基于多参数的农业大棚卷膜卷帘自动控制系统及控制方法与流程

1.本发明涉及一种农业大棚卷膜，尤其是涉及一种使用于农业大棚卷膜中的基于多参数的农业大棚卷膜和卷帘自动控制系统。


背景技术：

2.当前农业大棚的卷膜和卷帘系统，普遍还停留在人力卷绕或现场半自动电机卷绕的状态,均需要人在现场进行实地操作来达到大棚膜的开启和关闭,这样极大的增加了人员成本和时间成本，农户负担较重。另外，由于现有使用于农业大棚卷膜方案中的控制柜/控制器普遍没有考虑高温高等恶劣环境因素的防护，可靠性不高，安装位置受限，设备寿命短,维护成本高。


技术实现要素：

3.本发明为解决现有农业大棚卷膜和卷帘系统存在着需要人工现场操作执行大棚膜的开启和关闭动作，或者是自动控制操作检测参数较为单一等现状而提供的一种可以通过检测更多大棚环境参数，根据多参数监测情况自动执行对农业大棚卷膜卷帘自动控制，提高大棚卷膜卷帘自动控制的实际环境变化情况需求，提高自动控制开启关闭的控制效率，更大程度上的优化提高大棚种植环境，降低人工管理控制成本的基于多参数的农业大棚卷膜卷帘自动控制系统及控制方法。
4.本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种基于多参数的农业大棚卷膜卷帘自动控制系统，其特征在于：包括云端服务器、本地控制柜和手持智能设备，云端服务器包括云端控制运算单元、数据存储单元和通讯单元，本地控制柜包括空气温度传感器、风速传感器、雨量传感器、卷帘/卷膜开闭控制器和本地控制运算单元；本地控制柜和手持智能设备分别与云端服务器通讯连接，空气温度传感器采用双路或多路空气温度传感器；控制运算单元作为软件模块时，控制运算单元设于云端控制运算单元中，控制运算单元作为硬件模块时，控制运算单元设于本地控制运算单元中，空气温度传感器、风速传感器和雨量传感器采集大棚环境参数并发送至控制运算单元，卷帘/卷膜开闭控制器和控制运算单元根据采集的大棚环境参数控制实现卷帘开闭的全自动化控制，手持智能设备设有大棚卷膜自动控制app，大棚卷膜自动控制app中设有大棚卷膜自动控制调节模式单元。可以通过检测更多大棚环境参数，根据多参数监测情况自动执行对农业大棚卷膜卷帘自动控制，提高大棚卷膜卷帘自动控制的实际环境变化情况需求，提高自动控制开启关闭的控制效率，更大程度上的优化提高大棚种植环境，降低人工管理控制成本。
5.作为优选，所述的大棚卷膜自动控制调节模式单元包括定时开关调节模块、卷膜开关执行模块和传感器调整模块，其中卷帘/卷膜开关执行模块包括开始、关闭、停止、点动开和点动关操作控制按钮，定时开关调节模块中设有至少一个定时开关时间区域设置模块，传感器调整模块包括绑定传感器模块及传感器检测数据设定上下限值设定模块。提高自动控制调节多样性，提高自动控制实现可靠有效性。
6.作为优选，所述的绑定传感器模块包括空气温度传感器、风速传感器和雨量传感器绑定模块，传感器检测数据设定上下限值设定模块包括空气温度传感器上下限值设定模块、风速传感器上下限值设定模块和雨量传感器上下限值设定模块。提高不同传感器的使用绑定及上下限设定便捷可靠有效性，提高不同种植环境场景使用控制需求满足性。
7.作为优选，所述的大棚卷膜自动控制app设有大棚卷膜自动控制器手动打开和自动打开选择模式。提高对大棚卷膜自动控制方式的灵活多样性。
8.作为优选，所述的大棚卷膜自动控制app设有任意添加和删除一个或者多个定时开关时间区域设置模块，设置完成后系统可自行运作，可随意设置定时间隔周期，如每天或隔一定天数循坏。提高不同时区段的大棚卷膜自动控制使用需求有效性，提高不同种植环境场景使用控制需求满足性。
9.作为优选，所述的云端服务器设有自学习进化逻辑模块。提高不同种植环境场景使用控制需求满足性，提高不同种植品种及环境需求用户的记录及推荐设置或修改便捷简单有效性。
10.作为优选，所述的本地控制柜与云端服务器的通讯连接采用有线以太网、lora、nb-iot、4g和5g中的一种或多种通讯连接模式。提高通讯连接灵活便捷可靠有效性。
11.本发明申请的另一发明目的在于提供一种基于多参数的农业大棚卷膜卷帘自动控制方法，其特征在于：包括如下控制方法
12.a1.传感器优先级由高到底依次采用为:温度传感器＞风速传感器＞雨量传感器,只有在温度传感器满足设定要求的前提下,风速传感器参数才会参与控制运算单元的控制运算,同理,只有在温度传感器和风速传感器都满足设定范围的前提下,雨量传感器参数才会参与控制运算；不参与控制运算的传感器检测参数在超出设定范围后会由云端服务器下发短信提醒；
13.a2.在温度传感器检测环境温度参数超过设定上限值时，卷帘/卷膜开闭控制器打开大棚,低于温度下限值则关闭大棚；
