一种简易温室控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种简易温室控制系统。该系统包括微控制器模块、电源模块、数据采集模块、键盘模块、报警模块、液晶显示模块、存储模块、时钟模块、执行输出模块、通信模块和上位机，微控制器模块分别与电源模块、数据采集模块、液晶显示模块、键盘模块、报警模块、存储模块、时钟模块和执行输出模块相连接，上位机通过通信模块与微控制器模块相连接，该系统不仅可对温室内的温度、湿度、光照度、和CO2浓度等环境因子进行实时采集、显示和存储，而且能按照预先设定的参数对温室环境进行自动调节，以满足不同农作物的生长要求。本实用新型结构简单，操作方便，可靠性高，易于推广。
【专利说明】
一种简易温室控制系统
技术领域
[0001]本实用新型属于农业生产自动化控制技术领域，具体涉及到一种简易温室控制系统。
【背景技术】
[0002]温室是一种可以改变植物生长环境，为植物生长创造更好条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。随着社会经济的发展，各种园艺温室和农作物温室的数量在不断的增加，目前这些温室环境的控制大部分仍靠人工经验来进行手动控制，这种控制方式生产效率低下，且随着人工成本的提高，单位产品的生产成本偏高，严重影响了农业生产的效益，阻碍了农业生产的发展。另一方面随着温室作物趋向于多样化，对环境的要求越来越高，手动控制的低精度特点已不能完全满足温室作物生长的需求。因此采用智能温室控制代替手工控制是现代温室发展的一个必然趋势，而当今国内常见的智能温室系统大都是采用工控机或者PLC方案，其控制成本高，性价比低，较大部分用户经济能力承受不起。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对现有技术上存在的不足，提出了一种低成本的简易温室控制系统。该系统不仅可对温室内的温度、湿度、光照度、和C02浓度等环境因子进行实时采集、显示和存储，而且能按照预先设定的参数对温室环境进行自动调节，以满足不同农作物的生长要求。本实用新型结构简单，操作方便，造价低廉，易于推广。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种简易温室控制系统，包括微控制器模块、电源模块、数据采集模块、键盘模块、报警模块、液晶显示模块、存储模块、时钟模块、执行输出模块、通信模块和上位机，所述微控制器模块分别与电源模块、数据采集模块、液晶显示模块、键盘模块、报警模块、存储模块、时钟模块和执行输出模块相连接，所述的上位机通过通信模块与微控制器模块相连接，所述的数据采集模块包括分别连接在微控制器模块上的温湿度采集模块、光照度采集模块、CO2浓度采集模块，所述的执行输出模块包括连接在微控制器模块上的继电器输出模块。
[0006]作为本实用新型的一种优选方案，所述的执行输出模块还包括分别连接在继电器输出模块上的自然通风系统、增温系统、湿帘风机系统、遮阳系统、滴管系统、环流风机系统、补光系统和C02发生器。
[0007]作为本实用新型的一种优选方案，所述微控制器模块采用STC12C5A60S2单片机，所述电源模块采用开关电源，所述温湿度采集模块选用智能数字温湿度传感器SHTll，所述光照度采集模块选用光强度数字转换芯片TSL2561，所述的⑶2浓度采集模块选用固态电化学C02传感器芯片TGS4160，所述存储模块选存储芯片AT24C64，所述时钟模块选用时钟芯片DS1302，所述液晶显示模块采用12864液晶显示器，所述的通信模块选用芯片MAX232。
[0008]作为本实用新型的一种优选方案，所述报警模块包括发光二极管和无源蜂鸣器，该蜂鸣器经三极管与微控制器连接。
[0009]作为本实用新型的一种优选方案，所述键盘模块包括有四个独立按键，所述键盘模块包括有四个独立按键，分别代表功能设置键、参数上调键、参数下调键和参数上下极限选择键。
[0010]本实用新型有益效果是，
[0011]I)本实用新型能准确的对温室内的环境因子进行实时采集、显示、存储、调节与报警，而且可以对环境因子的历史数据进行查询。
