CN105242726A - 一种智能温室监测系统及方法 - Google Patents

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张捷
陈甄
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Abstract

本发明涉及一种智能温室监测系统及方法，包括监测模块、信号预处理模块、中央控制模块、显示模块、报警模块和执行模块。监测模块采集温室内的环境参数并转化为模拟信号；信号预处理模块对模拟信号进行预处理，得到数字信号；中央控制模块根据数字信号读取对应的环境参数值并发送至显示模块，还将环境参数值与对应的预设阈值的比对并根据比对结果向报警模块和执行模块发送控制命令；执行模块执行或停止执行对应的动作。本发明的智能温室监测系统及方法，实现对温室内环境参数进行实时监测，并根据检测结果自动控制执行模块执行对应的动作，结构简单，方便使用，成本低廉，智能化程度高，抗干扰能力强，稳定性好，非常适合大面积推广。

Description

一种智能温室监测系统及方法
技术领域
本发明涉及农业自动控制技术领域，尤其涉及一种智能温室监测系统及方法。
背景技术
温室是现代农业中最可靠的养殖、种植方法，能够克服传统的野外种植受天气、季节、环境影响的弊端，在人为控制条件下能够保持植物在恒定的条件下生长发育，从而在一年四季都可以为市场提供动植物农牧产品。当前实现大棚环境控制的技术，多数是通过温度计和湿度计测量，人工调节温度和湿度以达到特定参数，温度调节方式主要是通风散热、封闭加热等；湿度调节主要是人工灌溉。现有的大棚环境控制技术缺点在于控制准确度不高，并且耗费人力，无法系统观察和管理，无法实现自动化控制和远程管理，加上农业温室的状况处理非常繁琐和复杂，对这种状况处理的操作人员的技能要求就随之而增大，由此引发了合格的操作人员严重不足，从而导致了对农业温室的状况处理的不当，严重影响了农业温室应用的效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种智能温室监测系统及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
依据本发明的一个方面，提供了一种智能温室监测系统，包括监测模块、信号预处理模块、中央控制模块、显示模块、报警模块和执行模块。
其中，所述监测模块用于采集温室内的环境参数并转化为模拟信号发送给所述信号预处理模块；所述信号预处理模块用于对所述模拟信号进行预处理，得到数字信号并发送至所述中央控制模块；所述中央控制模块用于根据所述数字信号读取对应的环境参数值并发送至显示模块，还用于将所述数字信号对应的环境参数值与对应的预设阈值比对，并根据比对结果向报警模块和执行模块发送控制命令；所述显示模块用于接收所述数字信号对应的环境参数值并显示；所述报警模块用于接收所述中央控制模块发送的控制命令并报警或停止报警；所述执行模块用于接收所述中央控制模块发送的控制命令并执行或停止执行对应的动作。
依据本发明的另一个方面，提供了一种智能温室监测方法，包括：
步骤1：采集温室内的环境参数并转化为模拟信号；
步骤2：对所述模拟信号进行预处理，得到数字信号；
步骤3：根据所述数字信号读取对应的环境参数值；
步骤4：将数字信号读取对应的环境参数值与对应的预设阈值比对，并根据比对结果向报警模块和执行模块发送控制命令。
本发明的有益效果是：本发明的一种智能温室监测系统及方法，实现对温室内环境参数进行实时监测，并根据检测结果自动控制执行模块执行对应的动作，使得环境参数中的每一项均保持在预设范围内，同时在环境参数中有任一项超过预设范围时自动报警，结构简单，方便使用，成本低廉，智能化程度高，抗干扰能力强，稳定性好，功耗小，非常适合大面积推广。
附图说明
图1为本发明的一种智能温室监测系统结构示意图；
图2为本发明的一种智能温室监测方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一、一种智能温室监测系统，下面将结合附图1对本发明的一种智能温室监测系统进行详细描述。
