CN105159369A - 一种智能温室大棚的测控方法及测控装置 - Google Patents

一种智能温室大棚的测控方法及测控装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105159369A
CN105159369A CN201510642938.8A CN201510642938A CN105159369A CN 105159369 A CN105159369 A CN 105159369A CN 201510642938 A CN201510642938 A CN 201510642938A CN 105159369 A CN105159369 A CN 105159369A
Authority
CN
China
Prior art keywords
information
temperature
control
chip microcomputer
warmhouse booth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510642938.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105159369B (zh
Inventor
汤奕
申振
冯祎鑫
李峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201510642938.8A priority Critical patent/CN105159369B/zh
Publication of CN105159369A publication Critical patent/CN105159369A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105159369B publication Critical patent/CN105159369B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种智能温室大棚的测控方法,该方法包括以下步骤:S10向上位机发送阈值设定信息请求,并接收上位机反馈的阈值设定信息;S20将从温室大棚中采集的信息,与阈值设定信息进行比较,根据比较结果,对温室大棚环境进行调节;S30每隔时间T,返回步骤10),直至结束测控。该方法可提高温室大棚的智能化程度和农作物种植的科学性、提高温室大棚农作物产量;同时还提供一种智能温室大棚的测控装置,采用分布式测控模块自带逻辑判断和执行功能,提高测控的灵活性、准确性和可靠性。

Description

一种智能温室大棚的测控方法及测控装置
技术领域
[0001] 本发明涉及温室大棚自动控制领域,具体来说,涉及一种智能温室大棚的测控方法及测控装置。
背景技术
[0002] 随着社会和经济的发展,人们对物质生活的需求越来越高。中国人口众多,人均耕地面积很少,如何提高农作物产量,实行耕地面积利用率的最大化十分重要。温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件,创造一个人工气象环境,来消除温度对生物生长的限制。而且,温室大棚能克服环境对生物生长的限制,能使不同的农作物在不适合生长的季节产出,使季节对农作物的生长影响不大,部分或完全摆脱了农作物对自然条件的依赖。由于温室大棚能带来可观的经济效益,温室大棚技术越来越普及。成为农民增收的主要手段。
[0003] 但对于传统温室大棚,种植户需要依据自己的经验判断去决定是否灌溉、通风、升温、照明灯,不仅易受主观因素影响随机性太大,而且完全手动操作控制,耗时耗力。
[0004] 为了提高单位面积上农作物的产量,国内外纷纷提出了自己的智能温室大棚系统设计方案。所谓的智能温室大棚系统设计就是通过现代科学技术手段,调节农作物生长所需的各种环境条件,主要有温度、土壤湿度、光照、二氧化碳浓度这4个环境参数,从而使农作物处于最佳的生长环境中,进而最大幅度地提高农作物的产量。比较通用的形式是:上位机和下位机之间采用集中控制、有线互联的方式。其原理是首先由下位机采集数据,然后通过串口传送到上位机中进行信息处理,接着把处理完的结果传给下位机,最后再由下位机根据处理完的结果发出控制命令。
[0005] 然而,集中控制方法过多地依赖于PC上位机,一旦上位机出问题,整个系统就要瘫痪。再者,传统的有线互联的方式只能适用于面积较小且单一的温室,对于面积较大且多个处于不同地方的温室进行控制往往不能实现。
[0006]
发明内容
[0007] 技术问题:本发明所要解决的技术问题是:本发明提供一种智能温室大棚的测控方法,可提高温室大棚的智能化程度和农作物种植的科学性、提高温室大棚农作物产量;同时还提供一种智能温室大棚的测控装置,采用分布式测控模块自带逻辑判断和执行功能,提高测控的灵活性、准确性和可靠性。
[0008] 技术方案:为解决上述技术问题,本发明实施例采用的技术方案是:
一种智能温室大棚的测控方法,该方法包括以下步骤:
SlO向上位机发送阈值设定信息请求,并接收上位机反馈的阈值设定信息;
S20将从温室大棚中采集的信息,与阈值设定信息进行比较,根据比较结果,对温室大棚环境进行调节; S30每隔时间T,返回步骤10),直至结束测控。
[0009] 作为优选例,所述的SlO中,阈值设定信息请求包含农作物种类信息、种植信息和地域信息。
[0010] 作为优选例,所述的SlO中,上位机接收阈值设定信息请求后,将上位机的时间信息加入阈值设定信息请求中,向远程服务器发送请求,并获取阈值设定信息。
[0011] 作为优选例,所述的远程服务器中存储阈值设定信息表,阈值设定信息表中含有农作物种类信息、种植信息、地域信息、时间信息、温度信息、土壤湿度信息、光照信息、二氧化碳浓度信息;远程服务器接收阈值设定信息请求后,根据农作物种类信息、地域信息和时间信息,在阈值设定信息表中查找对应的温度信息、土壤湿度信息、光照信息、二氧化碳浓度信息,并将这些信息反馈给上位机。