[0012]2)本实用新型可以按照预先设定的参数极限值对温室环境进行自动调节，以满足不同农作物的生长要求。
[0013]3)本实用新型结构简单，所需器件都是常见易得的，采购周期短，制作成本低，易于安装与维护。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0015]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本实新型进行进一步说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0017]参见图1，一种简易温室控制系统，包括微控制器模块、电源模块、数据采集模块、键盘模块、报警模块、液晶显示模块、存储模块、时钟模块、执行输出模块、通信模块和上位机，所述微控制器模块分别与电源模块、数据采集模块、液晶显示模块、键盘模块、报警模块、存储模块、时钟模块和执行输出模块相连接;所述的上位机通过通信模块与微控制器模块相连接，所述的数据采集模块包括分别连接在微控制器模块上的温湿度采集模块、光照度采集模块、CO2浓度采集模块，所述的执行输出模块包括连接在微控制器模块上的继电器输出模块和分别连接在继电器输出模块上的自然通风系统、增温系统、湿帘风机系统、遮阳系统、滴管系统、环流风机系统、补光系统和C02发生器。
[0018]本实施例中，所述微控制器模块选用STC公司生产的8位单片机STC12C5A60S2。该单片机内部集成8路高速10位A/D转换电路，是一种高性能，低功耗，超强抗干扰的控制器件，能有效的提高系统的可编程能力及降低系统的功耗，具有良好的使用效果。
[0019]本实施例中，所述电源模块采用明玮公司生产的输出3路3.3V，5V和12V的开关电源，其主要作用是为整个系统提供电源，其中3.3V为光强度数字转换芯片TSL2561提供电源，12V为继电器提供电源，5V为系统其它元器件提供电源。
[0020]本实施例中温湿度采集模块选用瑞士Scnsir 1n公司生产的智能数字湿度传感器SHTll，该传感器将湿度传感器、信号放大调理、A/D转换和加热器等功能全部集成于一芯片中，可给出全校准相对温湿度值输出；并带有两线制的串行接口和内部基准电压，使系统的接口设计变得简单快捷。光照度采集模块选用TAOS公司生产的光强度数字转换芯片TSL2561，它是一种高速、低功耗、宽量程、可编程灵活配置的光强度数字转换芯片，它将光强转换成数字信号输出，具有直接I2C接口，与单片连接非常方便。CO2浓度采集模块选用日本费加罗公司生产的固态电化学C02传感器芯片TGS4160，该传感器具有体积小，寿命长，稳定性好和耐高湿低温等特点，TGS4160内部自带有A/D转换器，它输出的电压信号与CO2浓度值呈线性关系，输出的电压信号为O?3.0V，相当于O?3000ppm的CO2浓度。该传感器输出的电压信号直接与STC12C5A60S2单片机的Pl.1/ADC1相连。
[0021]本实施例中存储模块选用美国Atmel公司生产的CM0SEEPR0M存储芯片AT24C64，该芯片带有I2C总线接口，容量为64Kbit，可用于存储所采集的温室环境因子和用户所设置的各种参数，并且该芯片掉电也不会丢失数据，使用方便。时钟模块选用DALL公司的一种高性能，低功耗的时钟芯片DS1302，通过三线接口与单片机相连进行同步数据传输，可对年、月、日、周、时、分、秒进行精确计时，还具有闰年补偿功能，正常工作时由5V电源供电，掉电时还可自动切换到后备电源，继续提供准确时间。液晶显示模块采用12864液晶显示器，可同时显示128X64个字符，模块内带标准字库，外围电路简单，使用方便，可与单片机进行8位并行数据传输。所述的通信模块选用芯片MAX232，主要用于单片机与上位机的通讯。报警模块采用发光二极管和无源蜂鸣器，主要负责声音报警和灯光报警，报警电路比较简单，声音报警由单片机引脚接上拉电阻，晶体管和无源蜂鸣器构成，灯光报警由一个发光二极管和一个电阻构成。