如图1所示，一种智能温室监测系统结构示意图，包括监测模块、信号预处理模块、中央控制模块、显示模块、报警模块和执行模块。
其中，所述监测模块用于采集温室内的环境参数并转化为模拟信号发送给所述信号预处理模块；所述信号预处理模块用于对所述模拟信号进行预处理，得到数字信号并发送至所述中央控制模块；所述中央控制模块用于根据所述数字信号读取对应的环境参数值并发送至显示模块，还用于将所述数字信号对应的环境参数值与对应的预设阈值比对，并根据比对结果向报警模块和执行模块发送控制命令；所述显示模块用于接收所述数字信号对应的环境参数值并显示；所述报警模块用于接收所述中央控制模块发送的控制命令并报警或停止报警；所述执行模块用于接收所述中央控制模块发送的控制命令并执行或停止执行对应的动作。
本实施例中，所述监测模块包括CO2浓度检测仪、温度传感器、湿度传感器和光照度传感器，分别用于实时监测温室内的环境参数：CO2浓度、温度、湿度和光照度。
本实施例中，所述执行模块包括CO2浓度调节单元、温度调节单元、湿度调节单元和光照度调节单元，分别用于调节温室内的CO2浓度、温度、湿度和光照度，使得温室内的各项环境参数均保持在设定的范围内。
优选地，所述信号预处理模块包括放大滤波单元和AD转换单元，所述放大滤波单元用于去除所述模拟信号中的杂质并将信号放大，所述AD转换单元用于对经过放大滤波的模拟信号进行模数转换，得到数字信号。通过所述放大滤波单元和AD转换单元可以除去模拟信号中的杂质成分，提高模拟信号的质量，从而提高检测结果的精度。
本实施例中，所述中央控制模块控制所述报警模块和执行模块的具体过程为：当所述中央控制模块读取所述数字信号对应的环境参数值中任一项超过对应的预设阈值范围，则分别控制所述报警模块和执行模块启动工作，否则保持所述报警模块和执行模块停止工作。
具体地，当所述在中央控制模块读取所述数字信号对应的环境参数值中的任一项超过对应的预设范围时，所述中央控制模块读取所述执行模块中对应的执行单元执行相应的调节动作，使得超出预设范围的环境参数回归正常。比如，当检测到温度过高时，则读取所述温度调节单元的状态，如果所述温度调节单元为降温状态，则保持所述温度调节单元的当前状态，否则调节所述温度调节单元为降温状态；当检测到温度过低时，则读取所述温度调节单元的状态，如果所述温度调节单元为升温状态，则保持所述温度调节单元的当前状态，否则调节所述温度调节单元为升温状态。同时控制所述报警模块报警，提醒用户当前温室内的环境参数出现异常。
当所述在中央控制模块读取所述数字信号对应的环境参数值均在对应的预设范围内时，所述中央控制模块读取所述执行模块中各执行单元的状态，如果执行模块中有执行单元处于开启状态，则调节处于开启状态的执行单元为关闭状态，否则保持执行模块中的各执行单元处于关闭状态。
实施例二、一种智能温室监测方法，下面将结合附图1对本发明的一种智能温室监测方法进行详细描述。
如图2所示，一种智能温室监测方法流程图，包括：
步骤1：采集温室内的环境参数并转化为模拟信号；
步骤2：对所述模拟信号进行预处理，得到数字信号；
步骤3：根据所述数字信号读取对应的环境参数值；
步骤4：将数字信号读取对应的环境参数值与对应的预设阈值比对，并根据比对结果向报警模块和执行模块发送控制命令。
本实施例中，所述步骤1中环境参数包括CO2浓度、温度、湿度和光照度。通过所述执行模块中对应的执行单元，可以控制温室内的各项环境参数均保持在设定的范围内。
本实施例中，所述步骤2中模拟信号的预处理包括放大、滤波和AD转换处理，得到数字信号。通过所述放大滤波单元和AD转换单元可以除去模拟信号中的杂质成分，提高模拟信号的质量，从而提高检测结果的精度。
本实施例中，所述步骤4的具体实现为：当所述数字信号对应的环境参数值中任一项超过对应的预设阈值范围，则分别控制所述报警模块和执行模块启动工作，否则保持所述报警模块和执行模块停止工作。
