一种NFT水培式智慧农场中央控制系统的制作方法

一种nft水培式智慧农场中央控制系统
技术领域
1.本实用新型涉及智慧农场技术领域，具体是指一种nft水培式智慧农场中央控制系统。


背景技术：

2.目前国内nft水培种植模式下营养液调配基本都是人工调配方式，需要人工定时手持手持式ec传感器和ph传感器测量营养液的ec值和酸碱性，然后根据作物的生长阶段需要的理想的ec和ph将营养液a、营养液b按照一定的比例添加到营养液池中，根据需要还需添加酸碱液来调和营养液的ph值，操作频繁，劳动强度大，对从业管理人员的素质要求也比较高，在一定程度上限制了水培栽培方式在农业种植中的推广。同时种植中使用的循环供液系统、补水控制系统都是独立的，整个系统集成度低，模块间关联性差，容易出现溢池情况，智慧化程度低。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是以上所述的技术问题，提供一种高效、自动化程度高的nft水培式智慧农场中央控制系统。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种nft水培式智慧农场中央控制系统，包括控制柜本体，所述的控制柜本体的底端设有安装板，所述的控制柜本体上在相对的两侧设有盖板，其中一个所述的盖板上设有显示模块，所述的控制柜本体中设有电源模块、控制电路模块、驱动电路模块及数据通信模块，所述的控制柜本体中设有四个营养液加液泵和若干外接设备接口，所述的电源模块通过电源线分别与控制电路模块和驱动电路模块连接，所述的控制电路模块通过信号线分别与显示模块、数据通信模块、营养液加液泵及驱动电路模块连接，所述的驱动电路模块通过信号线连接有循环泵和搅拌器，所述的控制电路模块通过信号线分别连接有清水补水电磁阀、喷淋电磁阀、ec传感器、ph传感器、液位传感器、溢池检测传感器、温湿度传感器及根系温度传感器，所述的控制电路模块通过ec传感器及ph传感器对营养液肥力、酸碱度的感应控制营养液加液泵运行，所述的控制电路模块通过液位传感器和溢池检测传感器对营养液池中营养液液位进行检测并控制清水补水电磁阀，所述的控制电路模块通过对温湿度传感器进行检测并控制喷淋电磁阀，所述的控制电路模块通过根系温度传感器检测作物根部温度并结合设定的供液计划模型控制循环泵运行，所述的控制电路模块根据营养液加液泵的运行状态通过驱动电路模块控制搅拌器工作。
5.作为改进，所述的ec传感器、ph传感器均为在线式，和控制电路模块均通过rs485方式通讯。
6.作为改进，所述的液位传感器为利用超声检测的非接触外贴式传感器，所述的液位传感器包括高液位传感器和低液位传感器。
7.作为改进，所述的营养液加液泵为蠕动泵，dc24v驱动，所述的营养液加液泵包括
营养液a加液泵、营养液b加液泵、酸液加液泵及碱液加液泵。
8.作为改进，所述的温湿度传感器温湿度感应芯片为sht11，与控制电路模块的通讯方式为i2c总线方式。
9.作为改进，所述的根系温度传感器为pt100型温度传感器，与控制电路模块的通讯方式为0-20ma。
10.作为改进，所述的溢池检测传感器为不锈钢触点。
11.作为改进，所述的清水补水电磁阀和喷淋电磁阀为常闭电磁阀，线圈为dc24v。
12.作为改进，所述的显示模块为7寸彩色电阻式触摸显示屏，与控制电路模块通讯方式为rs232。
13.作为改进，所述的数据通信模块采用4g无线通讯模式与远程服务器或云端实现连接，与控制电路模块的通讯方式为ttl。
14.本实用新型与现有技术相比的优点在于：1、系统可自动实时检测和调配营养液，降低劳动强度；2、可实现精准施肥，提高肥料利用率；3、触摸屏人机交互界面，显示直观操作简便；4、循环供液和补水子系统模块紧密联系，杜绝溢池风险；5、实时检测环境温度和作物根系问题调整供液模式，避免烧苗死苗情况；6、通信稳定，便于管理人员掌握农场状况，减小管理难度；7、易于推广，实用性强。
附图说明
15.图1是本实用新型一种nft水培式智慧农场中央控制系统控制柜的结构示意图。
16.图2是本实用新型一种nft水培式智慧农场中央控制系统控制柜的内部结构示意图。
17.图3是本实用新型一种nft水培式智慧农场中央控制系统的结构框图。
18.如图所示：1、控制柜本体；2、安装板；3、盖板；4、显示模块；5、营养液加液泵；6、控制电路模块；7、驱动电路模块；8、电源模块；9、外接设备接口；10、数据通信模块。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