[0022]本实施例中键盘模块包括有四个独立按键，分别代表功能设置键、参数上调键、参数下调键和参数上下极限选择键。正常工作时，液晶显示器处在实时显示模式，温室的温度、湿度、光照度、C02浓度和时间都实时显示在液晶显示器上，此时，参数上调键、参数下调键和参数上下极限选择键无效，当功能选择键按下一次时，液晶显示器进入温度报警上下限显示模式，当按下二次功能选择键时，液晶显示器进入湿度报警上下限显示模式，当按下三次功能选择键时，液晶显示器进入光照度报警上下限显示模式，当按下四次功能选择键时，液晶显示器进入⑶2报警上下限显示模式，当按下五次功能选择键时，液晶显示器回到正常工作的实时显示模式。在液晶的温度报警上下限显示模式、湿度报警上下限显示模式、光照度报警上下限显示模式和二氧话碳报警上下限显示模式下，可以通过调整参数上调键、参数下调键和参数上下极限选择键来实现对温室控制系统参数报警上下限值的设置，具有很强的操作灵活性。
[0023]简易温室控制系统的工作过程:
[0024]本实用新型工作时，微控制器首先将上次所保存的温室环境因子的报警上下限值从存储模块中恢复出来，当然也可以通过键盘模块来设置温室环境因子的报警上下限值，当设置好后，系统通过数据采集模块将温室内的温度，湿度，光照度和C02浓度等环境因子转换成相应的电信号送入到微控制器模块，经微控制器处理之后，实现对温室环境因子的采集、存储与显示。微控制器将采集的环境因子参数与预先设定的报警上下限值进行比较。当温室内环境因子参数超出预先设定的值时。微控制会启动相应的执行输出模块对其进行控制，同时系统发出声光报警，直至环境参数调节至目标范围内。上位机通过通讯模块与微控制器模块相连，能够控制微控制器从而控制整个系统，共同实现对温室的自动化检测与控制，同时上位机还可以将采集的数据进行存储、分析和历史查询。
[0025]本实用新型结构简单，使用方便，成本低廉，且安装调试容易，本系统可以对温室环境中的温度、湿度、光照度和CO2浓度等各项参数进行实时准确的采集、显示、存储和控制。并可以根据预设的参数来调节和控制温室环境，以满足不同植物的生长需求。本实用新型抗干扰能力强，可靠性高，容易推广。
[0026]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种简易温室控制系统，其特征在于，包括微控制器模块、电源模块、数据采集模块、键盘模块、报警模块、液晶显示模块、存储模块、时钟模块、执行输出模块、通信模块和上位机，所述微控制器模块分别与电源模块、数据采集模块、液晶显示模块、键盘模块、报警模块、存储模块、时钟模块和执行输出模块相连接，所述的上位机通过通信模块与微控制器模块相连接，所述的数据采集模块包括分别连接在微控制器模块上的温湿度采集模块、光照度采集模块、CO2浓度采集模块，所述的执行输出模块包括连接在微控制器模块上的继电器输出模块。2.根据权利要求1所述的一种简易温室控制系统，其特征在于:所述的执行输出模块还包括分别连接在继电器输出模块上的自然通风系统、增温系统、湿帘风机系统、遮阳系统、滴管系统、环流风机系统、补光系统和CO2发生器。3.根据权利要求1所述的一种简易温室控制系统，其特征在于:所述微控制器模块采用STC12C5A60S2单片机，所述电源模块采用开关电源，所述温湿度采集模块选用智能数字温湿度传感器SHTll，所述光照度采集模块选用光强度数字转换芯片TSL2561，所述的CO2浓度采集模块选用固态电化学二氧化碳传感器芯片TGS4160，所述存储模块选用存储芯片AT24C64，所述时钟模块选用时钟芯片DS1302，所述液晶显示模块采用12864液晶显示器，所述的通信模块选用芯片MAX232。4.根据权利要求1所述的一种简易温室控制系统，其特征在于:所述报警模块包括发光二极管和无源蜂鸣器，该蜂鸣器经三极管与微控制器模块相连接。5.根据权利要求1所述的一种简易温室控制系统，其特征在于:所述键盘模块包括有四个独立按键，分别代表功能设置键、参数上调键、参数下调键和参数上下极限选择键。
【文档编号】G05D27/02GK205450845SQ201620185624
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月2日
【发明人】杨征航, 赖忠喜
【申请人】杨征航, 台州职业技术学院, 赖忠喜