CN111829141A - 一种基于物联网和云计算技术的食用菌栽培专用空调智能管理系统 - Google Patents

一种基于物联网和云计算技术的食用菌栽培专用空调智能管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网和云计算技术的食用菌栽培专用空调智能管理系统，包括：一智能空调控制端，用于操控空调主机各个部件的运行；一手机APP，它安装在用户的手机上，用户通过手机对空调进行远程操控；一云平台，它是搭建在公有云上的一个管理平台，可以对分布于全国各地的空调器进行管理，同时对每一个种植周期的栽培气候因子形成大数据；本发明可远程操控空调主机的各个部件的运行，以使其更适宜于食用菌的栽培；可以对空调进行远程操控；可以对分布与全国各地的空调器进行管理，同时对每一个种植周期的栽培气候因子形成大数据，通过对数据的分析来改善和提升食用菌栽培管理水平，提高管理效益。

Description

一种基于物联网和云计算技术的食用菌栽培专用空调智能管 理系统
技术领域
本发明涉及空调管理系统技术领域，尤其涉及一种基于物联网和云计算技术的食用菌栽培专用空调智能管理系统。
背景技术
食用菌栽培是一项对管理技术要求较高的生产活动，其中重要的一项就是食用菌栽培中对空调系统的管理。空调系统决定了食用菌栽培室的温度湿度光线二氧化碳等环境因子。普通的食用菌栽培空调的管理系统绝大部分都是单机版的，操作者要在空调的控制面板前进行现场管理操作；一少部分是通过局域网将空调链接起来，通过电脑进行管理，但也受距离、设备的限制。这导致专业的技术人员无法有效的对食用菌空调操作者(也是食用菌栽培者)提供有效的管理协助，增加食用菌栽培的风险。存在空调管理效率低、不方便操作、成本高的弊端。
发明内容
本发明就是基于上述不足，提出一种基于物联网和云计算技术的食用菌栽培专用空调智能管理系统，该空调智能管理系统引入物联网技术，可有效提高食用菌栽培空调管理控制的正确性、及时性，从而提高食用菌栽培者的效益。
为达到上述目的，本发明提出了一种基于物联网和云计算技术的食用菌栽培专用空调智能管理系统，包括：
智能空调控制端，用于操控空调主机各个部件的运行；
客户端，包括安装在手机上的APP和安装在PC上的APP，用户通过手机和 PC对空调进行远程操控；
云平台，它是搭建在公有云上的一个管理平台，可以对分布于全国各地的空调器进行管理，同时对每一个种植周期的栽培气候因子形成大数据；
作为本发明之优选，所述智能空调控制端包括一用于操控空调主机各个部件的运行集成控制电路板，所述运行集成控制电路板上设有基于4G或WiFi的通讯模块，以及一用于全球定位的GPS定位模块；
所述手机APP通过手机上的信号发送/接收模块和所述基于4G或WiFi的通讯模块进行无线通讯连接；
所述云平台包括：一数据收集分析系统，该数据收集分析系统可对每一个种植周期的栽培气候因子形成大数据；同时也是空调设备的管理后台，管理者可以通过PC连接互联网连接到云平台对分布于全国各地的空调设备进行管理。
采用上述结构系统后，本发明具有如下优点：
1.本发明采用是远程无线控制的智能空调控制系统，可远程操控空调主机的各个部件的运行，以使其更适宜于食用菌的栽培；
2.本发明采用手机APP，它安装在用户的手机上，用户通过手机可以对空调进行远程操控；
3.本发明采用云平台。它是搭建在公有云上的一个管理平台，可以对分布与全国各地的空调器进行管理，同时对每一个种植周期的栽培气候因子形成大数据，通过对数据的分析来改善和提升食用菌栽培管理水平，提高管理效益。
附图说明
图1所示的是本发明的总体系统结构框架图；
图2所示的是本发明的系统架构图；
图3所示的是云平台连接端口界面图；
图4所示的是设备连接的界面图；
图5所示的是计算机端软件界面图；
图6所示的是计算机端软件以列表方式显示设备数据界面图；
图7所示的是计算机端软件地理坐标方式显现的界面图；
图8所示的是计算机端软件以地理位置的方式显示设备数据界面图；
图9所示的是手机客户端软件显示的机组运行情况的界面图；
图10所示的是手机客户端软件显示的设备运行耗电量的界面图；
图11所示的是手机客户端软件干预设备运行的界面图；
图12所示的是手机客户端软件显示的大棚内环境的界面图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例
如图1和图2所示，为本发明公开的一种基于物联网和云计算技术的食用菌栽培专用空调智能管理系统，包括：
智能空调控制端，用于操控空调主机各个部件的运行；
客户端，包括安装在手机上的APP和安装在PC上的APP，用户通过手机和 PC对空调进行远程操控；
云平台，它是搭建在公有云上的一个管理平台，可以对分布于全国各地的空调器进行管理，同时对每一个种植周期的栽培气候因子形成大数据。
在本发明中，优选的智能空调控制端包括一用于操控空调主机各个部件的运行集成控制电路板，所述运行集成控制电路板上设有基于4G或WiFi的通讯模块，以及一用于全球定位的GPS定位模块；
上述的集成控制电路板可以理解为多个集成控制电路板，即一个地方一组空调配备一个集成控制电路板，由此，在本发明中，集成控制电路板的数量应为没有限制，若空调组较多，则集成控制电路板也较多；若空调组较少，则集成控制电路板也较少。
所述手机APP通过手机上的信号发送/接收模块和所述基于4G或WiFi的通讯模块进行无线通讯连接；该手机APP实际上就是一个移动管理的后台，手机 APP实际上是一个移动应用界面，用以显示和调整食用菌栽培室的气候因子，并对空调设备的运行状态进行调整。调整后的数据发送到云平台，云平台把数据推送给空调设备，空调设备接收到参数调整运行状态。随着智能手机的普及，将针对性开发的手机APP安装于智能手机上，其管理成本是最省的，使用也是最方便的。
所述云平台包括：一数据收集分析系统，该数据收集分析系统可对每一个种植周期的栽培气候因子形成大数据；同时也是空调设备的管理后台，管理者可以通过PC连接互联网连接到云平台对分布于全国各地的空调设备进行管理。
在本发明中，所提到的数据收集分析系统是指E-MapReduce，E-MapReduce 是构建于阿里云ECS弹性虚拟机之上，利用开源大数据生态系统，包括Hadoop、 Spark、Kafka、Storm，为用户提供集群、作业、数据等管理的一站式大数据处理分析服务。
当然，实际运用中，数据收集分析系统应不仅仅局限于E-MapReduce，也可以是网易大数据平台，“神州云动”数据收集分析系统、也可以是Apache Flume 数据收集分析系统、Fluentd数据收集分析系统、Logstash数据收集分析系统、 Chukwa数据收集分析系统、Scribe数据收集分析系统、以及Splunk Forwarder 数据收集分析系统等。
下面通过具体实施例和附图来对本发明作进一步的说明。
在本发明中，我们以60个大棚需要进行对水源热泵和棚内温湿度等环境进行监控为例，为了让管理者和用户更加方便地随时随地地查看与控制整个系统，在基本的控制器基础上加入云平台监控系统和软件，系统架构如下：
系统的基础为各个大棚的本地控制系统，本地控制系统由触摸屏、控制器、各种传感器以及通信模块组成，其功能实现本地设备的监控，可在本地触摸屏上查看和设置参数，以便可以控制设备的启停。
本地控制系统提供WIFI通信或4G通信方式将本地监控数据上传到云服务器，云服务器实现数据存储与分析；客户端软件，包括计算机PC客户端和手机 APP客户端都可以与云服务器通信实现数据查看与控制；计算机PC客户端和手机APP客户端是互不干扰的两个独立的子系统，他们都是分别和云服务器相连接。
WIFI通信和4G通信方式是自动切换的，优先选用WIFI通信方式，若实际情况没有WIFI通信信号，设备就通过自动切换模块自动切换到4G通信模式。
本地硬件
(1)根据现场勘察，并与客户沟通，每台控制设备监控点位如下表所示：
Figure BDA0002578461590000051
Figure BDA0002578461590000061
(2)实现的功能
本地触摸屏显示并控制，显示的内容包括上表数字输出DO，数字输入DI，模拟输出AO，模拟输入AI，控制调节内容包括上表中数字输出DO和模拟输出 AO；
有WIFI的地方可连接WIFI接入云服务器；没有WIFI的地方可采用4G上网的方式接入云服务器；
可提供手机APP和PC端进行查看与控制。
软件端
(1)云服务器软件
如图3所示，本发明所提到的云平台包括云服务器软件，该云服务器软件运行在云服务器上，用于连接硬件设备与客户端的功能，实现硬件数据上传和客户端数据下达功能。
如图4所示关于服务器程序，本发明主要提供两种工作模式的软件，上面的界面为数据转发服务软件，实现数据的转发功能，自己不做数据存储；下面的界面为数据采集与存储功能，实现数据自主采集与存储，同时多个客户端都可以实现查询与控制。
在本实施例中，我们采用后者模式，也就是数据采集与存储功能模式，这样服务器软件可自动收集各个大棚的空调以及环境数据，并记录这些数据，多个客户端可以查询和控制这些数据。
服务程序所收集的大棚控制系统的数量和客户端的数量决定了服务器需要的资源大小，包括服务器的CPU、内存、硬盘容量、带宽等配置。目前大棚控制系统的数量在300以内；客户端、包括PC和收集APP，数量在20以内，建议CPU为I5四核，内存为8G，硬盘容量1T，带宽为10M最低配置。
(2)PC端软件
PC客户端软件界面如图5和图6所示，PC客户端可按照列表的方式显示各个设备，也可以按照地理坐标方式显示，上述为按照列表的方式显示各个设备的界面，图7为按照地理坐标方式显示的界面，以地理位置的方式显示设备数据如图8所示；
在本实施例中，PC客户端可实现功能：
1、查看主机的工作状态，包括压缩机运行状态，高低压情况，水流情况等。
2、查看主机工作模式，设置主机工作模式。
3、查看各个点位的温度湿度，CO2浓度等数据。
4、查看设定温度等设定数据。
5、控制机组启停，控制新风，回风阀门的开度，控制变频器的转速。
(3)手机APP客户端软件
手机APP为可安装在用户手机上的运用软件，可在任何可上网的地方查看设备数据与工作情况。便于用户随时随地掌控大棚里面的情况，包括机组运行情况和大棚内环境情况，也可实时干预调整设备运行，软件界面显示如图9所示，也可以查看设备运行的耗电情况，显示界面如图10所示，当然这需要安装带有通信接口的电能表，如图11和图12所示。
本次项目手机APP客户端需实现的功能：
查看主机的工作状态，包括压缩机运行状态，高低压情况，水流情况等。
查看主机工作模式，设置主机工作模式。
查看各个点位的温度湿度，CO2浓度等数据。
查看设定温度等设定数据。
控制机组启停，控制新风，回风阀门的开度，控制变频器的转速。
总而言之，本发明采用是远程无线控制的智能空调控制系统，可远程操控空调主机的各个部件的运行，以使其更适宜于食用菌的栽培；本发明采用手机 APP，它安装在用户的手机上，用户通过手机可以对空调进行远程操控；本发明采用云平台。它是搭建在公有云上的一个管理平台，可以对分布与全国各地的空调器进行管理，同时对每一个种植周期的栽培气候因子形成大数据，通过对数据的分析来改善和提升食用菌栽培管理水平，提高管理效益。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于物联网和云计算技术的食用菌栽培专用空调智能管理系统，其特征在于，包括：
智能空调控制端，用于操控空调主机各个部件的运行；
客户端，包括安装在手机上的APP和安装在PC上的APP，用户通过手机和PC对空调进行远程操控；
云平台，它是搭建在公有云上的一个管理平台，可以对分布于全国各地的空调器进行管理，同时对每一个种植周期的栽培气候因子形成大数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网和云计算技术的食用菌栽培专用空调智能管理系统，其特征在于，所述智能空调控制端包括一用于操控空调主机各个部件的运行集成控制电路板，所述运行集成控制电路板上设有基于4G或WiFi的通讯模块，以及一用于全球定位的GPS定位模块；
所述手机APP通过手机上的信号发送/接收模块和所述基于4G或WiFi的通讯模块进行无线通讯连接；
所述云平台包括：一数据收集分析系统，该数据收集分析系统可对每一个种植周期的栽培气候因子形成大数据；同时也是空调设备的管理后台，管理者可以通过PC连接互联网连接到云平台对分布于全国各地的空调设备进行管理。
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