本实用新型涉及农业生产技术领域，具体而言，涉及一种温度控制系统及数据平台。
背景技术：
在标准化农业生产活动的诸多环节中，需要对某些关键性参数(例如温度、湿度以及光照等)进行实时监测，并且根据参数的浮动情况，启动相应的应对措施以确保这些参数能够维持在特定范围内，从而保障农业生产活动的顺利进行。目前，农业领域的自动化程度还比较低，上述参数的监测过程以及针对参数超标时所采取的控制过程，大多还是由用人工来完成。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种温度控制系统及数据平台。
本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：
第一方面，本实用新型实施例提供一种温度控制系统，包括：温度调节子系统、通信设备以及监控主机；
温度调节子系统安装在种植大棚内，并通过通信设备与监控主机通信连接，温度调节子系统用于检测获得种植大棚内的温度数据，并基于温度数据调节种植大棚内的环境温度，温度调节子系统还用于将温度数据通过通信设备发送至监控主机，以使监控主机的用户能够获知环境温度；
监控主机用于根据用户操作生成控制指令，并将控制指令通过通信设备发送至温度调节子系统，温度调节子系统还用于在接收到控制指令时，基于控制指令调节环境温度；
通信设备包括电力载波模块以及网络通信模块，温度调节子系统通过电力载波模块或网络通信模块与监控主机通信连接。
可选的，温度调节子系统包括：温度检测设备、控制设备以及执行设备；
温度检测设备与控制设备通信连接，温度检测设备用于检测获得温度数据，并将温度数据发送至控制设备；
控制设备与执行设备通信连接，控制设备用于基于温度数据控制执行设备调节环境温度；
控制设备还通过通信设备与监控主机通信连接，控制设备还用于将温度数据通过通信设备发送至监控主机，以及在接收到监控主机生成的控制指令时，基于控制指令控制执行设备调节环境温度。
可选的，控制设备包括：信号处理模块以及控制模块；
信号处理模块与温度检测设备以及控制模块通信连接，信号处理模块用于接收并处理温度数据，并将处理后的温度数据发送至控制模块。
控制模块与执行设备通信连接，控制模块用于基于温度数据控制执行设备调节环境温度；
控制模块还通过通信设备与监控主机通信连接，控制模块还用于将温度数据通过通信设备发送至监控主机，以及在接收到监控主机生成的控制指令时，基于控制指令控制执行设备调节环境温度。
可选的，温度检测设备包括安装在种植大棚内的至少一个温度传感器，信号处理模块上设置有与至少一个温度传感器相匹配的传感器接口。
可选的，控制设备还包括：继电器模块；
继电器模块分别与控制模块以及执行设备通信连接，控制模块用于通过继电器模块控制执行设备调节环境温度。
可选的，执行设备包括：安装在种植大棚内的至少一个通风装置和/或至少一个洒水装置和/或至少一个加热装置。
可选的，电力载波模块包括：第一电力载波子模块以及第二电力载波子模块；
第一电力载波子模块安装在温度调节子系统上，与控制模块通信连接，第二电力载波子模块安装在监控主机上，与监控主机通信连接，第一电力载波子模块与第二电力载波子模块通过电力网络通信连接。
控制模块用于将温度数据经第一电力载波子模块以及第二电力载波子模块发送至监控主机；监控主机用于将控制指令经第二电力载波子模块以及第一电力载波子模块发送至控制模块。
可选的，第一电力载波子模块包括：第一信号收发器、第一载波收发单元以及第一变压器，第二电力载波子模块包括：第二信号收发器、第二载波收发单元以及第二变压器；
控制模块、第一信号收发器、第一载波收发单元以及第一变压器依次通信连接，第二变压器、第二载波收发单元、第二信号收发器以及监控主机依次通信连接，第一变压器与第二变压器通过电力网络通信连接。
控制模块用于将温度数据经第一信号收发器、第一载波收发单元、第一变压器、第二变压器、第二载波收发单元以及第二信号收发器发送至监控主机；监控主机用于将控制指令经第二信号收发器、第二载波收发单元、第二变压器、第一变压器、第一载波收发单元以及第一信号收发器发送至控制模块。
可选的，网络通信模块包括：第一网络通信子模块以及第二网络通信子模块；
第一网络通信子模块安装在温度调节子系统上，与控制模块通信连接，第二网络通信子模块安装在监控主机上，与监控主机通信连接，第一网络通信子模块与第二网络通信子模块通过通信网络通信连接。
