一种农业气候补偿系统的制作方法
【技术领域】
[〇〇〇1] 本实用新型涉及一种气候补偿系统，尤其涉及一种农业气候补偿系统。
【背景技术】
[0002]目前市场上的气候补偿器是一种自动控制仪表，其内部设有供热调节曲线，可根据室外空气温度的变化和用户设定的不同时间的室内温度要求，按照设置的曲线通过自动调节供热/制冷网的流量，来控制供水温度，以满足用户热负荷的变化要求。目前大棚的农作物生产都是机械化的，包括通风换气，遮阳棚的开合来保证作物的生长的环境，大面积的种植大棚，人工管理的话成本很高，目前市场上运用在大棚内农业气候的补偿器由于现场环境干扰因素众多，采集到的数据波动大、稳定性差、精度低。
【实用新型内容】
[0003]为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种农业气候补偿系统。
[0004]为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种农业气候补偿系统，包括PLC和通过PLC的控制电路相连接的AD转换模块、网络通讯模块、温度传感器和湿度传感器；网络通讯模块包括2G/3G/4G网络通讯模块、WiFi网络通讯模块和Ethernet网络通讯模块；其中，2G/3G/4G网络通讯模块、WiFi网络通讯模块和Ethernet网络通讯模块一端分别与PLC的输出单元相连接、另一端分别与云数据中心通讯模块相连接;AD转换模块通过总线输入输出接口分别与电动阀和执行器相连接；
[0005]温度传感器包括室内温度传感器和室外温度传感器；湿度传感器包括室内湿度传感器和室外湿度传感器；上述室内温度传感器、室外温度传感器、室内湿度传感器和室外湿度传感器均设置多个，分别通过PLC的输入单元与PLC相连接。
[0006]PLC包括CPU、存储器和电源模块；CPU设置在PLC主控板的中部，左右两方通过电路分别连接有输入单元和输出单元，CPU的下方通过电路连接存储器；电源模块设置在PLC主控板的右部下方，通过电路分别与输入单元和输出单元相连接。
[0007]PLC还包括扩展接口；CPU通过电路与扩展接口相连接。
[0008]PLC通过输出单元连接有本地存储模块。
[0009]室内湿度传感器包括室内空气湿度传感器和室内土壤湿度传感器；室外湿度传感器包括室外空气湿度传感器和室外土壤湿度传感器。
[〇〇1〇] 本实用新型通过温度和湿度传感器的传输数据由PLC来控制执行器的动作，从而控制大棚的通风换气和遮阳棚的开合来保证作物的生长的环境，适合大面积的大棚种植，人工成本底；并且可根据云数据中心发布的天气预警，结合实际情况来控制气候的补偿。数据传输直接与云数据中心通讯模块相连，传输速度更快，并且提高了动态数据精确度；设置多个传感器，在传感器设置有校准芯片，PLC对每一个传感器的状态进行全方位动态监测，大大减少了传感器的机械问题所产生的信号误差，保证了采集到数据的稳定性和高精度性。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0012]图1为本实用新型的整体结构框图。
[0013]图2为本实用新型的工作流程图。
[0014]图3为AD转换模块的流程图。
【具体实施方式】
[0015]如图1?图3所示，本实用新型包括PLC和通过PLC的控制电路相连接的AD转换模块、网络通讯模块、温度传感器和湿度传感器；网络通讯模块包括2G/3G/4G网络通讯模块、WiFi网络通讯模块和Ethernet网络通讯模块；其中，2G/3G/4G网络通讯模块、WiFi网络通讯模块和Ethernet网络通讯模块一端分别与PLC的输出单元相连接、另一端分别与云数据中心通讯模块相连接;AD转换模块通过总线输入输出接口分别与电动阀和执行器相连接。
[0016] 执行器的主要作用是通过PLC与控制电路，控制AD模块的转换，从而来实现信号输出类型的选择。在PLC的地址线输出不同的地址信号后，都能够准确地触发可执行器的使能端。其中执行器可以直接控制水栗电机的转速来增加或减少水流量，电动阀可控制水栗的开合，这样既可达到升高或降低棚内温度的作用；同时通过PLC中地址输出的不同信号也会控制农业补偿系统设备中的各种可调节阀门控制供回水的温度。
[0017]并且执行器还可以直接控制换气扇与遮阳棚电机的转速来进行大棚内的温度与湿度的调节。当检测到的温度和湿度不适合目前农作物的有利生长条件时，PLC会根据预先设置好的数据条件控制执行器对换气扇和遮阳棚的开合进行调节，直到周围的环境(温度和湿度)达到预设的有利状况时，PLC得到温度和湿度传感器的数据反馈，控制执行器停止相应动作。
[0018] 温度传感器和湿度传感器分别通过PLC的输入单元与PLC相连接。其中，温度传感器包括室内温度传感器和室外温度传感器；湿度传感器包括室内湿度传感器和室外湿度传感器；上述室内温度传感器、室外温度传感器、室内湿度传感器和室外湿度传感器均设置多个，可对整个农业气候的温度和湿度实现多点采集，取多点采集的平均值，这样是为了保证数据的准确性，多点设置的同时采集，确保数据采集的准确性。上述室内湿度传感器和室外湿度传感器分别又包括室内空气湿度传感器、室内土壤湿度传感器和室外空气湿度传感器、室外土壤湿度传感器。增加土壤湿度传感器是为了更精确检测农作物的土壤环境，有利于农作物生长，将土壤的湿度环境加入到数据对比中，比单纯检测周围空气的温度和湿度更加精准和有效。
