线通信,便于各测控模块在温室大棚中的布设。另外,对于温室大棚中各监控点(即安装测控模块的地方),由各测控模块中的单片机进行判断是否需要进行环境调节。当需要进行调节时,由各测控模块进行调节。这样,一方面不需要上位机对温室大棚内的环境进行整体判断,有利于准确判断各监控点的环境因素;另一方面,不需要上位机对温室大棚内的环境进行整体调控,而是由判断需要进行环境调节的测控模块进行相应调节,有利于准确调控温室大棚内的环境,在需要调节的地方进行相应的环境调节,不需要对大棚整体进行调节。现有技术采用集中式,经过上位机判断后,由上位机发送命令给测控模块,再由测控模块执行。这样不仅整个判断和执行的流程较长,还会因为通信的故障和上位机的故障,导致系统不能继续工作,稳定性低。而本发明实施例采用分布式,由各测控模块自行判断和执行。这样,有利于系统的稳定,也有利于各监控点的测控模块更好调节所处的区域环境。
[0041]本实施例中的各测控模块的单片机读取到传感器的测量值后,通过无线发送,将这些数据传送到上位机中显示和保存。上位机通过Internet将这些数据上传到数据云服务器上保存,可供手机等用户终端随时随地查看。
[0042]种植户可通过远程终端更改执行装置的工作状态,通过Internet保存到远程服务器中,再通过上位机发送控制命令给各测控模块的单片机执行。
[0043]各测控模块的单片机读取到传感器的测量值后,通过无线发送,将这些数据传送到上位机上显示和保存。上位机进而通过Internet将这些数据上传到远程服务器上保存,可供手机等用户终端随时随地查看。
[0044]作为优选,本实施例中的四种单片机型号可以都为:STM32F103。当然其他型号的单片也可以使用。
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