CN114879785A - 一种智能苗圃环境控制系统 - Google Patents

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张丽平
李晶
吴楠
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Abstract

本发明公开一种智能苗圃环境控制系统，该系统功能模块包括温度控制模块、光线控制模块、湿度控制模块、绿色能源模块、报警模块。其中温度采集器、风扇和加热器配合控制器控制温度，为温度控制模块，发散型补光器、计时器配合控制器控制光线，为光线控制模块，空气湿度感应器、风扇、加热器配合控制器控制湿度，为湿度控制模块，太阳能转换器可以将光能转换为电能使用，为绿色能源模块，蜂鸣器可以在部件故障时报警，为报警模块，控制器负责接收所有的信号并且做出相应处理。本发明的技术方案，可以自动管理温度湿度和光线强度，比人为调控更精准更及时，且节能环保，降低人力成本。

Description

一种智能苗圃环境控制系统
技术领域
本发明涉及互联网智能和苗圃种植技术的领域，具体而言，是一种智能苗圃环境控制系统。
背景技术
随着时代和经济的发展，人们的生活质量也大幅提高，在任何季节都可以买到不同季节的瓜果蔬菜，因此苗圃基地也成批出现。但是大部分开设培养苗圃的人们只是简单搭建一个塑料大棚或者只有简单的加热装置用于控制温度，并且这种控制温度还需要人为感知并做出调整，耗费人力并且调整不精确。
因此设计一种智能苗圃环境控制系统，该系统使用Arduino Nano主控板作为控制器，可以实时接收苗圃里的各项指标数值信号，根据说明书附图中的算法，与设定好的阈值进行比对，进而做出相对应的操作，控制各个部件工作将苗圃里的各个指标稳定在最适合的区间。该系统不仅可以节省大量的人力资源，而且可以全天段一直工作，在正常情况下，可以基本脱离人力调控，即便出现系统出现故障，也会做出报警处理，通知人员进行维修。此外，该系统使用太阳能作为一个能源提供，也更加节能环保。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能苗圃环境控制系统，其能够自动控制苗圃内的环境指标，节省大量人力成本而且环保可靠。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。
本发明提供了一种智能苗圃环境控制系统，这个系统功能包括：温度控制模块、光线控制模块、湿度控制模块、绿色能源模块、报警模块。
进一步，所述的温度控制模块使用温度采集器实时采集温度数据发送给控制器，控制器对得到的温度数据进行判断，若温度过高超出阈值则控制风扇工作进行降温，若温度过低超出阈值则控制加热器工作进行升温，最终将基地里的温度维持在一个适合植物生长的区间。
进一步，所述的光线控制模块使用计时器将当前时间传送给控制器，控制器收到当前时间，按照设定好的数据匹配一种最适合的光线情况，控制发散性补光器进行对应光线强度和颜色的补光照射。因此，可以根据一天中不同的时间段和植物生长规律，对其进行针对性补光，可以维持植物的健康生长。
进一步，所述的湿度控制模块使用空气湿度感应器实时采集基地里的空气湿度数据，将此数据发送给控制器，控制器对得到的湿度数据进行判断，若过高超出阈值则控制风扇和加热器同时工作，将空气湿度维持在一个稳定的区间，同时由于风扇工作会降低温度，所以加热器也要适当工作来维持温度的稳定。因此，基地里的湿度不会过高或过低而影响人员工作或者植物的生长。
进一步，所述的绿色能源模块使用安装于室外的太阳能转换器将白天收集到的太阳能转换为电能储存进蓄电池中，蓄电池为整个系统提供电力。其中蓄电池可以使用太阳能充电，也可以将外接电源作为第二充电源。因此，该系统可以节省能源，使用太阳能也绿色环保。
进一步，所述的报警模块使用蜂鸣器进行报警工作。蜂鸣器与控制器相连，当某个部件发生故障时，蜂鸣器会接收到控制器传递来的特殊信号，随即发出声音报警。因此，该系统可以在故障时发出警报，通知人员进行维修，安全可靠。
进一步，所述的控制器为Arduino Nano主控板，用于接收所有传感器发送来的信号，然后将数据与库里设定好的数据进行对比判断，进而控制对应的部件工作，这样可以做到实时的精准调控。
与人为管理的普通苗圃相比，本发明的有益效果是：通过各个传感部件实时检测苗圃里的各项环境指标数据，将信息发送给控制器，控制器会将数据进行处理进而实时调整苗圃里的环境数据，维持在一个最适合植物生长的环境，这样既节省了人力消耗，也弥补了人为做不到的精确控制，而且环保可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明一种智能苗圃环境控制系统立体示意图。
图2是本发明温度控制模块工作流程图。
图3是本发明光线控制模块工作流程图。
图4是本发明湿度控制模块工作流程图。
图5是本发明系统功能图。
附图标记说明：1-控制器；2-开关；3-主体箱；4-固定支架；5-温度采集器；6-风扇；7-加热器；8-发散性补光器；9-计时器；10-空气湿度感应器；11-太阳能转换器；12-蓄电池；13-蜂鸣器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实例仅仅是本发明一部分实施例子，而不是全部的实施例。此外应理解，在阅读本发明之后，本领域技术人员可以对本发明进行各种修改或改动，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接：可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1是本发明一种智能苗圃环境控制系统立体示意图。
如图1所示，本发明一种智能苗圃环境控制系统包括1控制器；2开关；3主体箱；4固定支架；5温度采集器；6风扇；7加热器；8发散性补光器；9计时器；10空气湿度感应器；11太阳能转换器；12蓄电池；13蜂鸣器。本发明的风扇设置于主体箱外部，具体可嵌入基地里的墙体中，工作时可以降温和通风换气；太阳能转换器设置于基地外部用于吸收太阳能并转换为电能输送给蓄电池；控制器设置于主体箱上方用于接收传感器部件的信号处理数据并对其他部件做出相应控制；温度采集器和空气湿度感应器设置于主体箱上表面用于检测基地里的温度和湿度数据并传送给控制器处理；计时器设置于控制器旁边用于简单的计时操作并将当前所计时间传送给控制器作为标准时间参考数据；蓄电池设置于主体箱内部用于储存电能并为整个系统供电；加热器设置于主体箱下方用于在基地上方大范围进行升温处理；发散性补光器设置于主体箱下方中间位置用于在各个时间进行适当的补光操作；蜂鸣器设置于主体箱下方用于在系统故障时进行报警；开关设置于主体箱下方用于控制整个系统的电力供应。
图2是本发明温度控制模块工作流程图，温度控制模块流程如下。
步骤S1：温度采集器采集温度数值，传送给控制器，然后进入步骤S2。
步骤S2：控制器判断温度是否过高超出阈值，若高于温度区间最大值，进入步骤S4。否则，进入S3。
步骤S3：控制器判断温度是否过低超出阈值，若低于温度区间最小值，进入步骤S5。否则，进入S1。
步骤S4：控制器控制风扇工作，进行降温操作，然后进入步骤S1。
步骤S5：控制器控制加热器工作，进行升温操作，然后进入步骤S1。
图3是本发明光线控制模块工作流程图，光线控制模块流程如下。
步骤S1：计时器记录当前时间点并将数据传送给控制器，然后进入步骤S2。
步骤S2：控制器根据当前时间匹配最合适的光线情况，包括光线颜色和强度，将光线情况数据传送给发散性补光器，然后进入步骤S3。
步骤S3：补光器根据接收到的控制器发出的补光指令进行补光工作，进入步骤S1。然后进入步骤S1。
图4是本发明湿度控制模块工作流程图，湿度控制模块流程如下。
步骤S1：空气湿度感应器采集湿度数值，发送给控制器，进入步骤S2。
步骤S2：控制器判断湿度是否过高超出阈值，若超出阈值，进入步骤S3，否则，进入步骤S1。
步骤S3：控制器控制风扇和加热器一起工作，在降低湿度的同时可以保证温度稳定。

Claims (9)

1.一种智能苗圃环境控制系统，其特征在于包括：温度控制模块、光线控制模块、湿度控制模块、绿色能源模块、报警模块、控制器(1)、开关(2)、主体箱 (3)、固定支架(4)，其中温度控制模块包括温度采集器(5)、风扇(6)、加热器(7)、控制器(1)，光线控制模块包括发散性补光器(8)、计时器(9)、控制器(1)，湿度控制模块包括空气湿度感应器(10)、风扇(6)、加热器(7)、控制器(1)，绿色能源模块包括太阳能转换器(11)、蓄电池(12)，报警模块包括蜂鸣器(13)，所述温度控制模块用于控制苗圃里的温度在适合植物生长的范围，所述光线控制模块用于控制苗圃里的光线情况是当前时间点适合植物生长的光线，所述湿度控制模块用于控制苗圃里的湿度在适合植物生长的范围，所述绿色能源模块用于将太阳能转换为电能供给系统使用，所述报警模块用于在系统部件出现故障时报警，所述的控制器用于接收部件信号进行处理并发出对应信号，所述的开关用于控制整个系统的供电，所述的主体箱用于承载部件，所述的固定支架用于固定主体箱在花卉培养苗圃上空。
2.根据权利要求1所述的一种智能苗圃环境控制系统，其特征在于：所述的温度采集器(5)用来采集温度信息，将信号传输给控制器(1)，控制器(1)控制风扇(6)工作进行降温或者加热器(7)工作进行升温。
3.根据权利要求1所述的一种智能苗圃环境控制系统，其特征在于：所述的风扇(6)安装于墙体上并且与控制器(1)电性连接，用于通风换气降温。
4.根据权利要求1所述的一种智能苗圃环境控制系统，其特征在于：所述的计时器(9)是实时与标准时间24小时的周期时间一致，用于提供当前时间给控制器(1)，控制器(1)控制发散性补光器(8)对光线做出实时调整。
5.根据权利要求1所述的一种智能苗圃环境控制系统，其特征在于：所述的发散性补光器(8)可以发射出可见光谱内的所有颜色光线，并且可以改变光线强度。
6.根据权利要求1所述的一种智能苗圃环境控制系统，其特征在于：所述空气湿度感应器(10)实时测量苗圃里空气湿度并将信号传递给控制器(1)，控制器(1)控制风扇(6)和加热器(7)一起工作，保证湿度适当降低且温度稳定。
7.根据权利要求1所述的一种智能苗圃环境控制系统，其特征在于：所述的太阳能转换器(11)安装于室外，与蓄电池(12)电性连接，用于将吸收到的太阳光转换为电能传输给蓄电池(12)储存。
8.根据权利要求1所述的一种智能苗圃环境控制系统，其特征在于：所述的蜂鸣器(13)与控制器(1)连接，若其他部件出现故障，控制器(1)控制蜂鸣器(13)立即工作发出声音进行报警。
9.根据权利要求1所述的一种智能苗圃环境控制系统，其特征在于：所述的控制器为Arduino Nano主控板。
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