CN107783469A - 温室大棚智能数据采集系统 - Google Patents

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CN107783469A CN201711157879.0A CN201711157879A CN107783469A CN 107783469 A CN107783469 A CN 107783469A CN 201711157879 A CN201711157879 A CN 201711157879A CN 107783469 A CN107783469 A CN 107783469A
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors

Abstract

本发明公开一种温室大棚智能数据采集系统，包括微控制系统、土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、水流量传感器、电源、通信模块和控制单元，所述微控制系统分别连有土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、水流量传感器和电源，所述控制单元通过通信模块与微控制系统相连。本发明提供的温室大棚智能数据采集系统，能及时检测农作物生长需要的水、光、二氧化碳等，根据棚内环境参数的变化随时对温室进行调节控制策略，达到最有利于农作物生长的最佳状态，能提高单位面积农产量。

Description

温室大棚智能数据采集系统
技术领域
本发明属于种植装备技术领域，具体涉及一种温室大棚智能数据采集系统。
背景技术
众所周知在我国传统农业生产效率相对较低且受自然环境影响大，而今随着经济的快速发展，工业和住房用的增多使得耕地面积逐年减少。为了提高农作物的单位面积产量，人们先是利用了温室大棚，它的出现对农业的发展起到了质的飞跃，而今科学技术的高速发展，人们将高科技应用于农业生产，更有利于我国的农业向现代化发展的进程。农作物在大棚中的生长除了与自身的遗传特性有关外，还与棚内空气的温湿度、二氧化碳浓度、光强、土壤湿度等因素有着密不可分的联系。如何利用科学技术手段创造一个适合农作物生长的最佳环境显得尤为重要，在经过大量的研究对比发现，大部分果蔬类作物而言，一般白天适宜生长的温度为23～28度，夜间为10～18度，空气相对湿度一般在50%～85为宜，在此范围内最有利于作物生长，此外光照强度、二氧化碳浓度和土壤的湿度也都直接或间接的影响到农作物的光合作用。
现有的温室大棚的数据采集系统较简单，不能即使检测水肥、二氧化碳、光度等参数，严重影响了农作物的生长。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种温室大棚智能数据采集系统。
温室大棚智能数据采集系统，包括微控制系统、土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、水流量传感器、电源、通信模块和控制单元，所述微控制系统分别连有土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、水流量传感器和电源，所述控制单元通过通信模块与微控制系统相连。
优选地，所述土壤湿度传感器为YGC-TS系列传感器。
优选地，所述二氧化碳浓度传感器为TGS4161模块。
优选地，所述空气湿度传感器为DHT11复合型数字传感器。
优选地，所述光照强度传感器为GY-30模块。
优选地，所述通信模块采用的是RS485模块。
优选地，所述控制单元包括微控制器、报警模块、液晶显示模块、键盘模块、语音播报模块、电源模块、输出控制模块、执行机构，所述微控制器分别与报警模块、液晶显示模块、键盘模块、语音播报模块、电源模块相连，所述微控制器通过输出控制模块与执行机构相连。
优选地，所述执行机构包括光补灯、二氧化碳发生器、水肥控制阀。
优选地，所述微控制器为16K的STM32F103。
优选地，所述液晶显示模块为HYW240128ALCD液晶显示屏。
优选地，所述键盘模块采用独立式接口模式。
优选地，所述通信模块采用的是RS485模块。
优选地，所述光补灯为植物生长灯。
本发明提供的温室大棚智能数据采集系统，以IAP15F2K611S2芯片为微控制系统，通过土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、水流量传感器将检测数据川到控制单元，控制单元以16K的STM32F103为主，将检测到的数据上传给STM32F103后，经过调控设备单元对温室内的光照补偿灯、CO2发生器等执行机构进行控制。系统采用模糊控制方法对温湿度进行调节，通过设置光照强度的上下限来调节光强，当外界弱光时可打开补偿灯进行补光，否则打开遮阳网，进而保证光强的最佳范围；利用液态CO2发生器通过控制继电器实现浓度调节；采用膜下滴灌技术通过电磁阀控制土壤的湿度和营养调节。本发明的温室大棚智能控制系统将模糊控制、专家知识等智能决策与传统的反馈控制相结合，实现对温室环境参数的智能调节。
本发明的优点：
本发明提供的温室大棚智能数据采集系统，能及时检测农作物生长需要的水、光、二氧化碳等，按照农作物的生长规律，根据棚内环境参数的变化随时对温室进行调节控制策略，达到最有利于农作物生长的最佳状态，能提高单位面积农产量。
附图说明
图1 本发明提供的温室大棚智能数据采集系统的结构原理图。
图2 控制单元的结构原理图。
具体实施方式
温室大棚智能数据采集系统，包括微控制系统、土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、水流量传感器、电源、通信模块和控制单元，所述微控制系统分别连有土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、水流量传感器和电源，所述控制单元通过通信模块与微控制系统相连。
所述土壤湿度传感器为YGC-TS系列传感器。
所述二氧化碳浓度传感器为TGS4161模块。
所述空气湿度传感器为DHT11复合型数字传感器。
所述光照强度传感器为GY-30模块。
所述通信模块采用的是RS485模块。
所述控制单元包括微控制器、报警模块、液晶显示模块、键盘模块、语音播报模块、电源模块、输出控制模块、执行机构，所述微控制器分别与报警模块、液晶显示模块、键盘模块、语音播报模块、电源模块相连，所述微控制器通过输出控制模块与执行机构相连。控制单元的结构原理图如图2所示。
所述执行机构包括光补灯、二氧化碳发生器、水肥控制阀。
所述微控制器为16K的STM32F103。
所述液晶显示模块为HYW240128ALCD液晶显示屏。
所述键盘模块采用独立式接口模式。
所述通信模块采用的是RS485模块。
所述光补灯为植物生长灯。
本发明提供的温室大棚智能数据采集系统，以IAP15F2K611S2芯片为微控制系统，通过土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、水流量传感器将检测数据川到控制单元，控制单元以16K的STM32F103为主，将检测到的数据上传给STM32F103后，经过调控设备单元对温室内的光照补偿灯、CO2发生器等执行机构进行控制。系统采用模糊控制方法对温湿度进行调节，通过设置光照强度的上下限来调节光强，当外界弱光时可打开补偿灯进行补光，否则打开遮阳网，进而保证光强的最佳范围；利用液态CO2发生器通过控制继电器实现浓度调节；采用膜下滴灌技术通过电磁阀控制土壤的湿度和营养调节。本发明的温室大棚智能控制系统将模糊控制、专家知识等智能决策与传统的反馈控制相结合，实现对温室环境参数的智能调节。

