CN102841592A - 基于无线互联技术的温棚控制系统 - Google Patents

基于无线互联技术的温棚控制系统 Download PDF

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牛兵刚
苟建伟
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兰州赛科信息科技有限责任公司
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Abstract

本发明公开了基于无线互联技术的温棚控制系统,包括CPU,分别与所述CPU连接的人机交互模块、大棚风门控制模块、时钟模块、电源模块和多路传感器。本发明所述基于无线互联技术的温棚控制系统,可以克服现有技术中结构复杂、成本高、使用不方便、环保性差和经济效益差等缺陷,以实现结构简单、成本低、使用方便、环保性好和经济效益好的优点。

Description

基于无线互联技术的温棚控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及农作物种植的自动化控制技术领域,具体地,涉及基于无线互联技术的温棚控制系统。
背景技术
[0002] 进入21世纪,我国农业进入发展新阶段,农业生产与农村经济结构调整优化,农业生产由数量型向质量型发展,农业增长方式由粗放型经营向集约型经营转变。面对农业结构调整、増加农民收入,有效地解决产量与品质、增产与增收矛盾,提高农业效益和增强国际竞争カ等已十分迫切。因此,加速农业科技创新步伐,推动科技成果快速转化和产业化进程,满足新阶段农业及农村经济发展对科技的需求。面对西部各家各户塑料大棚比较分散、没有电源的情况下人为地进行通风,费时、费力,往往农户坐立不安,随时准备看护大棚,需要在这种特殊的情况下开发了基于无线互联网的温棚控制平台。
[0003] 通过无线互联网技术,可以搭建相应平台,使得相关设置及数据传输主要通过移动无线网络进行;并且通过短信的方式进行警报和提醒。例如,在专利(申请)号为200920144331. 7、名称为塑料大棚群体通风防雨用自动控制系统的实用新型专利(申请)中,包括安装在大棚外的至少ー个雨量传感器和安装在大棚内的至少ー个温度传感器,所有雨量传感器和温度传感器均与一数据采集模块连接,该数据采集模块与计算机连接从而采集温度和降雨量的数据,计算机的输出端与一控制器连接从而根据预设程序和采集到得数据输出指令,该控制器与电动卷膜器连接从而根据指令控制相应大棚揭膜通风或闭膜防雨。该塑料大棚群体通风防雨用自动控制系统,能够利用温度计降水量參数,智能控制塑料大棚的最优通风时间、降雨时的防雨保护时间,实现塑料大棚的群体或分组控制。
[0004] 虽然目前市场上有很多的蔬菜大棚温度控制系统【如专利(申请)号为200920144331. 7、名称为塑料大棚群体通风防雨用自动控制系统的实用新型专利(申请)】,此类系统结构复杂,一般采用具有大功率的电加热装置或其他投资较大的设备。因此这类系统的安装和使用成本很高,一般的农户是承担不起的,故而极少使用。并且,由于野外没有计算机、也没有市电、造价高、不实用、不是网络化管理、不能无线通讯,使用很不方便。
[0005] 另外,若不使用相应的大棚温度控制系统,那么,由于天气的影响蔬菜大棚内的温度变化是很迅速的,而蔬菜作物在不同的生长时期对温度的要求也是很苛刻的,如果棚内温度过高或过低来不及及时处理,不仅影响蔬菜的生长发育,又易诱发病害,最终导致作物减产,造成经济损失.蔬菜大棚大都在村外的农田远离居住地,种植户由于某些原因不能时时在现场观测温度,致使棚里温度发生异常,没有来得及处理造成损失的情况经常发生。