[0012] 作为优选例,所述的温度信息包括最佳温度值Topt、最高温度限值Tmax和最低温度限值Tmin,土壤湿度信息包括最佳土壤湿度值Hopt、最大湿度限值Hmax和最低湿度限值Hmin ;光照信息包括最佳亮度值Lopt、最高亮度限值Lmax和最低亮度限值Lmin ;二氧化碳浓度信息包括最佳二氧化碳浓度值Copt、最高二氧化碳浓度限值Cmax和最低二氧化碳浓度限值Cmin。
[0013] 作为优选例,所述的S20中,从温室大棚中采集的信息包括温度T、土壤湿度H、光照亮度L、二氧化碳浓度C中的一种或任意组合。
[0014] 作为优选例,所述的S20中,对温室大棚环境进行调节的具体过程为:将采集的温度T与Tmax和Tmin比较,若T〈Tmin,则开启加热器加热,直到加热到最佳温度值Topt,则停止加热;若T>Tmax,则开启制冷机制冷,直到制冷到最佳温度值Topt,则停止制冷;若Tmin彡T彡Tmax,则保持温度不变;将采集的土壤湿度H与Hmax和Hmin比较,若H〈Hmin,则开启水栗灌溉,直到湿度大于或等于最佳湿度值Hopt,停止水栗灌溉;若H>Hmax,则关闭水栗;若Hmin彡H彡Hmax,则保持土壤湿度不变;将采集的光照亮度L与Lmax和Lmin比较,若L〈Lmin,则调高灯光亮度,直到亮度达到最佳亮度Lopt ;若L>Lmax,则调低灯光亮度,直到亮度达到最佳亮度Lopt ;若Lmin ^ Lmax,则保持光照亮度不变;将采集的二氧化碳浓度C与Cmax和Cmin比较,若C〈Cmin,则开启二氧化碳产生机,直到二氧化碳浓度达到最佳浓度Copt ;若OCmax则开启通风机排风,直到二氧化碳浓度达到最佳浓度Copt ;若Cmin彡C彡Cmax,则保持二氧化碳浓度不变。
[0015] 作为优选例,所述的S30中,T=5s。
[0016] 一种智能温室大棚的测控装置,该测控装置包括η个温度测控模块,m个光照测控模块、P个土壤湿度测控模块、S个二氧化碳浓度测控模块、上位机和远程服务器;n、m、P、s均为大于I的整数;每个温度测控模块包括温度传感器、温度控制装置、第一单片机和第一 WIFI通信模块;温度传感器通过IIC串口协议与第一单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的温度;温度控制装置通过光耦隔离电路与第一单片机GP1相连,用于调节温室大棚内的温度,温度控制装置包括加热器和制冷机;第一 WIFI通信模块通过UART串口协议与第一单片机相连,用于传输数据;第一单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第一 WIFI通信模块的工作逻辑;每个光照测控模块包括光照亮度传感器、可调亮度照明装置、第二单片机和第二 WIFI通信模块;光照亮度传感器通过SPI串口协议与第二单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的光照亮度;可调亮度照明装置通过光耦隔离电路与第二单片机GP1相连,用于调节温室大棚内的光照亮度;第二 WIFI通信模块通过UART串口协议与第二单片机相连,用于传输数据;第二单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第二 WIFI通信模块的工作逻辑;每个土壤湿度测控模块包括土壤湿度传感器、灌溉水栗、第三单片机和第三WIFI通信模块,土壤湿度传感器通过IIC串口协议与第三单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的土壤湿度;灌溉水栗通过继电器隔离电路与第三单片机GP1相连,用于调节土壤湿度;第三WIFI通信模块通过UART串口协议与第三单片机相连,用于传输数据;第三单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第三WIFI通信模块的工作逻辑;二氧化碳测控模块包括二氧化碳浓度传感器、二氧化碳控制装置、第四单片机和第四WIFI通信模块,二氧化碳浓度传感器通过SPI串口协议与第四单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的二氧化碳浓度;二氧化碳控制装置通过继电器隔离电路与单片机GP1相连,用于调节温室大棚内的二氧化碳浓度;二氧化碳控制装置包括二氧化碳产生机和通风机;第四WIFI通信模块通过UART串口协议与第四单片机相连,用于传输数据;第四单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第四WIFI通信模块的工作逻辑;PC上位机通过TCP/IP协议与远程服务器相连。
[0017] 作为优选例,所述的η个温度测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第一 WIFI通信模块与上位机无线通信连接;m个光照测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第二 WIFI通信模块与上位机无线通信连接;p个土壤湿度测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第三WIFI通信模块与上位机无线通信连接;s个二氧化碳浓度测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第四WIFI通信模块与上位机无线通信连接。
[0018] 有益效果:与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下有益效果:
1、现有的固定阈值自动控制式温室大棚或者需要实际经验手动调节环境阈值的温室大棚,各地域各时段各种作物生长环境条件的差异性很大,固定阈值控制方式的科学性不高。相比之下,本发明实施例设计了一种采用上位机、WIFI通信和分布式测控模块相结合的智能温室大棚测控方法和装置,上位机通过Internet连接到布置在远程服务器上的阈值设定信息表,能够针对本区域、本时段及具体种植作物种类,动态地调节农作物生长所需的各项环境参数,能使农作物生长更好,产量更高。阈值设定信息表中包含的作物生长环境信息,是随不同的时间信息而变化的,即作物在不同的生长周期,对应设置不同的环境参数。2、已有的集中自动控制式温室大棚系统,过多地依赖于上位机,一旦上位机出问题,整个系统就要瘫痪。再者,传统的有线互联的方式只能适用于面积较小且单一的温室,对于面积较大且多个处于不同地方的温室进行控制往往不能实现。相比之下,本发明实施例中采用多个测控模块与PC上位机之间采用了分布式独立运行,分布式测控模块自带逻辑判断和执行功能,使得该系统的灵活性和稳定性都得到了显著提高。
附图说明
[0019] 图1是本发明实施例中测控方法的流程图;
图2是本发明实施例中测控方法的一个循环流程图;
图3是本发明实施例中测控装置的示意图。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图,对本发明实施例的技术方案进行具体说明。
[0021] 如图1和图2所示,本发明实施例的一种智能温室大棚的测控方法,该方法包括以下步骤:
SlO向上位机发送阈值设定信息请求,并接收上位机反馈的阈值设定信息;
S20将从温室大棚中采集的信息,与阈值设定信息进行比较,根据比较结果,对温室大棚环境进行调节;
S30每隔时间T,返回步骤10),直至结束测控。作为优选,T=5s。当然T还可以为其他值,例如1s或者15s。
[0022] 上述测控方法,通过步骤S30,不断循环进行步骤SlO和S20,直至结束测控。这样能够实现对温室大棚环境的不断调节,使环境适合农作物的生长。
[0023] 作为优选例,阈值设定信息请求包含农作物种类信息、地域信息和种植信息。上位机接收阈值设定信息请求后,将上位机的时间信息加入阈值设定信息请求中,向远程服务器发送请求,并获取阈值设定信息。地域信息是指农作物生长所处的地区。种植信息是指农作物在该地区的种植时间。
[0024] 所述的远程服务器中存储阈值设定信息表,阈值设定信息表中含有农作物种类信息、地域信息、种植信息、时间信息、温度信息、土壤湿度信息、光照信息、二氧化碳浓度信息。远程服务器接收阈值设定信息请求后,根据农作物种类信息、种植信息、地域信息和时间信息,在阈值设定信息表中查找对应的温度信息、土壤湿度信息、光照信息、二氧化碳浓度信息,并将这些信息反馈给上位机。每一种农作物在某一地域和某一时间以及某生长周期,对应设置相应的温度信息、土壤湿度信息、光照信息和二氧化碳浓度信息。这样,不同的农作物在不同的地域和不同的时间,对应设置不同的环境信息。生长周期可以根据种植信息和时间信息获取。计算时间信息和种植信息之间的时间段,可以测算农作物所处的生长周期。
[0025] 环境信息包括温度信息、土壤湿度信息、光照信息和二氧化碳浓度信息。所述的温度信息包括最佳温度值Topt、最高温度限值Tmax和最低温度限值Tmin ;土壤湿度信息包括最佳土壤湿度值Hopt、最大湿度限值Hmax和最低湿度限值Hmin ;光照信息包括最佳亮度值Lopt、最高亮度限值Lmax和最低亮度限值Lmin ;二氧化碳浓度信息包括最佳二氧化碳浓度值Copt、最高二氧化碳浓度限值Cmax和最低二氧化碳浓度限值Cmin。
[0026] 上述优选例中,可以将不同农作物在不同地域、不同的时间和不同的生长周期,对应的环境信息分别存储在远程服务器的阈值设定信息表中。当远程服务器接收到阈值设定信息请求后,根据农作物种类信息、地域信息、种植信息和时间信息,从阈值设定信息表中选取对应的环境信息,并推送给上位机。
[0027] 作为优选例,所述的S20中,从温室大棚中采集的信息包括温度T、土壤湿度H、光照亮度L、二氧化碳浓度C中的一种或任意组合。
[0028] 作为优选例,所述的S20中,对温室大棚环境进行调节的具体过程为:将采集的温度T与Tmax和Tmin比较,若T〈Tmin,则开启加热器加热,直到加热到最佳温度值Topt,则停止加热;若T>Tmax,则开启制冷机制冷,直到制冷到最佳温度值Topt,则停止制冷;若Tmin彡T彡Tmax,则保持温度不变。将采集的土壤湿度H与Hmax和Hmin比较,若H〈Hmin,则开启水栗灌溉,直到湿度大于或等于最佳湿度值Hopt,停止水栗灌溉;若H>Hmax,则关闭水栗;若Hmin彡H彡Hmax,则保持土壤湿度不变。将采集的光照亮度L与Lmax和Lmin比较,若L〈Lmin,则调高灯光亮度,直到亮度达到最佳亮度Lopt ;若L>Lmax,则调低灯光亮度,直到亮度达到最佳亮度Lopt ;若Lmin ^ Lmax,则保持光照亮度不变。将采集的二氧化碳浓度C与Cmax和Cmin比较,若C〈Cmin,则开启二氧化碳产生机,直到二氧化碳浓度达到最佳浓度Copt ;若OCmax则开启通风机排风,直到二氧化碳浓度达到最佳浓度Copt ;若Cmin彡C彡Cmax,则保持二氧化碳浓度不变。
[0029] 上述优选例中,温室大棚中布设了多个温度测控模块、多个光照测控模块、多个土壤湿度测控模块和多个二氧化碳浓度测控模块。当通过判断,某个测控模块需要调节环境参数时,则该测控模块自动控制进行调节,而不需要进行调节的测控模块则不进行调节。这样采用分布式,对温室大棚中各监测点分别进行监控以及调节。与现有的整体监控和整体调节相比,本实施例更加精确的实现了对温室大棚环境的监控以及调节。