Claims (9)

1.温室大棚智能数据采集系统，其特征在于：包括微控制系统、土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、水流量传感器、电源、通信模块和控制单元，所述微控制系统分别连有土壤湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、空气湿度传感器、光照强度传感器、水流量传感器和电源，所述控制单元通过通信模块与微控制系统相连。
2.根据权利要求1所述的温室大棚智能数据采集系统，其特征在于：所述土壤湿度传感器为YGC-TS系列传感器。
3.根据权利要求1所述的温室大棚智能数据采集系统，其特征在于：所述二氧化碳浓度传感器为TGS4161模块。
4.根据权利要求1所述的温室大棚智能数据采集系统，其特征在于：所述空气湿度传感器为DHT11复合型数字传感器。
5.根据权利要求1所述的温室大棚智能数据采集系统，其特征在于：所述光照强度传感器为GY-30模块。
6.根据权利要求1所述的温室大棚智能数据采集系统，其特征在于：所述控制单元包括微控制器、报警模块、液晶显示模块、键盘模块、语音播报模块、电源模块、输出控制模块、执行机构，所述微控制器分别与报警模块、液晶显示模块、键盘模块、语音播报模块、电源模块相连，所述微控制器通过输出控制模块与执行机构相连。
7.根据权利要求6所述的温室大棚智能数据采集系统，其特征在于：所述执行机构包括光补灯、二氧化碳发生器、水肥控制阀。
8.根据权利要求6所述的温室大棚智能数据采集系统，其特征在于：所述微控制器为16K的STM32F103。
9.根据权利要求1所述的温室大棚智能数据采集系统，其特征在于：所述通信模块采用的是RS485模块。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110764443A (zh) * 2019-09-29 2020-02-07 浙江海洋大学 一种基于物联网的农用大棚破损监测报警系统

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