控制模块用于将温度数据经第一网络通信子模块以及第二网络通信子模块发送至监控主机；监控主机用于将控制指令经第二网络通信子模块以及第一网络通信子模块发送至控制模块。
第二方面，本实用新型实施例提供一种温度控制数据平台，包括：至少一个上述温度控制系统以及数据服务器；
数据服务器与至少一个温度控制系统通信连接，数据服务器用于获取至少一个温度控制系统中的每个温度控制系统中的温度数据以及控制指令，并将温度数据以及控制指令保存在数据服务器的存储单元上。
本实用新型的技术方案至少具有以下有益效果：
本实用新型实施例提供的温度控制系统，包括温度调节子系统、通信设备以及监控主机。其中，温度调节子系统安装在种植大棚内，能够检测获得种植大棚内的温度数据并根据该温度数据调节种植大棚内的环境温度，温度调节子系统还将温度数据通过通信设备发送至监控主机。监控主机的用户获知种植大棚内的环境温度后，可以在监控主机上执行相应的用户操作，监控主机能够根据用户操作生成控制指令，并将控制指令通过通信设备发送至温度调节子系统，温度调节子系统根据控制指令内容调节种植大棚内的环境温度。通信设备包括电力载波模块以及网络通信模块，温度调节子系统和监控主机之间的数据交互可以根据实际情况通过电力载波模块实现或者通过网络模块实现。上述温度控制系统中的温度调节子系统实现了对种植大棚内环境温度的监测以及调节，其自动化程度高，同时除了上述自动化温度调节方式以外，温度调节子系统还可以在监控主机的控制下对种植大棚内的环境温度进行远程的人工控制，其工作方式灵活，温度调节效好，并且温度调节子系统和监控主机之间可以选择电力载波模块或网络通信模块两种不同的方式进行通信，其可靠性高，适于在不同的农业生产环境中进行部署。本实用新型实施例提供的温度控制数据平台，包括至少一个上述温度控制系统以及数据服务器，数据服务器从温度控制系统获取种植大棚的温度数据以及相应的监控主机的控制指令并保存，能够为以后的用户决策以及温度控制系统的改进提供数据支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本实用新型实施例提供的温度控制系统的结构示意图；
图2示出了本实用新型实施例提供的电力载波模块的结构示意图；
图3示出了本实用新型实施例提供的网络通信模块的结构示意图；
图4示出了本实用新型实施例提供的温度控制数据平台的结构示意图。
图中，1－温度控制数据平台；10－温度控制系统；100－温度调节子系统；110－温度检测设备；120－控制设备；122－信号处理模块；124－控制模块；126－继电器模块；130－执行模块；20－数据服务器；200－通信设备；210－电力载波模块；212－第一电力载波子模块；2120－第一信号收发器；2122－第一载波收发单元；2122a－第一微控制器；2122b－第一载波收发器；2124－第一变压器；214－第二电力载波子模块；2140－第二信号收发器；2142－第二载波收发单元；2142a－第二微控制器；2142b－第二载波收发器；2144－第二变压器；220－网络通信模块；222－第一网络通信子模块；224－第二网络通信子模块；300－监控主机；
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
在传统的农业生产方式中，一般由人工巡逻来监测农业生产的关键性参数(例如温度、湿度以及光照等)，一旦发现其超出指定的范围，则由人工启动相应的应对措施。
发明人认为，这种人工作业方式至少存在如下缺陷：(1)浪费人力资源，随着人力成本的日益上升，中国人口红利的逐渐消失，这种问题将日益突出；(2)实时性差，受人工巡逻的频率低的影响，监测活动会滞后于参数的变化，被监测参数已经超标一段时间了可能才被发现，这种滞后可能会带来一些生产上的直接损失；(3)可靠性问题，在被监测参数较多，警戒值灵活浮动的场景下，很难依赖于人工进行巡逻保证参数监测及参数控制的可靠性；(4)农业生产领域往往涉及的地域比较大，依靠人工进行参数监测和采取应对措施费时费力。