14.a3.在温度传感器检测环境温度参数满足设定范围前提下,在风速传感器检测环境风速参数超过设定上限值时，卷帘/卷膜开闭控制器打开大棚,低于风速下限值则关闭大棚；
15.a4.在温度传感器和风速传感器都满足环境参数设定范围前提下,在雨量传感器检测环境雨量参数超过设定上限值时，卷帘/卷膜开闭控制器关闭大棚,低于风速下限值则打开大棚；
16.a5.自动控制系统允许存在多个同类型参数传感器,当同类型参数传感器设定上下限值相同时,取读数的平均值与设定范围值参与控制运算单元的控制运算,当同类型参数传感器设定上下限值不相同时,取读数的平均值与设定范围值的最大值和最小值参与控制运算单元的控制运算；
17.a6.采用两路空气温度传感器时，当两路空气温度传感器都正常工作的情况下会取平均值进行判定；当其中一路异常的情况下会取正常的那路传感器进行温度判定；
18.注：上述控制方法记载步骤并非本技术发明必须的顺序执行步骤，依据大棚场景环境实际情况而执行相应所需方法步骤。
19.提高自动控制系统的控制运算方法等级设置及控制运算执行可靠有效性，提高种
植环境场景使用控制需求满足性。
20.作为优选，通过自学习进化逻辑模块，数据库后台积累各个用户的设定参数,同时记录相对应的日期、环境气候和作物品种,自动控制系统可以参考分析该记录给新用户推荐设定值；另外自动控制系统根据分析用户对系统所推荐设定值的手动修改,逐步优化推荐设定值,使之更加贴近用户的使用需求,减少修改次数。提高不同种植环境场景使用控制需求满足性，提高不同种植品种及环境需求用户的记录及推荐设置或修改便捷简单有效性。
21.作为优选，当温度传感器、风速传感器和/或雨量传感器出现工作异常或离线时，云端服务器向用户推送传感器离线报警，离线报警形式包括发送短信、打电话及在app上显示报警等的其中一种或几种组合。提高多参数传感器的本身监测控制反馈及时有效性，提高农业大棚卷膜卷帘自动控制维护便捷有效性。
22.本发明的有益效果是：可以通过检测更多大棚环境参数，根据多参数监测情况自动执行对农业大棚卷膜卷帘自动控制，提高大棚卷膜卷帘自动控制的实际环境变化情况需求，提高自动控制开启关闭的控制效率，更大程度上的优化提高大棚种植环境，降低人工管理控制成本。根据环境参数实现卷帘开闭的全自动化控制；冗余的双通道温度传感器，在一路失效时仍可正常工作；同时支持定时控制和手动控制；不锈钢机柜一体化设计，环境防护能力强；内置防雷和过流保护。改善被监测农作物的生长环境，提高产量；防止因人员操作不及时导致的农作物损失；节约人力成本。
附图说明：
23.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
24.图1是本发明基于多参数的农业大棚卷膜卷帘自动控制系统及控制方法的系统框图结构示意图。
25.图2是本发明基于多参数的农业大棚卷膜卷帘自动控制系统及控制方法中大棚卷膜自动控制app设置的大棚卷膜自动控制调节模式单元框图结构示意图。
具体实施方式
26.实施例1：
27.图1所示的实施例中，一种基于多参数的农业大棚卷膜卷帘自动控制系统，包括云端服务器01、本地控制柜02和手持智能设备12，云端服务器01包括云端控制运算单元1、数据存储单元3和通讯单元4，本地控制柜01包括空气温度传感器6、7、风速传感器8、雨量传感器9、卷帘/卷膜开闭控制器10和本地控制运算单元11；本地控制柜02和手持智能设备12分别与云端服务器01通讯连接，空气温度传感器6、7采用双路或多路冗余空气温度传感器；控制运算单元作为软件模块时，控制运算单元设于云端控制运算单元1中，控制运算单元作为硬件模块时，控制运算单元设于本地控制运算单元11中，空气温度传感器6、7、风速传感器8和雨量传感器9采集大棚环境参数并发送至控制运算单元，卷帘/卷膜开闭控制器10和控制运算单元根据采集的大棚环境参数控制实现卷帘开闭的全自动化控制，手持智能设备12设有大棚卷膜自动控制app121，大棚卷膜自动控制app121中设有大棚卷膜自动控制调节模式单元30。本地控制柜02内置防雷和过流保护模块。系统配置设有操作台13，操作台13与云端
服务器通讯连接，为用户通过电脑操作平台登录云端服务器实现对大棚卷膜自动控制调节，电脑操作管理界面更加直观便捷，大棚卷膜自动控制调节模式单元30(见图2)包括定时开关调节模块32、卷帘/卷膜开关执行模块31和传感器调整模块33，其中卷帘/卷膜开关执行模块包括开始、关闭、停止、点动开和点动关操作控制按钮，定时开关调节模块中设有至少一个定时开关时间区域设置模块，传感器调整模块包括绑定传感器模块及传感器检测数据设定上下限值设定模块。