[0030] 与传统温室大棚相比,本实施例的装置能实现科学全自动调节温室大棚的环境参数,提高了温室大棚的智能化程度和科学性、降低了种植户的经验要求、提高了温室大棚农作物产量。阈值设定信息表中含有农作物种类信息、地域信息、种植信息、时间信息、温度信息、土壤湿度信息、光照信息、二氧化碳浓度信息。根据农作物种类信息、种植信息、地域信息和时间信息,在阈值设定信息表中查找对应农作物的温度信息、土壤湿度信息、光照信息、二氧化碳浓度信息。根据种植信息和时间信息可以计算农作物的生长周期。不同的生长周期,农作物的温度信息、土壤湿度信息、光照信息、二氧化碳浓度信息也是不同的。不同农作物在不同的时间、不同的地点以及处在不同的生长周期,对应设置不同的温度信息、土壤湿度信息、光照信息、二氧化碳浓度信息。本实施例在每一次测控时,都根据新的时间信息,从阈值设定信息表中重新查找并调取新的环境信息,以此准确获取适合农作物生长的环境,提高了温室大棚农作物产量。现有技术中的设定阈值通常是固定的,而本实施例中阈值设定信息表中的环境参数会随时间信息的不同而调整,从而实现了动态的调整温室大棚环境的目的。
[0031 ] 如图3所示,本实施例提供一种智能温室大棚的测控装置,该测控装置包括η个温度测控模块,m个光照测控模块、P个土壤湿度测控模块、s个二氧化碳浓度测控模块、上位机和远程服务器;n、m、p、s均为大于I的整数。上位机通过TCP/IP协议与远程服务器相连。
[0032] 无线路由器为各个WIFI装置分配固定IP地址,并以此转发WIFI设备之间相互的通信数据。
[0033] 远程终端和远程服务器通过Internet连接。Internet互联网用于在广域网下进行数据传输。远程服务器(例如采用数据云服务器)为布置在Internet上的数据服务器,用于存放阈值设定信息表、温室大棚内各传感器参数以及各控制装置的运行状态。远程终端即为用户客户端,通过Internet访问远程服务器,用于种植户远程查看温室大棚的实时运行状态和手动远程遥控各控制装置。执行装置包括加热器、制冷机、水栗、可调亮度照明装置(例如采用可PWM连续调节亮度的LED灯)、通风机、二氧化碳产生机。
[0034] 每个温度测控模块包括温度传感器、温度控制装置、第一单片机和第一 WIFI通信模块;温度传感器通过IIC串口协议与第一单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的温度;温度控制装置通过光耦隔离电路与第一单片机GP1相连,用于调节温室大棚内的温度,温度控制装置包括加热器和制冷机;第一 WIFI通信模块通过UART串口协议与第一单片机相连,用于传输数据;第一单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第一 WIFI通信模块的工作逻辑。
[0035] 每个光照测控模块包括光照亮度传感器、可调亮度照明装置、第二单片机和第二WIFI通信模块;光照亮度传感器通过SPI串口协议与第二单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的光照亮度;可调亮度照明装置通过光耦隔离电路与第二单片机GP1相连,用于调节温室大棚内的光照亮度;第二 WIFI通信模块通过UART串口协议与第二单片机相连,用于传输数据;第二单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第二 WIFI通信模块的工作逻辑。
[0036] 每个土壤湿度测控模块包括土壤湿度传感器、灌溉水栗、第三单片机和第三WIFI通信模块,土壤湿度传感器通过IIC串口协议与第三单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的土壤湿度;灌溉水栗通过继电器隔离电路与第三单片机GP1相连,用于调节土壤湿度;第三WIFI通信模块通过UART串口协议与第三单片机相连,用于传输数据;第三单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第三WIFI通信模块的工作逻辑。
[0037] 二氧化碳测控模块包括二氧化碳浓度传感器、二氧化碳控制装置、第四单片机和第四WIFI通信模块,二氧化碳浓度传感器通过SPI串口协议与第四单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的二氧化碳浓度;二氧化碳控制装置通过继电器隔离电路与单片机GP1相连,用于调节温室大棚内的二氧化碳浓度;二氧化碳控制装置包括二氧化碳产生机和通风机;第四WIFI通信模块通过UART串口协议与第四单片机相连,用于传输数据;第四单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第四WIFI通信模块的工作逻辑。
[0038] 作为优选例,所述的η个温度测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第一 WIFI通信模块与PC上位机无线通信连接;m个光照测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第二 WIFI通信模块与PC上位机无线通信连接;p个土壤湿度测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第三WIFI通信模块与PC上位机无线通信连接;s个二氧化碳浓度测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第四WIFI通信模块与PC上位机无线通信连接。