[0006] 在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术中至少存在结构复杂、成本高、使用不方便、环保性差和经济效益差等缺陷。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于,针对上述问题,提出基于无线互联技术的温棚控制系统,以实现结构简单、成本低、使用方便、环保性好和经济效益好的优点。
[0008] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:基于无线互联技术的温棚控制系统,包括CPU,分别与所述CPU连接的人机交互模块、大棚风门控制模块、时钟模块、电源模块和多路传感器。
[0009] 进ー步地,以上所述的基于无线互联技术的温棚控制系统,还包括依次与所述CPU连接的GPRS通讯模块和远程服务器。
[0010] 进ー步地,所述电源模块,包括依次连接至所述CPU的太阳能充电器和蓄电池。
[0011] 进ー步地,所述大棚风门控制模块,包括依次与所述CPU连接的电机和大棚风门。
[0012] 进ー步地,所述电机,安装在大棚风门的顶部不影响太阳光通过的位置。
[0013] 进ー步地,所述大棚风门为自控风门,所述自控风门安装在大棚的进风口和/或 出风ロ。
[0014] 进ー步地,所述人机交互模块,包括分别与所述CPU连接的汉子液晶显示屏和操作按键。
[0015] 进ー步地,所述多路传感器,包括温度传感器、湿度传感器、风传感器、雨传感器、图像采集器、防盗传感器和门开度探测传感器中的任意ー种或多种。
[0016] 进ー步地,所述防盗传感器,包括敲击防盗传感器和/或红外防盗传感器。
[0017] 进ー步地,当所述多路传感器包括温度传感器和湿度传感器时,所述温度传感器和湿度传感器,分别通过引线安装在大棚中合适的位置、且分别具有匹配设置的遮阳设备。
[0018] 本发明各实施例的基于无线互联技术的温棚控制系统,由于包括CPU,分别与CPU连接的人机交互模块、大棚风门控制模块、时钟模块、电源模块和多路传感器;可以减轻菜农的劳动,提高温棚的科学管理;从而可以克服现有技术中结构复杂、成本高、使用不方便、环保性差和经济效益差的缺陷,以实现结构简单、成本低、使用方便、环保性好和经济效益好的优点。
[0019] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
[0020] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进ー步的详细描述。
附图说明
[0021] 附图用来提供对本发明的进ー步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图I为本发明基于无线互联技术的温棚控制系统的工作原理示意图;
图2为本发明基于无线互联技术的温棚控制系统应用的产品服务体系框图。
具体实施方式
[0022] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
[0023] 为了适应大多数普通农户的需求,使农户在投资很小的情况下解决现有技术中存在的问题,开发一款价格只有几百元的农民使用得起温棚控制产品。根据本发明实施例,如图I和图2所示,提供了基于无线互联技术的温棚控制系统。[0024] 如图I所示,本实施例的基于无线互联技术的温棚控制系统,包括CPU,分别与CPU连接的人机交互模块、大棚风门控制模块、时钟模块、电源模块和多路传感器;还包括依次与CPU连接的GPRS通讯模块和远程服务器。该CPU,采用低功耗技术,待机时间长,稳定可靠。该远程服务器,可以采用动态线程池技术,容量大,便于管理。通过GPRS通讯模块,可以使用手机GPRS (或短信)可以查看设备运行信息(温度曲线图表)、设置运行參数、遥控大棚风门的打开和关闭。