28.绑定传感器模块包括空气温度传感器、风速传感器和雨量传感器绑定模块，传感器检测数据设定上下限值设定模块包括空气温度传感器上下限值设定模块、风速传感器上下限值设定模块和雨量传感器上下限值设定模块。也即每个传感器都对应配置设有其单独的绑定模块和对应的上限值设定模块和下限值设定模块。各传感器之间的绑定模块、上限值设定模块和下限值设定模块各自独立，不形成冲突，可以对每个单独的传感器进行独立绑定、上限值和下限值的设定操作。例如：空气温度传感器调整模块中配置设有绑定传感器、温度上限值和温度下限值配置操作设置栏，风速传感器和雨量传感器调整绑定模块类推。
29.大棚卷膜自动控制app设有大棚卷膜自动控制器手动打开和自动打开两种选择模式。在手动控制模式下，大棚卷膜自动控制app提供开启、关闭、停止三种云端控制模式的手动控制功能。
30.大棚卷膜自动控制app设有任意添加和删除一个或者多个定时开关时间区域设置模块，设置完成后系统可自行运作，可随意设置定时间隔周期，如每天或隔一定天数循坏。比如类似设置第一定时时间区域为每天10：00～11：00；第二定时间区域为每天14：00～15：00等时间间隔周期控制执行打开或关闭大棚卷膜的自动定时间控制模式。更大程度上的提高自动控制灵活可靠有效性，降低人工管理控制成本，提高自动管理便捷可靠有效性，提高不同种植品种及环境需求用户满足性。
31.云端服务器设有自学习/进化逻辑模块2。通过自学习进化逻辑模块，数据库后台积累各个用户的设定参数,同时记录相对应的日期、环境气候和作物品种,自动控制系统可以参考分析该记录给新用户推荐设定值；另外自动控制系统根据分析用户对系统所推荐设定值的手动修改,逐步优化推荐设定值,使之更加贴近用户的使用需求,减少修改次数。也可根据日期,天气和作物类型定期自动调整设定参数。本地控制柜与云端服务器的通讯连接采用有线以太网、lora、nb-iot、4g和5g中的一种或多种通讯连接模式。
32.实施例2：
33.图1所示的实施例中，一种基于多参数的农业大棚卷膜卷帘自动控制方法，包括如下控制方法：
34.a1.传感器优先级由高到底依次采用为:温度传感器＞风速传感器＞雨量传感器,只有在温度传感器满足设定要求的前提下,风速传感器参数才会参与控制运算单元的控制运算,同理,只有在温度传感器和风速传感器都满足设定范围的前提下,雨量传感器参数才会参与控制运算；不参与控制运算的传感器检测参数在超出设定范围后会由云端服务器下发短信提醒；
35.a2.在温度传感器检测环境温度参数超过设定上限值时，卷帘/卷膜开闭控制器打开大棚,低于温度下限值则关闭大棚；
36.a3.在温度传感器检测环境温度参数满足设定范围前提下,在风速传感器检测环境风速参数超过设定上限值时，卷帘/卷膜开闭控制器打开大棚,低于风速下限值则关闭大棚；
37.a4.在温度传感器和风速传感器都满足环境参数设定范围前提下,在雨量传感器检测环境雨量参数超过设定上限值时，卷帘/卷膜开闭控制器关闭大棚,低于风速下限值则打开大棚；
38.a5.自动控制系统允许存在多个同类型参数传感器,当同类型参数传感器设定上下限值相同时,取读数的平均值与设定范围值参与控制运算单元的控制运算,当同类型参数传感器设定上下限值不相同时,取读数的平均值与设定范围值的最大值和最小值参与控制运算单元的控制运算；
39.a6.采用两路空气温度传感器时(见图1中所示a空气温度传感器6和b空气温度传感器7)当两路空气温度传感器都正常工作的情况下会取平均值进行判定；当其中一路异常的情况下会取正常的那路传感器进行温度判定；
40.注：上述控制方法记载步骤并非本技术发明必须的顺序执行步骤，依据大棚场景环境实际情况而执行相应所需方法步骤。
41.通过自学习进化逻辑模块，数据库后台积累各个用户的设定参数,同时记录相对应的日期、环境气候和作物品种,自动控制系统可以参考分析该记录给新用户推荐设定值；另外自动控制系统根据分析用户对系统所推荐设定值的手动修改,逐步优化推荐设定值,使之更加贴近用户的使用需求,减少修改次数。
42.当温度传感器、风速传感器和/或雨量传感器出现工作异常或离线时，云端服务器向用户推送传感器离线报警，离线报警形式包括发送短信、打电话及在app上显示报警等的其中一种或几种组合。
43.在本发明位置关系描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者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发明的限制。
44.以上内容和结构描述了本发明产品的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。