本发明涉及大棚控制领域，特别是涉及一种基于即插即用设备的大棚控制系统。
背景技术：
：：在现代社会，绿色环保的概念已经深入人心，越来越多的人提倡绿色生活理念，人们对果蔬的要求已从数量型转变为质量型，要求果蔬优质、安全、营养、方便，因此绿色有机食品受到越来越多的人追捧，而环境、气温等因素的影响，使得农业大棚的应用越来越多。但是现在的农业大棚，大多数还是小规模经营，其控制方法大多数还停留在人工定时开关上下风口调节温度，人工对农作物进行水、肥、光进行管理，工人劳动强度大且效率低，而现有的智慧大棚，一是初期投入大，二是需要的技术水平较高，农业业主接受难度大。技术实现要素：本发明的目的是提供一种基于即插即用设备的大棚控制系统，以解决现有的大棚人工/定时控制的效率问题，以及解决智慧大棚初期投入的资金和技术水平要求高的问题。为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种基于即插即用设备的大棚控制系统，包括：即插即用控制装置、无线网络模块、服务器以及人机交互终端，所述即插即用控制装置用于将各数据信息通过所述无线网络模块发送至所述服务器；所述服务器根据接收到的各数据信息生成控制指令以及控制拓扑结构；所述即插即用控制装置根据所述控制拓扑结构以及所述控制指令对大棚进行控制；所述人机交互终端与所述服务器连接，用于显示所述服务器接收到的各数据信息以及下发的所述控制指令；各数据信息包括设备类型、设备地址、上层设备地址、被控制的作物类型、环境温湿度、光照、土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤盐分以及土壤微量元素。可选的，所述即插即用控制装置包括控模块、传感器模块、数据转换模块、数据通讯模块、拨码开关以及继电器控制模块；所述拨码开关用于设定设备类型、设备地址、上层设备地址以及被控制的作物类型；所述传感器模块用于采集环境温湿度、光照、土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤盐分以及土壤微量元素；所述数据转换模块与所述传感器模块连接，所述数据转换模块用于将传感器模块采集的数据进行转换，所述主控模块用于接收拨码开关以及数据转换模块发送的数据，并通过数据通讯模块将各数据发送至服务器，以及用于根据接收的所述控制指令控制继电器控制模块，以及用于控制传感器模块进行数据采集；所述继电器控制模块用于控制外部设备。可选的，所述服务器包括数据收发模块、数据存储模块、控制结构自生成模块以及控制算法模块；数据收发模块用于接收所述数据转换模块发送的各数据信息，以及下发控制算法模块生成的控制指令；数据存储用于存储各数据信息；控制结构自生成模块用于根据接收的各数据信息生成控制拓扑结构；控制算法模块用于根据接收的各数据信息生成控制指令。可选的，所述传感器模块包括土壤温湿度传感器、环境温湿度传感器、光照传感器、土壤酸碱度传感器、土壤盐分传感器以及土壤微量元素传感器。一种基于即插即用设备的大棚控制方法，所述方法应用上述的控制系统，所述方法包括：获取各数据信息；各数据信息包括设备类型、设备地址、上层设备地址、被控制的作物类型、环境温湿度、光照、土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤盐分以及土壤微量元素；根据各数据信息生成控制拓扑结构；获取各数据参数的控制目标值；各数据参数包括环境温湿度、光照、土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤盐分以及土壤微量元素；采集各数据参数的当前测量值；将各数据参数的控制目标值以及当前测量值进行比较；服务器根据比较结果向即插即用控制装置发送控制指令以及控制拓扑结构；所述即插即用控制装置根据所述控制指令以及所述控制拓扑结构控制外部设备，实现对大棚的控制。与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明采用即插即用控制装置pnp设备，便有现场施工和维修，通过pnp上传的节点信息，服务器自动生成控制上位机拓扑结构进行控制，使得农业大棚控制方式的升级，优化了大棚的生产控制，减少了工人的劳动强度。