[0039] 在该实施例中,每个温度测控模块中设有温度传感器、温度控制装置、第一单片机和第一 WIFI通信模块。当第一单片机通过判断需要进行温度调节时,相应的温度测控模块进行温度控制。需要加热时,开启加热器;需要降温时开启制冷机。而对于判断温度属于阈值范围内的温度测控模块而言,温度测控模块不对温度进行调节。同样,光照测控模块包括光照亮度传感器、可调亮度照明装置、第二单片机和第二 WIFI通信模块。当第二单片机通过判断需要进行照明调节时,相应的光照测控模块进行温度控制。而对于判断光照亮度属于阈值范围内的光照测控模块而言,光照测控模块不对光照强度进行调节。土壤湿度测控模块包括土壤湿度传感器、灌溉水栗、第三单片机和第三WIFI通信模块。当第三单片机通过判断需要进行土壤湿度调节时,相应的土壤湿度测控模块进行土壤湿度控制。而对于判断土壤湿度属于阈值范围内的温度测控模块而言,温度测控模块不对温度进行调节。二氧化碳测控模块包括二氧化碳浓度传感器、二氧化碳控制装置、第四单片机和第四WIFI通信模块,当第四单片机通过判断需要进行二氧化碳浓度调节时,相应的二氧化碳测控模块进行二氧化碳浓度调节。而对于判断二氧化碳浓度属于阈值范围内的二氧化碳测控模块而言,二氧化碳测控模块不对二氧化碳浓度进行调节。
[0040]另外,整个装置,在各测控模块中分别设置WIFI无线通信模块,使得各测控模块和上位机实现WIFI无线通信,便于各测控模块在温室大棚中的布设。另外,对于温室大棚中各监控点(即安装测控模块的地方),由各测控模块中的单片机进行判断是否需要进行环境调节。当需要进行调节时,由各测控模块进行调节。这样,一方面不需要上位机对温室大棚内的环境进行整体判断,有利于准确判断各监控点的环境因素;另一方面,不需要上位机对温室大棚内的环境进行整体调控,而是由判断需要进行环境调节的测控模块进行相应调节,有利于准确调控温室大棚内的环境,在需要调节的地方进行相应的环境调节,不需要对大棚整体进行调节。现有技术采用集中式,经过上位机判断后,由上位机发送命令给测控模块,再由测控模块执行。这样不仅整个判断和执行的流程较长,还会因为通信的故障和上位机的故障,导致系统不能继续工作,稳定性低。而本发明实施例采用分布式,由各测控模块自行判断和执行。这样,有利于系统的稳定,也有利于各监控点的测控模块更好调节所处的区域环境。
[0041] 本实施例中的各测控模块的单片机读取到传感器的测量值后,通过无线发送,将这些数据传送到上位机中显示和保存。上位机通过Internet将这些数据上传到数据云服务器上保存,可供手机等用户终端随时随地查看。
[0042] 种植户可通过远程终端更改执行装置的工作状态,通过Internet保存到远程服务器中,再通过上位机发送控制命令给各测控模块的单片机执行。
[0043] 各测控模块的单片机读取到传感器的测量值后,通过无线发送,将这些数据传送到上位机上显示和保存。上位机进而通过Internet将这些数据上传到远程服务器上保存,可供手机等用户终端随时随地查看。
[0044] 作为优选,本实施例中的四种单片机型号可以都为:STM32F103。当然其他型号的单片也可以使用。
[0045] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解,本发明不受上述具体实施例的限制,上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理,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,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种智能温室大棚的测控方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: SlO向上位机发送阈值设定信息请求,并接收上位机反馈的阈值设定信息; S20将从温室大棚中采集的信息,与阈值设定信息进行比较,根据比较结果,对温室大棚环境进行调节; S30每隔时间T,返回步骤10),直至结束测控。
2.按照权利要求1所述的智能温室大棚的测控方法,其特征在于,所述的SlO中,阈值设定信息请求包含农作物种类信息、种植信息和地域信息。
3.按照权利要求2所述的智能温室大棚的测控方法,其特征在于,所述的SlO中,上位机接收阈值设定信息请求后,将上位机的时间信息加入阈值设定信息请求中,向远程服务器发送请求,并获取阈值设定信息。
4.按照权利要求3所述的智能温室大棚的测控方法,其特征在于,所述的远程服务器中存储阈值设定信息表,阈值设定信息表中含有农作物种类信息、种植信息、地域信息、时间信息、温度信息、土壤湿度信息、光照信息、二氧化碳浓度信息;远程服务器接收阈值设定信息请求后,根据农作物种类信息、地域信息和时间信息,在阈值设定信息表中查找对应的温度信息、土壤湿度信息、光照信息、二氧化碳浓度信息,并将这些信息反馈给上位机。
5.按照权利要求4所述的智能温室大棚的测控方法,其特征在于,所述的温度信息包括最佳温度值Topt、最高温度限值Tmax和最低温度限值Tmin,土壤湿度信息包括最佳土壤湿度值Hopt、最大湿度限值Hmax和最低湿度限值Hmin ;光照信息包括最佳亮度值Lopt、最高亮度限值Lmax和最低亮度限值Lmin ;二氧化碳浓度信息包括最佳二氧化碳浓度值Copt、最高二氧化碳浓度限值Cmax和最低二氧化碳浓度限值Cmin。
6.按照权利要求5所述的智能温室大棚的测控方法,其特征在于,所述的S20中,从温室大棚中采集的信息包括温度T、土壤湿度H、光照亮度L、二氧化碳浓度C中的一种或任意组合。
7.按照权利要求6所述的智能温室大棚的测控方法,其特征在于,所述的S20中,对温室大棚环境进行调节的具体过程为:将采集的温度T与Tmax和Tmin比较,若T〈Tmin,则开启加热器加热,直到加热到最佳温度值Topt,则停止加热;若T>Tmax,则开启制冷机制冷,直到制冷到最佳温度值Topt,则停止制冷;若Tmin彡T彡Tmax,则保持温度不变; 将采集的土壤湿度H与Hmax和Hmin比较,若H〈Hmin,则开启水栗灌溉,直到湿度大于或等于最佳湿度值Hopt,停止水栗灌溉;若H>Hmax,则关闭水栗;若Hmin彡H彡Hmax,则保持土壤湿度不变; 将采集的光照亮度L与Lmax和Lmin比较,若L〈Lmin,则调高灯光亮度,直到亮度达到最佳亮度Lopt ;若L>Lmax,则调低灯光亮度,直到亮度达到最佳亮度Lopt ;若Lmin彡L彡Lmax,则保持光照亮度不变; 将采集的二氧化碳浓度C与Cmax和Cmin比较,若C〈Cmin,则开启二氧化碳产生机,直到二氧化碳浓度达到最佳浓度Copt ;若OCmax则开启通风机排风,直到二氧化碳浓度达到最佳浓度Copt ;若Cmin ^ Cmax,则保持二氧化碳浓度不变。