具体地，当所述数字信号对应的环境参数值中的任一项超过对应的预设范围时，通过控制所述执行模块中对应的执行单元执行相应的调节动作，使得超出预设范围的环境参数回归正常。比如，当检测到温度过高时，则读取执行模块中的温度调节单元的状态，如果所述温度调节单元为降温状态，则保持所述温度调节单元的当前状态，否则调节所述温度调节单元为降温状态；当检测到温度过低时，则读取所述温度调节单元的状态，如果所述温度调节单元为升温状态，则保持所述温度调节单元的当前状态，否则调节所述温度调节单元为升温状态。同时控制所述报警模块报警，提醒用户当前温室内的环境参数出现异常。
当所述数字信号对应的环境参数值均在对应的预设范围内时，则读取所述执行模块中各执行单元的状态，如果执行模块中有执行单元处于开启状态，则调节处于开启状态的执行单元为关闭状态，否则保持执行模块中的各执行单元处于关闭状态。
本发明的一种智能温室监测系统及方法，实现对温室内环境参数进行实时监测，并根据检测结果自动控制执行模块执行对应的动作，使得环境参数中的每一项均保持在预设范围内，同时在环境参数中有任一项超过预设范围时自动报警，结构简单，方便使用，成本低廉，智能化程度高，抗干扰能力强，稳定性好，功耗小，非常适合大面积推广。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能温室监测系统，其特征在于：包括监测模块、信号预处理模块、中央控制模块、显示模块、报警模块和执行模块；
所述监测模块用于采集温室内的环境参数并转化为模拟信号发送给所述信号预处理模块；
所述信号预处理模块用于对所述模拟信号进行预处理，得到数字信号并发送至所述中央控制模块；
所述中央控制模块用于根据所述数字信号读取对应的环境参数值并发送至显示模块，还用于将所述数字信号对应的环境参数值与对应的预设阈值比对，并根据比对结果向报警模块和执行模块发送控制命令；
所述显示模块用于接收所述数字信号对应的环境参数值并显示；
所述报警模块用于接收所述中央控制模块发送的控制命令并报警或停止报警；
所述执行模块用于接收所述中央控制模块发送的控制命令并执行或停止执行对应的动作。
2.根据权利要求1所述一种智能温室监测系统，其特征在于：所述监测模块包括CO2浓度检测仪、温度传感器、湿度传感器和光照度传感器，分别用于实时监测温室内的环境参数：CO2浓度、温度、湿度和光照度。
3.根据权利要求2所述一种智能温室监测系统，其特征在于：所述执行模块包括CO2浓度调节单元、温度调节单元、湿度调节单元和光照度调节单元，分别用于调节温室内的CO2浓度、温度、湿度和光照度。
4.根据权利要求1所述一种智能温室监测系统，其特征在于：所述信号预处理模块包括放大滤波单元和AD转换单元，所述放大滤波单元用于去除所述模拟信号中的杂质并将信号放大，所述AD转换单元用于对经过放大滤波的模拟信号进行模数转换，得到数字信号。
5.根据权利要求1至4任一项所述一种智能温室监测系统，其特征在于：所述中央控制模块控制所述报警模块和执行模块的具体过程为：当所述中央控制模块读取所述数字信号对应的环境参数值中任一项超过对应的预设阈值范围，则分别控制所述报警模块和执行模块启动工作，否则保持所述报警模块和执行模块停止工作。
6.一种智能温室监测方法，其特征在于，包括：
步骤1：采集温室内的环境参数并转化为模拟信号；
步骤2：对所述模拟信号进行预处理，得到数字信号；
步骤3：根据所述数字信号读取对应的环境参数值；
步骤4：将数字信号读取对应的环境参数值与对应的预设阈值比对，并根据比对结果向报警模块和执行模块发送控制命令。
7.根据权利要求6所述一种智能温室监测方法，其特征在于：所述环境参数包括CO2浓度、温度、湿度和光照度。
8.根据权利要求6所述一种智能温室监测方法，其特征在于：所述步骤2中模拟信号的预处理包括放大、滤波和AD转换处理，得到数字信号。
9.根据权利要求6至8任一项所述一种智能温室监测方法，其特征在于：所述步骤4的具体实现为：当所述数字信号对应的环境参数值中任一项超过对应的预设阈值范围，则分别控制所述报警模块和执行模块启动工作，否则保持所述报警模块和执行模块停止工作。
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