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例基于即插即用设备的大棚控制系统的结构示意图；图2为本发明实施例即插即用控制装置的结构示意图；图3为本发明实施例基于即插即用设备的大棚控制方法的方法流程图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的目的是提供一种基于即插即用设备的大棚控制系统，以解决现有的大棚人工/定时控制的效率问题，以及解决智慧大棚初期投入的资金和技术水平要求高的问题。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。如图1、图2所示，一种基于即插即用设备的大棚控制系统包括：即插即用控制装置1、无线网络模块2、服务器3以及人机交互终端4。所述即插即用控制装置1(pnp设备)用于将各数据信息通过所述无线网络模块2发送至所述服务器4。各数据信息包括设备类型、设备地址、上层设备地址、被控制的作物类型、环境温湿度、光照、土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤盐分以及土壤微量元素。即插即用控制装置1包括控模块15、传感器模块12、数据转换模块13、数据通讯模块14、拨码开关11以及继电器控制模块16。所述拨码开关11用于设定设备类型、设备地址、上层设备地址以及被控制的作物类型；所有的pnp设备都有几组拨码开关，分别对应自身地址、自身类型、控制对象类型、上层设备地址等，安装完后，需要根据大棚实际情况，将这几组拨码开关拨到对应的位。所述传感器模块12用于采集环境温湿度、光照、土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤盐分以及土壤微量元素；所述传感器模块12包括土壤温湿度传感器、环境温湿度传感器、光照传感器、土壤酸碱度传感器、土壤盐分传感器以及土壤微量元素传感器。所述数据转换模块13用于将传感器模块12采集的数据信息进行转换，数据通讯模块14用于将转换后的数据信息发送至服务器3，主控模块15用于根据接收的所述控制指令控制继电器控制模块16，以及用于控制传感器模块12进行数据采集；所述继电器控制模块16用于控制外部设备。所述服务器3根据接收到的各数据信息生成控制指令控制所述即插即用控制装置。所述服务器3包括数据收发模块、数据存储模块、控制结构自生成模块以及控制算法模块；数据收发模块用于接收所述数据转换模块发送的各数据信息，以及下发控制算法模块生成的控制指令；数据存储用于存储各数据信息；控制结构自生成模块用于根据接收的各数据信息生成控制拓扑结构；控制算法模块用于根据接收的各数据信息生成控制指令。所述人机交互终端4与所述服务器连接，用于显示所述服务器接收到的各数据信息以及下发的所述控制指令。每隔一定的间隔，pnp设备会自动在将上层设备地址码和自身地址、控制类型等信息再发给服务器，服务器接收到信息后，人机交互终端4更新界面显示。无线网络在服务器和pnp设备通讯中，采用的zigbee网络，在服务器和人机接口设备中采用wifi网络。但只能满足数据通讯的要求，都不仅限于这两种网络类型。根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明采用即插即用控制装置pnp设备，便有现场施工和维修，通过pnp上传的节点信息，服务器自动生成控制上位机拓扑结构进行控制，使得农业大棚控制方式的升级，优化了大棚的生产控制，减少了工人的劳动强度。如图3所示，基于即插即用设备的大棚控制方法包括：步骤301：获取各数据信息；各数据信息包括设备类型、设备地址、上层设备地址、被控制的作物类型、环境温湿度、光照、土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤盐分以及土壤微量元素；步骤302：根据各数据信息生成控制拓扑结构；步骤303：获取各数据参数的控制目标值；各数据参数包括环境温湿度、光照、土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤盐分以及土壤微量元素；步骤304：采集各数据参数的当前测量值；步骤305：将各数据参数的控制目标值以及当前测量值进行比较；步骤306：服务器根据比较结果向即插即用控制装置发送控制指令以及控制拓扑结构；步骤307：所述即插即用控制装置根据所述控制指令以及所述控制拓扑结构控制外部设备，实现对大棚的控制。