8.按照权利要求6所述的智能温室大棚的测控方法,其特征在于,所述的S30中,T=5s。
9.一种智能温室大棚的测控装置,其特征在于,该测控装置包括η个温度测控模块,m个光照测控模块、P个土壤湿度测控模块、s个二氧化碳浓度测控模块、上位机和远程服务器;n、m、p、s均为大于I的整数; 每个温度测控模块包括温度传感器、温度控制装置、第一单片机和第一 WIFI通信模块;温度传感器通过IIC串口协议与第一单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的温度;温度控制装置通过光耦隔离电路与第一单片机GP1相连,用于调节温室大棚内的温度,温度控制装置包括加热器和制冷机;第一 WIFI通信模块通过UART串口协议与第一单片机相连,用于传输数据;第一单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第一 WIFI通信模块的工作逻辑; 每个光照测控模块包括光照亮度传感器、可调亮度照明装置、第二单片机和第二 WIFI通信模块;光照亮度传感器通过SPI串口协议与第二单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的光照亮度;可调亮度照明装置通过光耦隔离电路与第二单片机GP1相连,用于调节温室大棚内的光照亮度;第二 WIFI通信模块通过UART串口协议与第二单片机相连,用于传输数据;第二单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第二 WIFI通信模块的工作逻辑; 每个土壤湿度测控模块包括土壤湿度传感器、灌溉水栗、第三单片机和第三WIFI通信模块,土壤湿度传感器通过IIC串口协议与第三单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的土壤湿度;灌溉水栗通过继电器隔离电路与第三单片机GP1相连,用于调节土壤湿度;第三WIFI通信模块通过UART串口协议与第三单片机相连,用于传输数据;第三单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第三WIFI通信模块的工作逻辑; 二氧化碳测控模块包括二氧化碳浓度传感器、二氧化碳控制装置、第四单片机和第四WIFI通信模块,二氧化碳浓度传感器通过SPI串口协议与第四单片机相连,用于定时采集温室大棚内监测点的二氧化碳浓度;二氧化碳控制装置通过继电器隔离电路与单片机GP1相连,用于调节温室大棚内的二氧化碳浓度;二氧化碳控制装置包括二氧化碳产生机和通风机;第四WIFI通信模块通过UART串口协议与第四单片机相连,用于传输数据;第四单片机用于控制温度传感器、温度控制装置和第四WIFI通信模块的工作逻辑; PC上位机通过TCP/IP协议与远程服务器相连。
10.按照权利要求9所述的智能温室大棚的测控装置,其特征在于,所述的η个温度测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第一 WIFI通信模块与上位机无线通信连接;m个光照测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第二 WIFI通信模块与上位机无线通信连接;P个土壤湿度测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第三WIFI通信模块与上位机无线通信连接;s个二氧化碳浓度测控模块均匀分布在温室大棚中,并分别通过各自的第四WIFI通信模块与上位机无线通信连接。
CN201510642938.8A 2015-09-30 2015-09-30 一种智能温室大棚的测控方法及测控装置 Active CN105159369B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510642938.8A CN105159369B (zh) 2015-09-30 2015-09-30 一种智能温室大棚的测控方法及测控装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510642938.8A CN105159369B (zh) 2015-09-30 2015-09-30 一种智能温室大棚的测控方法及测控装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105159369A true CN105159369A (zh) 2015-12-16
CN105159369B CN105159369B (zh) 2018-06-01

Family

ID=54800252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510642938.8A Active CN105159369B (zh) 2015-09-30 2015-09-30 一种智能温室大棚的测控方法及测控装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105159369B (zh)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105638430A (zh) * 2016-03-17 2016-06-08 华南理工大学 一种室内植物的智能培养系统
CN105700592A (zh) * 2016-01-19 2016-06-22 江苏阿里巴巴农业科技有限公司 樱桃砧木扦插管理方法
