CN101063883A - 温室群环境监控装置 - Google Patents

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张立彬
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Abstract

一种温室群环境监控系统，包括用于对每个温室的环境参数进行监测和管理的中央监控层、对各个温室进行相应控制的现场监控层和采集温室的环境参数和控制信号的执行的设备层，中央监控层与现场监控层通过上层CAN总线通讯连接，现场监控层与设备层通过下层CAN总线通讯连接；中央监控层包括温室群监控计算机、中央监控层节点，中央监控层节点连接所述的上层CAN总线；设备层包括传感器数据采集节点、控制信号的执行节点，传感器数据采集节点连接安装在温室内的环境参数传感器；控制信号的执行节点连接安装在温室内的温室执行机构。本发明提供一种能够对温室群环境进行有效监控的温室群环境监控装置。

Description

温室群环境监控装置
(一)技术领域
本发明涉及一种温室群环境监控装置，尤其是一种基于CAN(Controller Area Network，简称为控制局域网络)总线的温室群环境监控装置。
(二)背景技术
现有的温室群监控设备，如专利号为200420093471.3，专利名称是温室环境监控装置的中国实用新型专利，公开了一种温室环境监控装置，包括壳体、顶罩、传感器以及中央处理模块；其壳体为竖直的圆筒状，其上部开口，下部筒径较小并于侧壁上开有孔隙，壳体的上方开有顶罩，该顶罩与壳体上部的开有留有空隙，该空隙与壳体以及壳体下部侧壁上的孔隙行程一可供气流通过的风道；传感器设置在壳体内靠近空隙的上方，壳体内靠近上部开口处设置有中央处理模块，该中央处理模块与传感器电路连接，并设置有与外部设备联络的网络模块。该温室环境监控设备仅仅适用于单个温室的监控。已有的监控设备不能满足对温室群环境的有效监控。
(三)发明内容
为了克服已有技术中不能对温室群环境进行有效监控的不足，本发明提供一种能够对温室群环境进行有效监控的温室群环境监控装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种温室群环境监控装置，该温室群环境监控装置包括用于对每个温室的环境参数进行监测和管理的中央监控层、对各个温室进行相应控制的现场监控层和采集温室的环境参数和控制信号的执行的设备层，所述的中央监控层与现场监控层通过上层CAN总线通讯连接，所述的现场监控层与设备层通过下层CAN总线通讯连接；所述的中央监控层包括温室群监控计算机、中央监控层节点，所述的温室群监控计算机监测和管理每个温室的环境参数、以及设置控制信号，所述的中央监控层节点连接所述的上层CAN总线；所述的设备层包括传感器数据采集节点、控制信号的执行节点，所述的传感器数据采集节点连接安装在温室内的环境参数传感器；控制信号的执行节点接收温室群监控计算机、现场监控层的控制输出信号，控制温室执行机构，所述的控制信号的执行节点连接安装在温室内的温室执行机构。
进一步，所述的温室群监控计算机通过网络端口连接TCP/IP网络，所述的TCP/IP网络连接远程监控计算机。
再进一步，温室内还安装有视频摄像头，所述的视频摄像头连接所述现场监控层的节点，所述的温室群监控计算机、远程监控计算机设有视频监控模块。
更进一步，所述的环境参数传感器包括温度传感器、湿度传感器、CO2浓度传感器、光照传感器。
所述的温室执行机构包括通风装置、加热装置、遮阳装置、湿帘风机装置、加热装置、补光装置、灌溉装置和CO2发生器装置。
本发明的工作原理是：在温室现场应用现代工业节点控制技术，实现现场数据采集和上传、控制策略的下载与分发、控制信号的输出，以及现场的人机交互，实现温室群的环境监控。采用CAN总线控制技术连接，实现采集数据和控制信号的传送，从而实现温室环境监控装置。
本发明的有益效果主要表现在：1、能够对温室群环境进行有效监控；2、采用两层的CAN总线网络，价格低廉、抗干扰性能好、传输距离长、扩展能力强和易于实现；3、实现温室环境现场与远程的控制，可以关闭中央监控层的计算机而不会影响现场监控；4、将Web技术应用于温室环境数据的远程、在线监控和离线分析演示，在客户端实现基于Web页面的数据浏览演示和控制策略合成及下载；5、客户可根据远程温室内作物的生长的视频，在客户端对远程温室实现修改温室内控制参数和控制策略，客户也可通过执行设备运行视频分析执行设备的运行情况，大大方便对温室日常的管理和设备的维护，同时，也方便温室群制造厂家对温室的调试，以及正常的售后服务。
(四)附图说明
图1是温室群环境监控装置的结构图。
图2是具有远程监控功能的温室群环境监控装置的结构图。
图3是具有视频监控功能的温室群环境监控装置的结构图。
(五)具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
实施例1
参照图1，一种温室群环境监控装置，该温室群环境监控装置包括用于对每个温室的环境参数进行监测和管理的中央监控层、对各个温室进行相应控制的现场监控层和采集温室的环境参数和控制信号的执行的设备层，所述的中央监控层与现场监控层通过上层CAN总线通讯连接，所述的现场监控层与设备层通过下层CAN总线通讯连接；所述的中央监控层包括温室群监控计算机、中央监控层节点，所述的温室群监控计算机监测和管理每个温室的环境参数、以及设置控制信号，所述的中央监控层节点连接所述的上层CAN总线；所述的设备层包括传感器数据采集节点、控制信号的执行节点，所述的传感器数据采集节点连接安装在温室内的环境参数传感器；控制信号的执行节点接收温室群监控计算机、现场监控层的控制输出信号，控制温室执行机构，所述的控制信号的执行节点连接安装在温室内的温室执行机构。
环境参数传感器包括温度传感器、湿度传感器、CO2浓度传感器、光照传感器。温室执行机构包括通风装置、加热装置、遮阳装置、湿帘风机装置、加热装置、补光装置、灌溉装置和CO2发生器装置。
通过传感器数据采集设备层节点采集温室内的温度、湿度、CO2以及光照等传感器数据；控制信号设备层节点发送现场监控层的控制输出信号，对温室执行机构中的通风装置、加热装置、遮阳装置、湿帘风机装置、加热装置、补光装置、灌溉装置和CO2发生器装置进行控制，创造适合作物生长的温室环境。
采用两层的CAN总线网络，价格低廉、抗干扰性能好、传输距离长、扩展能力强和易于实现等技术优势，在温室现场应用现代工业节点控制技术，实现现场数据采集和上传、控制策略的下载与分发、控制信号的输出，以及现场的人机交互，实现温室群的环境监控。实现温室环境现场与远程的控制，可以关闭中央监控层的计算机而不会影响现场监控。
实施例2
参照图1、图2、图3，本实施例的温室群监控计算机通过网络端口连接TCP/IP网络，所述的TCP/IP网络连接远程监控计算机。其余结构与实施例1相同。
进一步，温室内还安装有视频摄像头，所述的视频摄像头连接所述现场监控层的节点，所述的温室群监控计算机、远程监控计算机设有视频监控模块。
本实施例，基于TCP/IP网络和CAN总线控制技术，将Web技术应用于温室环境数据的远程、在线监控和离线分析演示，在客户端实现基于Web页面的数据浏览演示和控制策略合成及下载。根据温室监控装置的特点，分为设备层，现场监控层，中央监控层以及远程监控计算机，其中分别采用TCP/IP网络和CAN总线控制技术连接，实现采集数据和控制信号的传送.从而达到温室环境监控的实现。
远程监控计算机中能通过网页实现温室环境中的室内外温度、湿度、CO2浓度、辐射等参数和作物生长、执行机构运行情况图象的监测。