具体实现是1.服务器中内置有模块自身类型、控制对象类型、方位信息与拨码对应数值范围的对应关系表；2.服务台根据接收到pnp设置的上层设备地址码和自身地址以及拨码开关信息，得到所有安装好的pnp设备的信息表格table1即插即用设备信息表服务器根据对应的表格，获得所有已安装节点的承启关系，生成控制树，并动态的给出控制界面。4.每隔一定的间隔，pnp设备会自动在将上层设备地址码和自身地址、控制类型等信息再发给服务器，服务器接收到信息后，更新界面显示。5)控制算法根据接收到pnp控制设备上传的数据由拨码开关体现的自身地址、自身类型、作物类型和传感器检测的数据(土壤温湿度、控制温湿度、光照强度等)，结合数据存储模块内对应的植物生成曲线，在按照或更新作物的时候需要拨码到对应的位置，给出控制指令。具体步骤为：步骤1：根据经济作物当前生长阶段的各数据参数的控制目标值(101环境温度、102环境湿度、103光照度、104土壤温湿度、105土壤酸碱度、106土壤盐分、因为101和102之间存在耦合关系；105、106之间存在耦合关系；107与105、106之间存在耦合关系)由大至小排序，系统根据曲线输出101环境温度、102环境湿度、103光照度、104土壤温湿度、105土壤酸碱度、106土壤盐分、107微量元素的控制目标值，作为控制系统的输入；转到步骤2；步骤2：101控制系统控制逻辑——温室大棚内101环境温度实际值为tamb,act，温室大棚外环境温度实际值为tout2.1若tamb，ref>(tamb,act+1)且tout>(tamb,act+1)，服务器3输出控制指令给1pnp设备，开启半数的通风设备，温室大棚下风口开启；若tamb，ref>(tamb,act+1)且tout<(tamb,act-1)，停止通风设备并关闭下风口；否则转到2.22.2若tamb，ref<(tamb,act-1)且tout>(tamb,act+1)，服务器3输出控制指令给1pnp设备，立即停止通风设备并关闭下风口；若tamb，ref<(tamb,act-1)且tout<(tamb,act-1)，服务器3输出控制指令给1pnp设备，立即开启通风设备；否则转到2.32.3若(tamb,act-1)<＝tamb，ref<＝(tamb,act+1)时，通风设备和下风口运行状态不变。转到步骤3步骤3：102控制系统控制逻辑——102环境湿度实际值为hamb,act，102环境湿度实际值为hout3.1若hamb，ref>(hamb,act+1)且hout>(hamb,act+1)，若温室大棚的加湿设备停止，服务器输出控制指令给1pnp设备，立即开启加湿设备并开启温室大棚上风口；若hamb，ref>(hamb,act+1)且hout<(hamb,act-1)，服务器输出控制指令给1pnp设备，立即开启加湿设备并关闭温室大棚上风口；否则转到3.23.2若hamb，ref<(hamb,act-1)且hout>(hamb,act+1)，若温室大棚的通风设备开启，服务器输出控制指令给1pnp设备，立即停止加湿设备；若hamb，ref<(hamb,act-1)且hout<(hamb,act-1)，服务器输出控制指令给1pnp设备，立即开启上风口并运行通风设备5分钟；否则转到3.33.3若(hamb,act-1)<＝hamb，ref<＝(hamb,act+1)时，加湿设备和上风口运行状态不变。