以种植大棚为例，种植大棚内可以视作一个与外部环境隔离的人工环境，因此其中作物的生长状况的好坏更加依赖于人工控制，上述问题表现得更加突出。如果完全由人工对作物生长相关的环境参数进行监测和采取相应的应对措施，将耗费巨大的人力资源成本，也不符合现代农业的发展趋势。在现有技术中，针对种植大棚内的环境温度参数，部分种植大棚通过设置温度传感器实现了对环境温度的自动监测，但在发现环境温度超标时所采取的控制过程，仍由人工完成，相较于传统农业的生产方式，其改进十分有限。本实用新型实施例提供一种温度控制系统及数据平台，以改善种植大棚中存在的上述问题，本实用新型实施例提供的温度控制系统及数据平台，具有自动化程度高、温度控制效果好、可靠性高、适用范围广等优点。
第一实施例：
图1示出了本实用新型实施例提供的温度控制系统10的结构示意图。参照图1，温度控制系统10包括温度调节子系统100、通信设备200以及监控主机300。
温度调节子系统100安装在种植大棚内，包括温度检测设备110、控制设备120以及执行设备，控制设备120包括信号处理模块122、控制模块124以及继电器模块126。
温度检测设备110包括至少一个温度传感器，根据经验将温度传感器设置在种植大棚内的预定位置，例如空气中或土壤中。温度传感器一般包括温度敏感元件，温度敏感元件能够感受种植大棚内的环境温度，并将其转化为电信号，即温度数据输出。
温度传感器与信号处理模块122通信连接，可以将获得的温度数据输出到信号处理模块122。一般而言，在无特殊说明的情况下，本实用新型实施例中的通信连接是指相互连接的实体之间可以单向地或者双向地进行信息交互，其连接方式可以是有线的，也可以是无线的，在本实施例中，温度传感器与信号处理模块122之间采用IIC总线连接，可以理解在本实用新型的其他实施例中也可以采用其他连接方式。本实用新型实施例中的温度传感器可以为各种型号，不同型号的温度传感器的工作电压不同，例如可能是3V、5V或12V等。信号处理模块122上设置有多个传感器接口，传感器接口为IIC总线接口，同时不同的传感器接口供电电压不同，从而可以兼容连接不同型号的温度传感器。由于信号处理模块122连接的温度传感器型号可能不同，所以其收到的温度数据形式也不统一，由信号处理模块122统一处理后，将处理后的温度数据发送至与信号处理模块122通信连接的控制模块124。信号处理模块122可以是，但不限于单片机。
控制模块124通过继电器模块126与执行模块130通信连接，继电器模块126包括至少一个继电器，执行模块130包括多个安装在种植大棚内的执行设备，例如，可以是但不限于至少一个通风装置和/或至少一个洒水装置和/或至少一个加热装置，其中通风装置和洒水装置用于种植大棚内的降温，加热装置用于种植大棚内的升温。控制模块124可以通过继电器模块126中的至少一个继电器分别对各执行设备进行控制，以实现对种植大棚内环境温度的调节。具体而言，控制模块124内存储有预设的判断程序及执行指令，从而控制模块124可以根据收到的温度数据判断出将要执行的温度调节操作，例如控制模块124内预设一温度阈值，当收到的温度数据所表征的环境温度小于该温度阈值时，表明种植大棚内温度过低，作物有冻害隐患，控制模块124执行预设的温度调升指令，具体表现为向控制加热装置的继电器发送电信号，以使继电器触头闭合，加热装置开始工作。可以理解，上述控制模块124的工作过程仅为示例，不对本实用新型的保护范围构成任何限制。控制模块124可以是，但不限于单片机。
总之，温度调节子系统100能够检测获得种植大棚内的温度数据，并基于该温度数据调节种植大棚内的环境温度，温度的检测以及调节均自动完成，无需人工干预，自动化程度高，节省了人力资源成本。温度调节子系统100一般使用电力网络，例如市电网络进行供电，但还可以包括备用的发电设备，用于在电力网络出现停电时向温度调节子系统100供电以维持其正常运作。