[0019]PLC包括CPU、存储器和电源模块；CPU设置在PLC主控板的中部，左右两方通过电路分别连接有输入单元和输出单元，CPU的下方通过电路连接存储器；电源模块设置在PLC主控板的右部下方，通过电路分别与输入单元和输出单元相连接。输入单元和输出单元上分别设置有多个输入端口和输出端口。
[0020]PLC还包括扩展接口；CPU通过电路与扩展接口相连接。当输入接口不够的时候可以通过扩展口插入输入端的扩展卡。
[0021] PLC通过输出单元连接有本地存储模块，数据传输过程中可将数据存储在本地存储模块，并且在整个系统中可外接UPS备用电源，这样可以有效防止断电之后数据传输不过去的情况。
[0022] 温度传感器的基础温感探头与湿度传感器的湿度探头的核心测量元件为多路温度和湿度传感器组合成的多路传感器，将多路传感器模拟信号通过PLC的电路连接方式输出，再通过网络通讯模块的专用网关传输到云数据中心。由于数据处理系统是基于PLC电路方式的数据采集，在其内部运转的设备都有独立的地址，温度传感器与湿度传感器采集农业大棚内外温度/湿度后通过独立的地址传输给PLC进行采集分析。
[0023] 农业气候补偿系统核心任务就是将其他接口采集到的数据统一转换为TCP/IP协议的数据通过网络接口转发，所以气候补偿系统网络系统设计的核心是设计网络接口。要实现嵌入式接入以太网，就要实现复杂的TCP/IP协议，对嵌入式微控制器的存储器、运算速度等的要求比较高。所以嵌入式系统与以太网相结合的关键在于如何在资源有限的嵌入式系统内实现TCP/IP协议。目前，实现嵌入式系统接入以太网的由农业气候补偿系统首先通过专用网络连接起来，然后再连到专用网关上，由该专用网关(2G/3G/4G)作为通讯控制器，将内部专用网上的信息转换为TCP/IP协议数据包，发送到以太网上实现数据传输。该方案必须依赖专用网关作为通讯控制器工作，在很大程度上提升网络整体的可靠性和实时性，而且安装灵活、方便。
[0024] 农业气候补偿系统与云计算结合，使得数据永久存在云端，对于以后的数据分析有很大的作用。本系统的气候补偿功能依靠的就是云端数据与实时农业大棚外的温度湿度来自动调节农业大棚内的温度与湿度，温/湿度调节更加精确，远程控制减少人力，便与管理。
[0025]AD转换模块为数模转换模块，PLC为可编程逻辑控制器。
[0026] 上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种农业气候补偿系统，包括PLC和通过PLC的控制电路相连接的AD转换模块、网络通讯模块、温度传感器和湿度传感器；其特征在于:所述网络通讯模块包括2G/3G/4G网络通讯模块、WiFi网络通讯模块和Ethernet网络通讯模块；所述2G/3G/4G网络通讯模块、WiFi网络通讯模块和Ethernet网络通讯模块一端分别与PLC的输出单元相连接、另一端分别与云数据中心通讯模块相连接；所述AD转换模块通过总线输入输出接口分别与电动阀和执行器相连接；所述温度传感器包括室内温度传感器和室外温度传感器；所述湿度传感器包括室内湿度传感器和室外湿度传感器；上述室内温度传感器、室外温度传感器、室内湿度传感器和室外湿度传感器均设置多个，分别通过PLC的输入单元与PLC相连接。2.根据权利要求1所述的农业气候补偿系统，其特征在于:所述PLC包括CPU、存储器和电源模块；所述CPU设置在PLC主控板的中部，左右两方通过电路分别连接有输入单元和输出单元，CPU的下方通过电路连接存储器；所述电源模块设置在PLC主控板的右部下方，通过电路分别与输入单元和输出单元相连接。3.根据权利要求2所述的农业气候补偿系统，其特征在于:所述PLC还包括扩展接口；所述CPU通过电路与扩展接口相连接。4.根据权利要求1所述的农业气候补偿系统，其特征在于:所述PLC通过输出单元连接有本地存储模块。5.根据权利要求1所述的农业气候补偿系统，其特征在于:所述室内湿度传感器包括室内空气湿度传感器和室内土壤湿度传感器；所述室外湿度传感器包括室外空气湿度传感器和室外土壤湿度传感器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种农业气候补偿系统，包括PLC和通过PLC的控制电路相连接的AD转换模块、网络通讯模块、温度传感器和湿度传感器；网络通讯模块一端分别与PLC的输出单元相连接、另一端分别与云数据中心通讯模块相连接；AD转换模块通过总线输入输出接口分别与电动阀和执行器相连接；温度传感器包括室内温度传感器和室外温度传感器；湿度传感器包括室内湿度传感器和室外湿度传感器；分别通过PLC的输入单元与PLC相连接。本实用新型通过温度和湿度传感器的传输数据由PLC来控制执行器，从而控制大棚通风换气和遮阳棚的开合来保证作物的生长的环境，人工成本低；数据传输与云数据中心通讯模块相连，实现数据高速性和高精度性。
【IPC分类】F24F11/02
【公开号】CN205119369
【申请号】CN201520830657
【发明人】李明章
【申请人】北京北方智能科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月26日