CN104699042A - 一种基于物联网的设施农业管控系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的设施农业管控系统及其控制方法，该设施农业管控系统包括环境传感器、电路控制器、综合管控分站、服务器和移动终端，环境传感器用于采集环境参数和/或环境图像，综合管控分站根据环境传感器采集到的环境参数和/或环境图像生成相应的控制信号，并通过电路控制器控制设施农业的相应设备运作，综合管控分站还用于将环境参数和/或环境图像和/或控制信号存储到服务器，移动终端与综合管控分站及服务器连接，移动终端用于修改综合管控分站的控制规则。本发明提供的基于物联网的设施农业管控系统及其控制方法，使设施农业中已有的设备和控制逻辑可以适应种植内容和种植方式的变更。

Description

一种基于物联网的设施农业管控系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及现代农业领域，具体涉及一种基于物联网的设施农业管控系统及其控制方法。
背景技术
目前，在设施农业的管控设备中，大部分采用单一的工业总线将各个设备连接起来，然后使用单片机或PLC作为中央控制单元进行控制。这种管控方式只能根据预先编辑的流程进行，整个流程僵化。随着设施农业中种植种类的变化，以及科学种植方法的普及和更新，就使得这种管控方式越来越无法适应现场环境中多变、综合性的管控要求。在设施农业中的种植内容和种植方式发生变更的时候，已有的设备和控制逻辑就会不适宜，需要推翻重建。
方法内容
有鉴于此，本发明旨在提供一种可以适应种植内容和种植方式的变更的基于物联网的设施农业管控系统及其控制方法。
为了实现本发明的目的，本发明一方面提供一种基于物联网的设施农业管控系统，其包括环境传感器、电路控制器、综合管控分站、服务器和移动终端，所述环境传感器用于采集环境参数和/或环境图像，所述综合管控分站根据所述环境传感器采集到的环境参数和/或环境图像生成相应的控制信号，并通过所述电路控制器控制设施农业的相应设备运作，所述综合管控分站还用于将环境参数和/或环境图像和/或控制信号存储到所述服务器，所述移动终端与所述综合管控分站及服务器连接以从所述综合管控分站及服务器获取所需信息，所述移动终端用于修改所述综合管控分站的控制规则。
优选地，所述移动终端还用于通过所述综合管控分站直接控制所述电路控制器。
优选地，所述环境传感器包括温湿度传感器、光照度传感器和摄像头，所述温湿度传感器用于检测环境的温度和湿度，所述光照度传感器用于检测环境的光照度，所述摄像头用于对环境进行成像。
优选地，所述环境传感器通过ZigBee无线通讯和RS485现场总线将数据传输给所述综合管控分站。
本发明另一方面提供一种上述基于物联网的设施农业管控系统的控制方法，其包括如下步骤：
采集环境参数和/或环境图像；
根据采集到的环境参数和/或环境图像，生成相应的控制信号；
控制设施农业的相应设备根据所述控制信号运作。
优选地，该控制方法还包括如下步骤：所述移动终端通过综合管控分站直接控制与所述设施农业的相应设备连接的电路控制器。
优选地，该控制方法还包括如下步骤：通过移动终端修改所述设施农业的控制规则。
优选地，该控制方法还包括如下步骤：从服务器下载预存控制规则作为所述设施农业的控制规则。
优选地，该控制方法还包括如下步骤：将环境参数和/或环境图像和/或控制信号存储到服务器。
本发明实施例提供的基于物联网的设施农业管控系统及其控制方法，可以通过移动终端修改该设施农业管控系统的控制规则，或者直接控制该设施农业的相关设备，使得设施农业中已有的设备和控制逻辑可以适应种植内容和种植方式的变更。
附图说明
图1是本发明实施例的基于物联网的设施农业管控系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1，本发明实施例提供一种基于物联网的设施农业管控系统，其包括环境传感器12、电路控制器13、综合管控分站11、服务器14和移动终端15。