温度调节子系统100能够自动调节种植大棚内的环境温度，但自动温度调节毕竟只能根据控制模块124内的预设指令进行调节，有时对环境温度的控制并不能达到最佳效果。本实用新型实施例提供的温度控制系统10还支持人工干预的温度调节，但并非传统农业生产方式中的人工进入到种植大棚内进行控制相应的执行设备进行调节。温度调节子系统100的控制模块124还通过通信设备200和监控主机300通信连接，监控主机300可以为计算机或服务器，一般与种植大棚不在同一地点。温度控制模块124获得温度数据后，除了基于温度数据控制执行模块130，还将该温度数据通过通信设备200发送至监控主机300，监控主机300的用户一般为农业领域的专业技术人员，用户获知种植大棚内的环境温度后，可以基于该环境温度做出决策，例如是否要对大棚内的环境温度进行人工干预调节。可以理解，控制模块124发送给监控主机300的信息不限于温度数据，例如还可以包括控制模块124将要执行的预设指令，以使用户能够判断控制模块124的行为是否恰当。用户要对种植大棚内的环境温度进行控制时，在监控主机300上执行相应操作，监控主机300基于用户操作生成控制指令，并将控制指令通过通信设备200发送至控制模块124，控制模块124在接收到控制指令时，基于控制指令的内容，控制执行模块130调节种植大棚内的环境温度。可以理解，监控主机300发送给控制模块124的控制指令的内容不限于温度调节指令，例如，控制模块124中预设的温度调升的阈值是5℃，后来用户发现该阈值设置不合理，可以通过监控主机300向控制模块124发送阈值更新指令，将该阈值更新为10℃。
总之，通过控制模块124和监控主机300的通信连接，实现了监控主机300用户对种植大棚内温度的远程控制，即种植大棚内环境温度的调节可以通过温度调节子系统100自动调节，也可以通过远程的监控主机300进行人工调节，其控制方式灵活，温度控制效果好。
温度调节子系统100安装在种植大棚内，但种植大棚所在地可能地处偏僻或者自然环境不佳，不适于设置机房，所以监控主机300通常设置在离种植大棚一定距离的其他地点，通过通信设备200与温度调节子系统100进行数据交互。在本实用新型实施例中，为保证上述数据交互过程的可靠性，通信设备200包括电力载波模块210以及网络通信模块220。电力载波模块210通过电力网络实现控制模块124与监控主机300之间的数据交互。网络通信模块220通过计算机网络或者移动通信网络等通信网络实现控制模块124与监控主机300之间的数据交互。网络通信模块220采用的是目前比较流行的数据交互方式，但在农业生产领域，由于种植大棚所在地可能地处偏僻或者自然环境不佳，没有现成的通信网络可以利用，如果专门为了农业生产架设通信网络，成本较高，在实际中不宜采用。此时可以利用电力载波模块210进行数据交互，电力载波模块210以现有的电力网络，如市电网络为载体，我国目前电力基础设施建设已经比较完善，绝大部分偏远地区均已通电，满足电力载波模块210使用的先决条件。电力载波模块210的发送端使用要传输的信息对载波信号进行调制，在电力线上传输调制后的载波信号，接收端对载波信号进行解调即可获得要传输的信息。
本实用新型实施例提供的通信设备200，同时包括电力载波模块210以及网络通信模块220，使用时可以根据种植大棚所在地的具体环境选择使用其中一种通信方式。并且，当所使用的通信方式发生故障时，还可以切换到另一种通信方式。例如，某种植大棚的控制模块124通过电力载波模块210与监控主机300通信连接以进行数据交互，但后因自然灾害导致电力载波模块210所使用的电力线断开。此时，控制模块124和监控主机300可以尝试切换至网络通信模块220进行通信连接，其切换方式可以采用人工方式，也可以根据预设程序进行。
图2示出了本实用新型实施例提供的电力载波模块210的结构示意图。参照图2，电力载波模块210包括第一电力载波子模块212以及第二电力载波子模块214，第一电力载波子模块212安装在温度调节子系统100上，与控制模块124通信连接，第二电力载波子模块214安装在监控主机300上，与监控主机300通信连接，第一电力载波子模块212与第二电力载波子模块214通过电力网络通信连接。第一电力载波子模块212与第二电力载波子模块214均可进行数据收发。
具体而言，第一电力载波子模块212包括第一信号收发器2120、第一载波收发单元2122以及第一变压器2124。其中，第一载波收发单元2122包括第一微控制器2122a以及第一载波收发器2122b。第二电力载波子模块214包括第二信号收发器2140、第二载波收发单元2142以及第二变压器2144。其中，第二载波收发单元2142包括第二微控制器2142a以及第二载波收发器2142b。控制模块124、第一信号收发器2120、第一微控制器2122a、第一载波收发器2122b以及第一变压器2124依次通信连接，第二变压器2144、第二载波收发器2142b、第二微控制器2142a、第二信号收发器2140以及监控主机300依次通信连接，第一变压器2124与第二变压器2144通过电力网络通信连接。