Claims (5)

1、一种温室群环境监控装置，其特征在于：该温室群环境监控装置包括用于对每个温室的环境参数进行监测和管理的中央监控层、对各个温室进行相应控制的现场监控层和采集温室的环境参数和控制信号的执行的设备层，所述的中央监控层与现场监控层通过上层CAN总线通讯连接，所述的现场监控层与设备层通过下层CAN总线通讯连接；所述的中央监控层包括温室群监控计算机、中央监控层节点，所述的温室群监控计算机监测和管理每个温室的环境参数、以及设置控制信号，所述的中央监控层节点连接所述的上层CAN总线；
所述的设备层包括传感器数据采集节点、控制信号的执行节点，所述的传感器数据采集节点连接安装在温室内的环境参数传感器；控制信号的执行节点接收温室群监控计算机、现场监控层的控制输出信号，控制温室执行机构，所述的控制信号的执行节点连接安装在温室内的温室执行机构。
2、如权利要求1所述的温室群环境监控装置，其特征在于：所述的温室群监控计算机通过网络端口连接TCP/IP网络，所述的TCP/IP网络连接远程监控计算机。
3、如权利要求2所述的温室群环境监控装置，其特征在于：温室内还安装有视频摄像头，所述的视频摄像头连接所述现场监控层的节点，所述的温室群监控计算机、远程监控计算机设有视频监控模块。
4、如权利要求1-3之一所述的温室群环境监控装置，其特征在于：所述的环境参数传感器包括温度传感器、湿度传感器、CO2浓度传感器、光照传感器。
5、如权利要求1-3之一所述的温室群环境监控装置，其特征在于：所述的温室执行机构包括通风装置、加热装置、遮阳装置、湿帘风机装置、加热装置、补光装置、灌溉装置和CO2发生器装置。
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