CN105759877A (zh) * 2016-02-29 2016-07-13 陈胜萍 番茄水肥一体化智能精准灌溉系统
CN105993707A (zh) * 2016-07-11 2016-10-12 湘潭市巨丰棚业有限公司 一种基于物联网和app软件的远程控制智能温室大棚
CN106383536A (zh) * 2016-11-11 2017-02-08 北京派得伟业科技发展有限公司 一种温室智能控制系统及方法
CN106647878A (zh) * 2017-02-03 2017-05-10 北京云洋数据科技有限公司 一种智能检测和调节光照强度的装置、系统以及方法
CN106774550A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 北京云洋数据科技有限公司 一种温室大棚智能数据传输与控制的方法及装置
CN106779731A (zh) * 2016-11-11 2017-05-31 芜湖国苑苗木服务有限公司 一种基于互联网的苗木大棚种植交易系统
CN106814782A (zh) * 2017-01-19 2017-06-09 深圳前海弘稼科技有限公司 一种调节温室环境的方法和服务器
CN106857037A (zh) * 2016-12-22 2017-06-20 北京云洋数据科技有限公司 一种调节大棚中二氧化碳的方法及系统
CN106873557A (zh) * 2017-03-14 2017-06-20 安徽皓天智能环境设备科技有限公司 一种环境控制终端及其控制方法
CN107085445A (zh) * 2017-06-06 2017-08-22 合肥助航生态农业科技有限公司 一种大棚温湿度控制系统及方法
CN107132869A (zh) * 2017-06-06 2017-09-05 合肥助航生态农业科技有限公司 一种基于生态农业的温室调节系统及方法
CN107991922A (zh) * 2017-11-15 2018-05-04 同济大学 一种植物感知培育分享系统及植物养护方法
CN107980572A (zh) * 2016-10-26 2018-05-04 陈鸽 水培蔬菜的种植方法及种植控制装置
CN108574736A (zh) * 2018-04-18 2018-09-25 河南省科学院应用物理研究所有限公司 一种基于农业传感器网络的温控系统
CN108925310A (zh) * 2018-09-14 2018-12-04 苏州格瑞格登新材料科技有限公司 一种农业用的大棚种植全生命周期管理系统
CN110531807A (zh) * 2019-08-08 2019-12-03 同济大学 一种温室环境多因子协调多目标控制方法
CN110968135A (zh) * 2019-11-29 2020-04-07 紫光云(南京)数字技术有限公司 一种基于人工智能的智慧种植方法
CN112000148A (zh) * 2020-07-09 2020-11-27 合肥美的智能科技有限公司 货柜的温控方法、温控设备及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100766542B1 (ko) * 2007-03-30 2007-10-12 주식회사 대영 유리 온실 자동화 및 제어시스템
CN101430552A (zh) * 2007-11-07 2009-05-13 上海千荟温室工程技术有限公司 温室栽培环境自动控制系统
CN102692252A (zh) * 2012-06-06 2012-09-26 甘肃万维信息技术有限责任公司 温室大棚环境监控系统
CN103076783A (zh) * 2012-12-30 2013-05-01 同济大学 一种温室群控系统
CN203838540U (zh) * 2014-01-26 2014-09-17 西安邮电大学 一种智能温室控制系统
CN204536956U (zh) * 2015-03-24 2015-08-05 顾军 用于种植植物的调控装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100766542B1 (ko) * 2007-03-30 2007-10-12 주식회사 대영 유리 온실 자동화 및 제어시스템
CN101430552A (zh) * 2007-11-07 2009-05-13 上海千荟温室工程技术有限公司 温室栽培环境自动控制系统
CN102692252A (zh) * 2012-06-06 2012-09-26 甘肃万维信息技术有限责任公司 温室大棚环境监控系统
CN103076783A (zh) * 2012-12-30 2013-05-01 同济大学 一种温室群控系统
CN203838540U (zh) * 2014-01-26 2014-09-17 西安邮电大学 一种智能温室控制系统
CN204536956U (zh) * 2015-03-24 2015-08-05 顾军 用于种植植物的调控装置

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105700592A (zh) * 2016-01-19 2016-06-22 江苏阿里巴巴农业科技有限公司 樱桃砧木扦插管理方法
CN105759877A (zh) * 2016-02-29 2016-07-13 陈胜萍 番茄水肥一体化智能精准灌溉系统
CN105638430A (zh) * 2016-03-17 2016-06-08 华南理工大学 一种室内植物的智能培养系统
CN105638430B (zh) * 2016-03-17 2018-09-14 华南理工大学 一种室内植物的智能培养系统
CN105993707A (zh) * 2016-07-11 2016-10-12 湘潭市巨丰棚业有限公司 一种基于物联网和app软件的远程控制智能温室大棚