[0025] 其中,上述电源模块,包括依次连接至CPU的太阳能充电器和蓄电池;采用太阳能充电,在没有市电的野外使用蓄电池打开控制门。大棚风门控制模块,包括依次与CPU连接的电机和大棚风门;该电机,安装在大棚风门的顶部不影响太阳光通过的位置;该大棚风门为自控风门,自控风门安装在大棚的进风口和/或出风ロ ;该自控风门可以采用卷帘式结构,故障率小,便于维护;该自控风门的材料可以采用与大棚类似的塑料纸,成本较低,便于推广。人机交互模块,包括分别与CPU连接的汉子液晶显示屏和操作按键。多路传感器,包括温度传感器、湿度传感器、风传感器、雨传感器、图像采集器、防盗传感器和门开度探測传感器中的任意ー种或多种;该防盗传感器,包括敲击防盗传感器和/或红外防盗传感器。 当多路传感器包括温度传感器和湿度传感器时,温度传感器和湿度传感器,分别通过引线安装在大棚中合适的位置、且分别具有匹配设置的遮阳设备。
[0026] 安装时,应注意:大棚的自控风门和大棚控制器(即CPU)之间的相互距离要短,一般将大棚控制器安装在自控风门顶部、且要防止遮阳,因为太阳能电池安装在大棚控制器中,大棚控制器上方式透明玻璃。大棚的自控风门安装在大棚进风和出风处;大棚控制器有输出温度湿度等接ロ,温度和湿度传感器可以通过引线安装在大棚内适合的地方,并采取遮阳措施;远程服务器安装在机房内,要求与INETNET网连接;大棚控制器的外売上有键盘接ロ、红外线接ロ、风级接ロ、雨级接ロ、拍照接ロ。
[0027] 上述实施例的基于无线互联技术的温棚控制系统,可以通过太阳或蓄电池能进行供电,能够解决在野外没有市电的情况也能工作,不需要在野外放计算机、通过无线互联的方式进行数据传输;还可以提供ー个为农户、农业专家、政府、蔬菜批发商、餐馆信息共享和综合服务的数据服务平台。
[0028] 采用上述实施例的基于无线互联技术的温棚控制系统,可以根据农业种植学的相关理论,对大棚室内的温度和湿度进行控制,可以根据大棚室外的风级和雨量定时打开或关闭大棚风门,例如:
⑴温度:大棚室内的温度不能高于30度〜32度,夜晚不能低于15度,大棚的室内温度是提高大棚蔬菜成长质量的重要因素之一;
⑵湿度:大棚内空气湿度一般可比室外高20%以上。特别是灌水以后,如不注意通风排湿,往往连续3〜5天,大棚内空气湿度都在95%以上;
⑶风级:如果暴风雨前刮大风,需要关闭ー下,因为会吹破大棚;
⑷雨:下中雨10分钟就关闭大棚的门。
[0029] 使用上述实施例的基于无线互联技术的温棚控制系统时,可以使用手机GPRS或短信可以遥控大棚风门的打开和关闭;也可以按时间设定自动打开或关闭大棚风门:一般是早上10:00左右开,晚上7:00左右关,时间可以根据实际需求自助设定;也可以根据温度、湿度、风级和雨量情况设定大棚风门的开启或关闭时机,例如:温度太高就打开,太低就关闭,打开和关闭时间可以通过短信、或GPRS发给手机;湿度太高就打开,太低就关闭,打开和关闭时间可以通过短信、或GPRS发给手机;遇到大风就关闭,风停就打开(怕风吹破塑料棚)(风传感器可以设置在大棚外部);遇到大雨就关闭,雨停就打开(雨传感器可以设置在大棚外部)。
[0030] 上述实施例的基于无线互联技术的温棚控制系统,可以采用太阳能进行充电,在没有市电的野外使用蓄电池打开大棚风门;使用手机GPRS或短信可以遥控门的打开和关闭,GPRS模块是选配件,便于维护,成本低廉。该基于无线互联技术的温棚控制系统,主要功能如下:
⑴显示功能:能够显示温室内的温度、湿度数据、风门开关状态等;
⑵设置功能:通过手机,可以设置温湿度的上下限和控制回差。也可以手动控制大棚风门的开关等; ⑶温度控制功能:当大棚内温度高于温度上限时,控制器自动控制风门(打开),进行降温;当温度降到正常时,控制器自动控制风门(关闭);