转到步骤4步骤4：103控制系统控制逻辑——103光照度实际值为lamb,act，103光照度实际值为hout(单位：流明)，光照度传感器满量程表示为lfs4.1若lamb，ref>(lamb,act+0.05lfs)且lout>(lamb,act+0.05lfs)，服务器输出控制指令给1pnp设备，立即增大温室大棚卷帘机开度以增加光照度；若lamb，ref>(lamb,act+0.05lfs)且lout<(lamb,act-0.05lfs)，服务器输出控制指令给1pnp设备，立即开启温室大棚内补光灯，并提高其亮度；否则转到4.24.2若lamb，ref<(lamb,act-0.05lfs)且lout>(lamb,act+0.05lfs)，服务器输出控制指令给1pnp设备，立即减小温室大棚卷帘机开度和补光灯亮度；若lamb，ref<(lamb,act-0.05lfs)且lout<(lamb,act-0.05lfs)，服务器输出控制指令给1pnp设备，立即降低温室大棚内补光灯亮度；否则转到4.34.3若(lamb,act-0.05lfs)<＝hamb，ref<＝(hamb,act+0.05lfs)时，补光灯亮度和卷帘机开度不变。转到步骤5步骤5：104控制系统控制逻辑——104土壤温湿度实际值为hsoil,act，控制目标为hsoil，ref5.1若hsoil，ref>(hsoil,act+1)，服务器输出控制指令给1pnp设备，立即通过控制电磁阀接通对应位置的滴灌管水路，以提高湿度；否则转到5.25.2若hsoil，ref<(hsoil,act-1)，服务器输出控制指令给1pnp设备，立即通过控制电磁阀切断对应位置的滴灌管水路；否则转到5.35.3若(hsoil,act-1)<＝hsoil，ref<＝(hsoil,act+1)时，补光灯亮度和卷帘机开度不变。转到步骤6步骤6：105控制系统决策生成——105土壤酸碱度实际值为phsoil，act，控制目标为phsoil，ref6.1若phsoil，ref>(phsoil,act+1)，服务器通过显示屏以及手机app推送信息给工作人员，采取措施减小土壤ph值；否则转到6.26.2若phsoil，ref<(phsoil,act-1)，服务器通过显示屏以及手机app推送信息给工作人员，采取措施增大土壤ph值；否则转到6.36.3若(phsoil,act-1)<＝phsoil，ref<＝(phsoil,act+1)时，系统不提供任何决策信息。转到步骤7步骤7：106控制系统决策生成——106土壤盐分实际值为ssoil，act，控制目标为ssoil，ref(单位：ms/cm)7.1若ssoil，ref>(ssoil,act+1)，服务器通过显示屏以及手机app推送信息给工作人员，采取措施增大土壤盐分值；否则转到7.27.2若ssoil，ref<(ssoil,act-1)，服务器通过显示屏以及手机app推送信息给工作人员，采取措施减小土壤盐分值；否则转到7.37.3若(ssoil,act-1)<＝ssoil，ref<＝(ssoil,act+1)时，系统不提供任何决策信息。转到步骤8步骤8：107控制系统决策生成——107土壤某种微量元素实际值为cesoil，act，其控制目标为cesoil，ref(单位：mg/kg)，依次比较有效锌、有效铜、有效锰以及有效铁的含量是否合适，概括为以下步骤8.1若cesoil，ref>(ssoil,act+0.05)，服务器通过显示屏以及手机app推送信息给工作人员，采取措施提高该微量元素含量；否则转到8.28.2若ssoil，ref<(ssoil,act-0.05)，服务器通过显示屏以及手机app推送信息给工作人员，采取措施降低该微量元素含量；否则转到8.38.3若(ssoil,act-0.05)<＝ssoil，ref<＝(ssoil,act+0.05)时，系统不提供任何决策信息。转到步骤9步骤9：服务器显示并存储101～107传感器采样结果到数据库，并通过网络向手机app推送相应信息，在手机端绘制各种传感器的变化趋势曲线；同时，服务器推送1pnp控制设备中所有设备的工作状态及参数；跳转到步骤1。6)控制指令和检测的数据在服务器和pnp设备间的通讯，都通过无线方式进行。7)控制指令和检测的数据都在人机交互设置上显示，当想需要人工操作pnp设备时，人机交互设备发送指令给服务器，服务器关闭控制算法中的自动控制部分，改用人工操作，同时，所有的操作记录记录在数据库中。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。当前第1页12当前第1页12