环境传感器12用于采集环境参数和/或环境图像，并将环境参数和/或环境图像的信号发送给综合管控分站。在本实施例中，环境传感器12同时采集环境参数和环境图像，在其他实施例中，环境传感器12可以仅采集环境参数和环境图像的一种。包含环境图像的信号具体可以为视频信号。在一优选实施例中，环境传感器12包括温湿度传感器、光照度传感器和摄像头，温湿度传感器用于检测环境的温度和湿度，光照度传感器用于检测环境的光照度，摄像头用于对环境进行成像(例如拍摄视频)。当然，环境传感器12还可以进一步检测二氧化碳含量等。需要说明的是，一般而言，该设施农业管控系统设置有多个环境传感器12，分布在不同的地点。
综合管控分站11根据环境传感器12采集到的环境参数和/或环境图像生成相应的控制信号，并通过电路控制器13控制设施农业的相应设备运作。电路控制器13具体可以为一种采用单片机控制的光耦继电器，其可配合外围功率继电器对设施农业的电气设备和供电电路进行控制，完成卷棚、通风、滴灌、补光等动作。在一具体实施例中，综合管控分站11是一个基于ARM多核CPU构建的，具有CPU、内存、eMMC Flash存储等部分组成的硬件设备，具备大容量的存储设备，可以安装部署并运行数据库、大型软件系统等。在综合管控分站11上可部署基于植物生长周期的人工智能控制管控软件，专门用来进行设施农业管控。综合管控分站11上的人工智能控制管控软件可以是一种基于植物的品类和生长周期作为主要算法依据的管控软件，其管控算法主要按照不同植物在不同生长周期所需要的最佳生长环境，以及创造该环境所需要的要素，配合计算机人工智能分析，对设施农业现场环境信息进行综合判断，并进行决策，进而对相关设备进行人工智能化控制，促使设施农业现场在无人值守的情况下，实现植物的最佳生长环境。综合管控分站11还用于将环境参数和/或环境图像和/或控制信号存储到服务器14，具体来说，其可以定时将环境参数和/或环境图像和/或控制信号(也即三者中的至少一者)存储到服务器14。
移动终端15可以是笔记本电脑、平板电脑、手机和台式电脑中的一种或多种，在移动终端15上安装有客户端模块。移动终端15与综合管控分站11及服务器14连接以从综合管控分站11及服务器14获取环境参数、环境图像、管控信息等所需信息，移动终端15还用于根据使用者的指令控制综合管控分站11。具体来说，用户通过移动终端15进入综合管控分站11或服务器14，即可查看现场的环境参数、视频、管控信息等，并可以在移动终端15上修改综合管控分站11的控制规则，使综合管控分站11对设施农业的相关设备的控制可以随种植内容和种植方式的变更而变更。修改控制规则的方式，一方面可以是通过移动终端15直接编辑修改控制规则，也可以是从服务器14上下载预存的控制规则，将综合管控分站11内的控制规则进行更新。
在一优选实施例中，移动终端15还用于通过综合管控分站11直接控制电路控制器13，也即移动终端15除了通过修改综合管控分站11的控制规则来实现控制的变更外，还可以通过综合管控分站11直接下发命令给电路控制器13，来根据需求控制设施农业现场的设备。
在一优选实施例中，环境传感器通过ZigBee无线通讯和RS485现场总线将数据传输给综合管控分站11。ZigBee是一种近距离、低成本、低复杂度的双向无线通讯技术，可以解决现场通讯问题。
本发明实施例还提供一种上述的基于物联网的设施农业管控系统的控制方法，其包括如下步骤：
采集环境参数和/或环境图像，其中，环境参数可以包括温度、湿度、光照度等，环境图像可以为现场的视频；
根据采集到的环境参数和/或环境图像，生成相应的控制信号；具体来说，由部署在综合管控分站11中的基于植物生长周期的人工智能控制管控软件，根据当前设施农业中种植品类和生长周期的不同，综合多种环境信息进行处理和综合分析，生成针对整个设施农业中卷棚、通风、滴灌、补光等多种环境控制设备的控制决策；
控制设施农业的相应设备根据控制信号运作；具体来说，是综合管控分站11将管控软件生成的控制决策转化为相应的控制指令下发给电路控制器13，电路控制器13控制设施农业中的相应设备执行，完成卷棚、通风、滴灌、补光等动作。
在一优选实施例中，该控制方法还包括如下步骤：移动终端15通过综合管控分站11直接控制与设施农业的相应设备连接的电路控制器13，也即移动终端15通过综合管控分站11直接下发命令给电路控制器13，从而控制设施农业现场的设备。