第一信号收发器2120可以为，但不限于RS485收发器。第一载波收发单元2122用于实现载波信号的调制及解调，其中，第一微控制器2122a可以为，但不限于单片机，第一载波收发器2122b可以为，但不限于ST7538电力载波芯片，第一微控制器2122a用于对第一载波收发器2122b进行控制以实现载波信号的调制及解调。第一变压器2124用于将载波信号耦合至电力线上发送，或者将电力线上的载波信号耦合至第一载波收发单元2122接收。第二电力载波子模块214可以和第一电力载波子模块212具有相同的结构和功能。
在使用电力载波模块210时，控制模块124与监控主机300的具体数据交互过程为：控制模块124将温度数据经第一信号收发器2120、第一微控制器2122a、第一载波收发器2122b、第一变压器2124、第二变压器2144、第二载波收发器2142b、第二微控制器2142a以及第二信号收发器2140发送至监控主机300；监控主机300将控制指令经第二信号收发器2140、第二微控制器2142a、第二载波收发器2142b、第二变压器2144、第一变压器2124、第一载波收发器2122b、第一微控制器2122a以及第一信号收发器2120发送至控制模块124。
图3示出了本实用新型实施例提供的网络通信模块220的结构示意图。参照图3，网络通信模块220包括第一网络通信子模块222以及第二网络通信子模块224，第一网络通信子模块222安装在温度调节子系统100上，与控制模块124通信连接，第二网络通信子模块224安装在监控主机300上，与监控主机300通信连接，第一网络通信子模块222与第二网络通信子模块224通过通信网络通信连接。第一网络通信子模块222与第二网络通信子模块224均可进行数据收发。
第一网络通信子模块222可以为4G无线通信模块，利用现有的无线通信网络进行通信，也可以为无线网卡，与附近的无线路由器通信连接，利用现有的计算机网络进行通信，显然第一网络通信子模块222还可以是其他现有的网络设备。第二网络通信子模块224可以和第一网络通信子模块222具有相同的结构和功能。
在使用网络通信模块220时，控制模块124与监控主机300的具体数据交互过程为：控制模块124将温度数据经第一网络通信子模块222以及第二网络通信子模块224发送至监控主机300；监控主机300将控制指令经第二网络通信子模块224以及第一网络通信子模块222发送至控制模块124。
总之，通信设备200同时具有可用的电力载波模块210以及网路通信模块，用户可以根据种植大棚所在地的实际环境进行部署，其适用范围广，同时上述两种模块中的其中一种可以作为另一种出现故障时的备用模块，整个通信设备200的可靠性高。
综上所述，本实用新型实施例提供的温度控制系统10，应用于种植大棚，其自动化程度高，能够避免传统农业生产过程中的采用人工方式所带来的种种弊端，同时，该温度控制系统10兼具人工远程控制功能，其温度控制效果好，并且该远程控制功能可以通过电力载波模块210以及网络通信模块220两种方式实现，其适用范围广，可靠性高。
第二实施例：
图4示出了本实用新型实施例提供的温度控制数据平台1的结构示意图。参照图4，温度控制数据平台1包括：至少一个第一实施例提供的温度控制系统10以及数据服务器20。数据服务器20与每个温度控制系统10通信连接，例如可以和每个温度控制系统10中的监控主机300连接。数据服务器20可以从监控主机300获取温度数据以及控制指令，并将温度数据以及控制指令保存在数据服务器20的存储单元上。这些数据还可以反馈至监控主机300，作为监控主机300用户进行温度控制的依据。例如某一用户不清楚在当前环境温度下该执行何种温度控制操作，该用户可以访问数据服务器20提供的服务，查看其他用户在同样条件下所采取的操作，作为其决策的依据。同时，农业领域的专业技术人员还可以对数据服务器20上保存的数据进行分析，以改进温度控制系统10中温度调节子系统100的自动温度控制逻辑。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。