9]设备控制系统包括开窗装置、遮阳篷控制装置、风机控制装置、雨帘控制装置、补光灯控制装置、灌溉阀控制装置、二氧化碳发生器控制装置、加热水栗控制装置、降温水栗控制装置等。开窗装置连接上下窗，用于控制上下窗的开或关。遮阳篷控制装置连接遮阳蓬，用于控制遮阳篷开或收。风机控制装置连接风机，用于控制风机的开或关。雨帘控制装置连接雨帘，用于控制雨帘的开或关。补光灯控制装置连接补光灯，用于控制补光灯的开或关。灌溉阀控制装置连接灌溉阀，用于控制灌溉阀的启或闭。二氧化碳发生器控制装置连接二氧化碳发生器，用于控制开关二氧化碳发生器的开或关。加热水栗控制装置连接加热水栗，用于控制加热水栗的启或闭。降温水栗控制装置连接降温水栗，用于控制降温水栗的启或闭。
[0020]如图4图5所示，开窗装置包括多个支撑杆I以及一动力装置，每个支撑杆I的顶端安装一定位套，每个定位套3上安装一驱动齿轮4 ;所述的动力装置包括一电动机10和传动轴9，电动机10输出连接一减速机11，传动轴9的一端连接减速机11，传动轴9的另一端依次连接所有驱动齿轮4 ;在每一个窗户上安装一与驱动齿轮相嗤合的齿圈6 ;所述的窗户包括沿着大棚的棚架弧面上部纵向设置的多个上窗户8，每个上窗户8下部的棚架7上对应设置一下窗户2，上窗户8和下窗户2均通过一固定轴5安装在大棚的棚架7上，上窗户和下窗户绕着其固定轴顺时针或逆时针转动，上位机通过控制元件控制开窗装置中电动机的启或闭。将电动机10和减速机11安装在一承重杆12上。其中，下窗户下方的支撑杆安装在棚架最高处*0.5 ;上窗户下方的支撑杆安装最高处*0.9处；电动机上连接有编码器。
[0021]电动机通过减速机减速、驱动轴控制驱动齿轮，驱动齿轮驱动齿圈，通过齿圈的转动进行开关上窗户或开关下窗户，通过编码器检测交流电机转动行程，控制开窗大小。
[0022]植物生态感知系统和气象环境感知系统通过无线传输模块将采集到的数据传输至上位机；上位机通过无线传输模控制设备控制系统的启或闭。上位机连接的无线传输模块首先建立组网，植物生态感知系统、气象环境感知系统和设备控制系统的无线传输模块以及无线路由模块进入上位机连接的无线传输模块组建的网络中。植物生态感知系统和气象环境感知系统中无线传输模块收到上位机查询指令后，将植物生态感知监控或气象环境感知系统中传感器数据发出，上位机通过无线传输模块将数据接收后显示在计算机显示界面上，并将数据存入数据库，无线传输模采用nRFID或无线传感网或WIFI模块或GPRS模块或 CDMA20001X 或 WCDMA 或 TD-SCDMA 或 TD-LTE、FDD-LTE 或 5G。
[0023]上位机通过对获取的信息共享、交换，实现对温室大棚的施肥、灌溉、收获等的决策管理和指导。实现对温室大棚中作物的长势预测和病虫害监测与预警功能。
[0024]本系统采用模糊聚集的混合神经网络，通过自适应映射(Self-Organized FutureMapping)神经网络，将人工神经元按自适应映射方式联合组成网络，用来模拟人脑神经元活动的过程，实现对信息的加工、处理，通过训练神经网络的全系数间接调整PID参数。
[0025]根据实时传感器采集信息与经典生长模型(系统预设的阀值)比较分析，利用自适应映射(Self-Organized Future Mapping)神经网络训练的全系数简介调整的PID参数对设备控制系统中设备进行智能控制，达到温室内部环境、植物生长特征可知、可控。通过调节设施农业内气象环境，确保温室大棚内植物生长在理想状态下。
【主权项】
1.一种智能高效设施农业生长监控系统，其特征在于:包括植物生态感知系统、气象环境感知系统以及设备控制系统；植物生态感知系统和气象环境感知系统将其各自采集到的数据传输至上位机；上位机控制设备控制系统的启或闭； 所述的植物生态感知系统包括植物茎流计、树木径向生长监测仪、叶绿素含量测定传感器、叶片厚度传感器、果实膨大传感器； 所述的气象环境感知系统包括:空气温度、湿度传感器、土壤温度、湿度传感器、二氧化碳传感器、棚内光照传感器、棚外光照传感器、棚外雨量传感器、棚外风向、风速传感器； 所述的设备控制系统包括开窗装置、遮阳篷控制装置、风机控制装置、雨帘控制装置、补光灯控制装置、灌溉阀控制装置、二氧化碳发生器控制装置、加热水栗控制装置、降温水栗控制装置； 所述的开窗装置包括多个支撑杆以及一动力装置，每个支撑杆的顶端安装一定位套，每个定位套上安装一驱动齿轮；所述的动力装置包括一电动机和传动轴，电动机输出连接一减速机，传动轴的一端连接减速机，传动轴的另一端依次连接所有驱动齿轮；在每一个窗户上安装一与驱动齿轮相啮合的齿圈；所述的窗户包括沿着大棚的棚架弧面上部纵向设置的多个上窗户，每个上窗户下部的棚架上对应设置一下窗户，上窗户和下窗户均通过一固定轴安装在大棚的棚架上，上窗户和下窗户绕着其固定轴顺时针或逆时针转动。2.根据权利要求1所述的智能高效设施农业生长监控系统，其特征在于:下窗户下方的支撑杆安装在棚架最高处*0.5 ;上窗户下方的支撑杆安装最高处*0.9处。3.根据权利要求1或2所述的智能高效设施农业生长监控系统，其特征在于:所述的电动机上连接有编码器。4.根据权利要求1或2所述的智能高效设施农业生长监控系统，其特征在于:所述的植物生态感知系统和气象环境感知系统通过无线传输模块将采集到的数据传输至上位机；上位机通过无线传输模控制设备控制系统的启或闭。5.根据权利要求4所述的智能高效设施农业生长监控系统，其特征在于:所述的无线传输模采用nRFID或无线传感网或WIFI模块或GPRS模块或CDMA20001X或WCDMA或TD-SCDMA 或 TD-LTE、FDD-LTE 或 5G。
【专利摘要】本发明公开了一种智能高效设施农业生长监控系统，涉及农业生长监控系统。该系统包括植物生态感知系统、气象环境感知系统以及设备控制系统；植物生态感知系统和气象环境感知系统将其各自采集到的数据传输至上位机；上位机控制设备控制系统的启或闭；植物生态感知系统包括植物茎流计、树木径向生长监测仪、叶绿素含量测定传感器、叶片厚度传感器、果实膨大传感器；气象环境感知系统包括空气温度、湿度传感器、土壤温度、湿度传感器、二氧化碳传感器、棚内光照传感器、棚外光照传感器、棚外雨量传感器、棚外风向、风速传感器。保障植物最佳生长环境和状态，节约生产成本、降低生产能耗。
【IPC分类】G05B19/04
【公开号】CN105093992
【申请号】CN201510557192
【发明人】王鸿磊, 张雪松, 耿梦迪, 吉智
【申请人】徐州工业职业技术学院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月1日