在一优选实施例中，该控制方法还包括如下步骤：通过移动终端15修改设施农业的控制规则。具体来说，用户通过移动终端15进入综合管控分站11，修订人工智能控制管控软件中的控制规则，从而使综合管控分站11对设施农业的相关设备的控制可以随种植内容和种植方式的变更而变更。
在一优选实施例中，该控制方法还包括如下步骤：从服务器14下载预存控制规则作为设施农业的控制规则。具体来说，用户通过移动终端15进入综合管控分站11，从服务器14上下载相应的管控规则，将综合管控分站11内的控制规则进行更新，用于设施农业的现场管控。
在一优选实施例中，该控制方法还包括如下步骤：将环境参数和/或环境图像和/或控制信号存储到服务器14。具体地，综合管控分站11中在保存了现场的环境参数、视频以及管控的相关数据，综合管控分站11还可以定时将现场的环境参数、视频以及管控的相关数据上报给服务器14进行保存。
本发明实施例提供的基于物联网的设施农业管控系统及其控制方法，可以通过移动终端修改该设施农业管控系统的控制规则，或者直接控制该设施农业的相关设备，使得设施农业中已有的设备和控制逻辑可以适应种植内容和种植方式的变更。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于物联网的设施农业管控系统，其特征在于，包括环境传感器、电路控制器、综合管控分站、服务器和移动终端，所述环境传感器用于采集环境参数和/或环境图像，所述综合管控分站根据所述环境传感器采集到的环境参数和/或环境图像生成相应的控制信号，并通过所述电路控制器控制设施农业的相应设备运作，所述综合管控分站还用于将环境参数和/或环境图像和/或控制信号存储到所述服务器，所述移动终端与所述综合管控分站及服务器连接以从所述综合管控分站及服务器获取所需信息，所述移动终端用于修改所述综合管控分站的控制规则。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的设施农业管控系统，其特征在于，所述移动终端还用于通过所述综合管控分站直接控制所述电路控制器。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的设施农业管控系统，其特征在于，所述环境传感器包括温湿度传感器、光照度传感器和摄像头，所述温湿度传感器用于检测环境的温度和湿度，所述光照度传感器用于检测环境的光照度，所述摄像头用于对环境进行成像。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的设施农业管控系统，其特征在于，所述环境传感器通过ZigBee无线通讯和RS485现场总线将数据传输给所述综合管控分站。
5.一种根据权利要求1至4所述的基于物联网的设施农业管控系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
采集环境参数和/或环境图像；
根据采集到的环境参数和/或环境图像，生成相应的控制信号；
控制设施农业的相应设备根据所述控制信号运作。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的设施农业管控系统的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：所述移动终端通过综合管控分站直接控制与所述设施农业的相应设备连接的电路控制器。
7.根据权利要求5所述的基于物联网的设施农业管控系统的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：通过移动终端修改所述设施农业的控制规则。
8.根据权利要求5所述的基于物联网的设施农业管控系统的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：从服务器下载预存控制规则作为所述设施农业的控制规则。
9.根据权利要求5所述的基于物联网的设施农业管控系统的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：将环境参数和/或环境图像和/或控制信号存储到服务器。
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