20.结合附图1～3，一种nft水培式智慧农场中央控制系统，包括控制柜本体1，所述的控制柜本体1的底端设有安装板2，所述的控制柜本体1上在相对的两侧设有盖板3，其中一个所述的盖板3上设有显示模块4，所述的控制柜本体1中设有电源模块8、控制电路模块6、驱动电路模块7及数据通信模块10，所述的控制柜本体1中设有四个营养液加液泵5和若干外接设备接口9，所述的电源模块8通过电源线分别与控制电路模块6和驱动电路模块7连接，所述的控制电路模块6通过信号线分别与显示模块4、数据通信模块10、营养液加液泵5及驱动电路模块7连接，所述的驱动电路模块7通过信号线连接有循环泵和搅拌器，所述的控制电路模块6通过信号线分别连接有清水补水电磁阀、喷淋电磁阀、ec传感器、ph传感器、液位传感器、溢池检测传感器、温湿度传感器及根系温度传感器，所述的控制电路模块6通过ec传感器及ph传感器对营养液肥力、酸碱度的感应控制营养液加液泵5运行，所述的控制电路模块6通过液位传感器和溢池检测传感器对营养液池中营养液液位进行检测并控制清水补水电磁阀，所述的控制电路模块6通过对温湿度传感器进行检测并控制喷淋电磁阀，所
述的控制电路模块6通过根系温度传感器检测作物根部温度并结合设定的供液计划模型控制循环泵运行，所述的控制电路模块6根据营养液加液泵5的运行状态通过驱动电路模块7控制搅拌器工作。
21.所述的营养液加液泵5为蠕动泵，dc24v驱动，由营养液a加液泵、营养液b加液泵、酸液加液泵、碱液加液泵，由控制电路模块6直接驱动控制电路根据ec传感器和ph传感器的检测值和设定的控制模型来分别驱动各营养液加液泵5运行。
22.所述的清水补水电磁阀和喷淋电磁阀为常闭电磁阀，线圈为dc24v，与控制电路模块6连接，由控制电路模块6根据液位传感器和溢池检测传感器检测结果直接驱动清水补水电磁阀运行，根据环境温湿度传感器驱动喷淋电磁阀运行。
23.所述的ec传感器为在线式传感器，可以实时检测营养液肥力，并通过rs485方式传送给控制电路模块6，为控制电路模块6调配营养液肥力提供输入条件。
24.所述的ph传感器为在线式传感器，用于实时检测营养液酸碱性，并通过rs485方式传送给控制电路模块6，为控制电路模块6调配营养液酸碱度提供输入条件。
25.所述的液位传感器为利用超声波检测原理实现的非接触外贴式传感器，由高液位传感器和低液位传感器组成，其给控制电路模块6传送的液位状态数据，为控制电路模块6控制清水补水电磁阀操作提供输入条件。
26.所述的溢池检测传感器为不锈钢触点，与控制电路模块6连接，控制电路模块6根据两个检测触点的阻值来判断是否有营养液溢出，并给出报警提示和停止补水动作。
27.所述的温湿度传感器温湿度感应芯片为sht11，与控制电路模块6相连，控制电路模块6通过i2c总线方式读取环境温湿度，并作为喷淋电磁阀控制的输入条件。
28.所述的根系温度传感器为pt100型温度传感器，与控制电路模块6的通讯方式为0-20ma，控制电路模块6实时读取作物根系温度，并作为循环泵强制持续运行的输入条件。
29.所述的显示模块4为7寸彩色电阻式触摸显示屏，与控制电路模块6的通讯方式为rs232，实现自控仪的状态显示，参数调整功能，使用方便，大大降低了学习成本。
30.所述的数据通信模块10为4g无线通讯模块，与控制电路模块6的通讯方式为ttl，将控制电路模块6采集的状态数据实时传送给云端服务器，同时接收云端服务器的控制指令并转发给控制电路模块6。
31.所述的控制电路模块6根据循环泵控制模型算法，给驱动电路模块7发送指令，驱动循环泵运行。
32.所述的电路控制模块6在检测到需要进行ec值和ph值调整时，同步给驱动电路模块7发送指令，驱动搅拌器运行。
33.在系统使用初期，需要根据种植作物的品类设置不同生长阶段的ec值和ph值，根据季节气候情况设置好营养液循环计划模型，待作物苗定植后即可启动系统进入无人值守模式。
34.系统会根据当前种植阶段自动计算出当前理想的ec值范围，并通过在线式ec传感器实时检测营养液中ec值的变化，如果检测到ec值偏低则启动营养液a加液泵和营养液b加液泵，按照设定好的比例将营养液a、营养液b添加到营养液池中，使ec值维持在合理的范围内，如果检测到ec值偏高，则在营养液池蓄水能力范围内自动添加清水进行稀释。
35.系统会根据当前种植阶段自动计算出当前理想的ph范围，并通过在线式ph传感器
实时检测营养液中ph的变化，如果检测到ph值偏低则启动碱液加液泵，向营养液池中添加碱性液体来增大ph值，反之则启动酸液加液泵，向营养液池中添加酸液，减小ph值，为作物生长提供理想的ph值环境。
36.系统通过根系温度传感器实时检测环境温度，当环境温度高于设定的温度值时，则启动喷淋设备，按照设定的工作模式，间隙开启喷淋电磁阀，进行喷淋降温，直到温度达到设定的阈值，停止喷淋操作。
37.系统通过非接触式液位传感器来检测营养液池中的液位高低，当液位低于设定的位置时，则启动清水补水电磁阀，向营养液中添加清水，直到达到设定液位位置停止清水补水，在高液位传感器或溢池检测传感器检测到液位时，在任何情况下都禁止向营养液池中补充清水，并给出报警提示。
38.正常情况下，系统循环供液采用定时间隙循环供液方式，并且在白天和夜晚设置不同的计划模型，如果出现环境温度导致作物根系温度过高的情况，会强制持续性循环供液。
39.系统中的数据通信模块，可通过4g方式将本地数据传输到远程服务器或云端，用户可根据自身需求通过pc端或移动端对数据进行读取、分析、控制，更进一步提高劳动效率。
40.以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。