⑷湿度控制功能:当大棚内湿度低于所设湿度下限时,控制器自动控制阀门打开,进行加湿;当湿度升到正常时,控制器自动控制阀门关闭;或者给农户发送短信提醒用户,是否进行烧灌等;
(5)警示功能:当大棚内温湿度数据不在所设置的范围内时,系统自动给农户发送短信的同时,系统服务端跟此大棚的数据进行闪烁,以引起管理人员注意;
(6)通讯功能:带有无线互联通讯接ロ,可以和计算机联网,构成温室大棚环境智能监控系统,一台服务器可以对多台控制器进行统ー监测管理;
⑴工作方式选择功能:通过计算机命令可以选择控制器的工作方式:强制控制或自动控制;在选择强制时,可以通过计算机强制控制某个设备的开关;在选择自动时,控制器根据所设置的温湿度范围自动控制外围设备的开关。
[0031] 上述实施例的基于无线互联技术的温棚控制系统,属于智能大棚终端,是将物联网技术与GPRS技术相融合为基础农业提供信息化服务。如图2所示,可以将该基于无线互联技术的温棚控制系统作为综合平台大棚终端,对温室大棚内空气温度、智能大棚终端是将物联网技术与GPRS技术相融合为基础农业提供信息化服务。
[0032] 该综合平台大棚终端,可以对温室大棚内空气温度、湿度所处天气环境因子的采集,并通过中国GPRS网络进行数据传输,向温室大棚管理者发送手机报警短信。同时进行大棚的开关通风过程;可以通过无线方式方便的知道,实现温室大棚多环境因子监测和环境调节设备的运行情况,达到为农作物的种植提供更好的种植环境的目的,且温室大棚环境数据的采集为设施农业综合生态信息自动监测、环境自动控制和智能化管理提供科学依据,并为专家和农户搭建了一个无限沟通平台,能及时的解决农户遇到的各种问题。
[0033] 与我国农业信息技术发展的现有技术相比,上述实施例的基于无线互联技术的温棚控制系统,具有以下特点:
⑴现有技术中网络建设不到位,难以适应信息传播的需要
信息作为ー种重要的资源,正大量、快速地在世界范围内传播。但我国目前农业信息网络基础设施建设比较落后,还不能适应这一趋势。一方面是受资金投入的限制,网络基础设施还没有完全延伸至村,同时由于区域间经济发展的不平衡,致使全国大约有半数以上的行政村还不具备上网条件。
[0034] 而上述实施例给出了解决办法,即:通过手机短播方式来提供相关的信息资讯及甚至可以达到简单搜索数据,弥补网络基础设施没有完全延伸至村的缺点。
[0035] ⑵现有技术中信息资源开发滞后,难以满足信息需求的需要
当前,各种网上农业信息繁多,但有特色、实用性强尤其是具有指导性、前瞻性、预测性、时令性的有效信息偏少。滞后于用户对信息的需求速度。ー是信息采集技术手段落后,还是采用常用常规的采集技术,采集的信息存在时效性差、信息质量不高的现象,不能满足现代农业发展的需要。ニ是信息加工能力不足,当前的信息加工基本上还处于简单堆积状态,缺乏对信息的判断、分类和编译,使得信息的准确度和易懂性不高,难以被农民接受。三是农业信息资源种类不全,提供的农业技术信息、生产信息较多,注重产中服务而忽略产前、产后服务。而农业生产资料和农产品的市场信息相对缺乏,直接影响了农民的生产投入和农产品的市场流通,对农民收入增加的作用不显著。此外,农业数据库建设数量不足、数据库容量小、农业应用软件的数量、质量离农民的需求差距较大,制约了广大农民对信息的 获取、辨别和使用。
[0036] 而上述实施例给出了解决办法,即:用大棚通风设备监测温棚,即实用、又及时、能取得大量的一手数据。
[0037] ⑶①信息技术实用不强,难以为农业生产服务
在我国现行的科研体制下,多数科研机构只进行科技攻关等研究,与应用部门(用户)之间联系很少。用户往往无法及时获悉最新的科技成果信息,而科研工作者也不能准确把握市场对技术的需求,无法及时提供适合于农民使用的农业信息产品,这样就造成了农业信息科技研发与需求之间的脱节。农业信息技术缺乏与农业生产实际相结合,没有起到支持生产、促进生产、服务生产的作用。
[0038] ②农业信息人才缺乏,难以提供有效的信息服务
因为农业信息服务涉及农业生物技术、气候、地理环境、农产品销售等多个领域及其相关信息的采集、存储、分析、计算、传输等多个环节,这要求服务人员既要懂得农业科学技木,又要懂得信息技木。但是目前这样的复合型人才还很少,极大地制约着农业信息服务质量的提高。在实际工作中,农业信息的采集标准不够规范,采集覆盖面不广泛。
[0039] 而上述实施例给出了解决办法,即:通过对蔬菜大棚项目的实施,起到对蔬菜大棚的监管、对设备、对病虫害、对土地盐碱程度等等,提供的数据以手机短信的方式通知到志愿者(主要是农业专家)的手机上随时给农户提供帮助。同时数据库记忆这ー过程,作为案例,以微博得方式发布,可以方便大家參考。
[0040] 可见,上述实施例的基于无线互联技术的温棚控制系统,可以使得不同用户以不同的身份登陆,以看到各自关心的内容、得到不同的服务;通过软件实现时,该软件可以分为两部分一部分为后台管理,一部分为网站运营。对该基于无线互联技术的温棚控制系统的实施,通过对上述实施例基于无线互联技术的温棚控制系统的实施,可以培养一大批农业科技人才,对他们进行量化的管理,聚集ー批真正为农民服务的农业科技人才。
[0041] 综上所述,本发明上述各实施例的基于无线互联技术的温棚控制系统,可以是无线互联自动通风设备,也可以是ー种多用户的交流平台;作为无线互联自动通风设备使用时,可以减轻菜农的劳动,提高温棚的科学管理;作为交流平台使用时,可以给菜农和专家、餐厅、蔬菜批发商提供信息服务交流。
[0042] 最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管參照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则 之内,所作的任何修改、等同替换 、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于无线互联技术的温棚控制系统,其特征在于,包括CPU,分别与所述CPU连接的人机交互模块、大棚风门控制模块、时钟模块、电源模块和多路传感器。
2.根据权利要求I所述的基于无线互联技术的温棚控制系统,其特征在于,还包括依次与所述CPU连接的GPRS通讯模块和远程服务器。
3.根据权利要求I或2所述的基于无线互联技术的温棚控制系统,其特征在于,所述电源模块,包括依次连接至所述CPU的太阳能充电器和蓄电池。
4.根据权利要求I或2所述的基于无线互联技术的温棚控制系统,其特征在于,所述大棚风门控制模块,包括依次与所述CPU连接的电机和大棚风门。
5.根据权利要求4所述的基于无线互联技术的温棚控制系统,其特征在于,所述电机,安装在大棚风门的顶部不影响太阳光通过的位置。
6.根据权利要求5所述的基于无线互联技术的温棚控制系统,其特征在于,所述大棚风门为自控风门,所述自控风门安装在大棚的进风口和/或出风口。
7.根据权利要求I或2所述的基于无线互联技术的温棚控制系统,其特征在于,所述人机交互模块,包括分别与所述CPU连接的汉子液晶显示屏和操作按键。
8.根据权利要求I或2所述的基于无线互联技术的温棚控制系统,其特征在于,所述多路传感器,包括温度传感器、湿度传感器、风传感器、雨传感器、图像采集器、防盗传感器和门开度探测传感器中的任意一种或多种。
9.根据权利要求6所述的基于无线互联技术的温棚控制系统,其特征在于,所述防盗传感器,包括敲击防盗传感器和/或红外防盗传感器。
10.根据权利要求6所述的基于无线互联技术的温棚控制系统,其特征在于,当所述多路传感器包括温度传感器和湿度传感器时,所述温度传感器和湿度传感器,分别通过引线安装在大棚中合适的位置、且分别具有匹配设置的遮阳设备。
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