CN107980572A (zh) * 2016-10-26 2018-05-04 陈鸽 水培蔬菜的种植方法及种植控制装置
CN106383536A (zh) * 2016-11-11 2017-02-08 北京派得伟业科技发展有限公司 一种温室智能控制系统及方法
CN106779731A (zh) * 2016-11-11 2017-05-31 芜湖国苑苗木服务有限公司 一种基于互联网的苗木大棚种植交易系统
CN106774550A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 北京云洋数据科技有限公司 一种温室大棚智能数据传输与控制的方法及装置
CN106857037A (zh) * 2016-12-22 2017-06-20 北京云洋数据科技有限公司 一种调节大棚中二氧化碳的方法及系统
CN106814782A (zh) * 2017-01-19 2017-06-09 深圳前海弘稼科技有限公司 一种调节温室环境的方法和服务器
CN106647878B (zh) * 2017-02-03 2019-01-18 北京云洋数据技术有限公司 一种智能检测和调节光照强度的装置、系统以及方法
CN106647878A (zh) * 2017-02-03 2017-05-10 北京云洋数据科技有限公司 一种智能检测和调节光照强度的装置、系统以及方法
CN106873557A (zh) * 2017-03-14 2017-06-20 安徽皓天智能环境设备科技有限公司 一种环境控制终端及其控制方法
CN106873557B (zh) * 2017-03-14 2019-09-06 安徽皓天智能环境设备科技有限公司 一种环境控制终端及其控制方法
CN107132869A (zh) * 2017-06-06 2017-09-05 合肥助航生态农业科技有限公司 一种基于生态农业的温室调节系统及方法
CN107085445A (zh) * 2017-06-06 2017-08-22 合肥助航生态农业科技有限公司 一种大棚温湿度控制系统及方法
CN107991922A (zh) * 2017-11-15 2018-05-04 同济大学 一种植物感知培育分享系统及植物养护方法
CN108574736A (zh) * 2018-04-18 2018-09-25 河南省科学院应用物理研究所有限公司 一种基于农业传感器网络的温控系统
CN108925310A (zh) * 2018-09-14 2018-12-04 苏州格瑞格登新材料科技有限公司 一种农业用的大棚种植全生命周期管理系统
CN110531807A (zh) * 2019-08-08 2019-12-03 同济大学 一种温室环境多因子协调多目标控制方法
CN110968135A (zh) * 2019-11-29 2020-04-07 紫光云(南京)数字技术有限公司 一种基于人工智能的智慧种植方法
CN112000148A (zh) * 2020-07-09 2020-11-27 合肥美的智能科技有限公司 货柜的温控方法、温控设备及装置
CN112000148B (zh) * 2020-07-09 2022-04-19 合肥美的智能科技有限公司 货柜的温控方法、温控设备及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105159369B (zh) 2018-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105159369A (zh) 一种智能温室大棚的测控方法及测控装置
CN105974972A (zh) 一种远程植物生长环境的智能监控系统及其智能监控方法
CN104267699A (zh) 一种基于物联网技术的农业大棚智能控制装置及其工作方法
CN105159119A (zh) 植物室内智能养护装置、系统及方法
CN104881012A (zh) 一种基于cps的智能农作物培养种植管理系统
CN204731617U (zh) 一种基于大棚种植有机植物的生命周期特性分析系统
CN104267769A (zh) 铁皮石斛的生长环境跟随系统及方法
CN204613795U (zh) 一种基于移动终端的土壤肥力集成管理系统
CN104509414A (zh) 一种能量自给型智能温室大棚控制系统及方法
CN110376980A (zh) 一种温室大棚远程动态智能监控系统及监控方法
CN101430552A (zh) 温室栽培环境自动控制系统
KR101516732B1 (ko) 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템 및 그 방법
CN204443403U (zh) 蔬菜温室大棚环境解耦控制系统
CN105138055A (zh) 一种基于LabVIEW和ZigBee的温室智能控制系统及控制方法
CN205721448U (zh) 一种远程植物生长环境的智能监控系统
CN104111679A (zh) 一种温室设备用智能控制器
CN204667158U (zh) 一种基于cps的智能农作物培养种植管理系统
CN108811962A (zh) 一种分布式温室系统
CN205596672U (zh) 植物生长灯控制系统
CN110149990A (zh) 基于ZigBee的大棚植物生长环境调节系统
CN207995733U (zh) 一种智能温室大棚
CN109471475A (zh) 一种蔬菜大棚监控管理系统
CN207718261U (zh) 基于nb-iot的分布式智能花卉培育管理系统
CN109471473A (zh) 一种温室大棚智能控制系统
CN203133576U (zh) 智能温室集群控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant