CN201583835U - 烟草育苗温室大棚集中控制装置 - Google Patents

烟草育苗温室大棚集中控制装置 Download PDF

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李攀
唐斌
张勇
李庆平
朱彬蓉
卯彦
杨永平
张云
冯柱安
杨松
鹿森
张云东
李江有
李大庆
李俊松
普元成
杨雄标
蔡磊
杨成
杨灏泉
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Abstract

一种烟草育苗温室大棚集中控制装置涉及一种自动控制装置，特别是一种对烟草育苗温室大棚生产过程集中控制装置，本实用新型由集中控制计算机，大棚自动化控制装置，泵房控制器，数字气象站和视频监控摄像机构成，其特征在于，集中控制计算机安装在育苗工场，与工场内至少1个大棚控制装置组成集中控制网络，集中控制计算机通过CAN总线与大棚控制装置以信号传输的方式连接，CAN总线网络中连接有泵房控制器，泵房控制器与集中控制计算机以信号传输的方式连接，育苗工场安装有至少1台通过LAN方式同集中控制连接的计算机，集中控制计算机通过RS458串口连接户外数字气象站。本实用新型系统结构及原理简单、布局紧凑，投资成本低，可靠性好，实用性强，大大提高烟草育苗生产过程的自动化、集中化控制程度，提高控制的准确性和实时性，减轻操作人员的劳动强度提升生产的管理水平。

Description

烟草育苗温室大棚集中控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种自动控制装置，特别是一种对烟草育苗温室大棚生产过程集中控制装置。
背景技术
应用自动控制、电子技术和计算机技术实现农业生产和管理的自动化、信息化，是农业现代化的重要标志之一，对农业生产的增产增质增量产生了巨大的经济效益与社会效应。国内烟草育苗温室大棚集中控制装置近年有了长足进步，但普遍存在控制功能单一、无网络连接集中控制功能等技术不成熟之处；部分引自国外的成熟技术与产品，又存在引进费用昂贵以及维护服务难以跟进等问题，制约了该产业的快速发展。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，设计一种能实现烟草育苗生产的自动化、集中化、网络化控制和管理的装置。
本实用新型所述的烟草育苗温室大棚集中控制装置，它由集中控制计算机1，大棚自动化控制装置，泵房控制器，数字气象站和视频监控摄像机构成，集中控制计算机安装在育苗工场，并与工场内至少2个大棚控制装置组成集中控制网络，集中控制计算机通过CAN总线与大棚控制装置以信号传输的方式连接，在CAN总线网络中连接有泵房控制器，泵房控制器与集中控制计算机以信号传输的方式连接，在育苗工场还安装有至少1台视频监控摄像机，视频监控摄像机通过LAN方式同集中控制计算机连接，集中控制计算机通过RS458串口连接户外数字气象站。
所述的大棚控制装置，由主控模块，滴灌驱动模块，卷膜驱动模块，遮荫驱动模块，喷灌驱动模块构成，主控模块以嵌入式模块MCU为核心，其上连接有LCD、键盘、LED显示屏、RS485、CAN总线接口、数据存储器，滴灌驱动模块、卷膜驱动模块、遮荫驱动模块和喷灌驱动模块分别与主控模块以信号传输的方式连接，滴灌驱动模块通过电磁阀与水路或肥路连接，卷膜驱动模块与卷膜电机连接，遮荫驱动模块与遮荫电机连接，喷灌驱动模块通过电磁阀与水路或药路连接。
所述的烟草育苗温室大棚集中控制装置，连接有育苗远程监控装置，育苗远程监控装置由架设在特定位置(远程服务端)的Web服务器，数据库服务器和通讯服务器构成，三台服务器通过Internet网络连接。
工作时，大棚控制装置通过主控板上的RS485接口连接安装于棚内的温湿度传感器实时采集大棚内的温湿度信息，根据设定的工作参数向生产控制模块，包括滴灌驱动、卷膜驱动、遮荫驱动和喷灌驱动发送控制命令，由驱动电路控制执行机构完成指定动作，所有的参数信息、状态信息通过LED显示屏显示，并提供键盘接口供用户控制、修改相关参数。现场所有大棚控制装置同工场内的集中控制计算机通过CAN总线连接组成通讯连接网络，集中控制计取大棚内视频监控摄像机拍摄到的烟苗生长情况的图像信息，将所有的信息分析汇总后，由管理人员制定相应的生产计划实现整个大棚群的集中控制管理功能。工场集中控制计算机同时还做为一个数据采集点将现场所有大棚的生产状态信息通过Internet发送给监控中心的通讯服务器，远程监控得到数据并分类处理后将这些信息存放在数据库服务器并通过Web服务器发布到Internet，这样一来在任意的时间、地点远程访问客户端都可以通过浏览器访问Web服务器来实现对任意大棚群任意大棚的访问控制。
所述的育苗大棚控制装置由嵌入式ARM系统构成，集成有温湿度传感器，并通过I/O控制的方式控制大棚内遮荫、卷膜、喷灌和滴灌执行机构完成指定动作，实现育苗大棚的生产数据采集和自动化控制。
所述的育苗工场集中控制是安装在育苗工场的一台PC同现场所有大棚控制装置组成的一个集中控制网络，它采用CAN总线方式连接着工场内所有育苗大棚自动化控制装置，实时接收育苗大棚的生产数据，并发送棚内各执行机构控制指令，实现育苗工场的集中控制功能。
所述的育苗远程监控由监控中心的通讯、数据和Web服务这3台服务器组成，实现育苗生产过程数据的信息化、网络化，做到数据的全局共享能有效提高工作效率。管理人员利用网络远程监控各个育苗大棚现场的数据，连接到Internet上的其它计算机登陆到服务器，经过严格的身份验证后，可以在Web浏览器内看到和现场完全相同的监控画面和实时数据，并可直接远程对育苗工场的自动控制设备进行操作，真正做到远程与现场的零距离监控。
本实用新型系统结构及原理简单、布局紧凑，投资成本低，可靠性好，实用性强，其大棚控制装置、现场集中控制和远程访问相结合后，可以大大提高烟草育苗生产过程的自动化、集中化控制程度，提高控制的准确性和实时性，减轻操作人员的劳动强度提升生产的管理水平。
附图说明：
图1为本实用新型一个实施例的系统结构示意图。
图2为育苗大棚自动化控制装置示意图。
图3为育苗工场集中控制示意图。
图4为育苗远程监控示意图。
图中，1-主控模块，2-滴灌驱动模块，3-卷膜驱动模块，4-遮荫驱动模块，5-喷灌驱动模块，6-集中控制计算机，7-大棚自动化控制装置，8-泵房控制器，9-数字气象站，10-视频监控摄像机，11-Web服务器，12-数据库服务器，13-通讯服务器。
具体实施方式：
下面结合附图及实施例作详细描述。
本实用新型提出的烟草育苗集中控制系统，其实施例如图1所示。由育苗大棚自动化控制装置、育苗工场集中控制和育苗远程监控组成。图1所示为系统组成结构实施例图。
所述的育苗大棚自动化控制装置是控制单个大棚的控制器，其实施例如图2所示。它主要包括主控模块1，滴灌驱动模块2，卷膜驱动模块3，遮荫驱动模块4，喷灌驱动模块5。主控模块以嵌入式模块MCU为核心，提供LCD、键盘、RS485、CAN总线接口、数据存储器，完成现场数据采集、数据处理和存储、人机交互、网络连接、控制信号输出等功能；滴灌驱动模块接收主控模块发出的控制信号，通过驱动电路控制水路或肥路的电磁阀通断来实现灌溉的功能；卷膜驱动模块接收主控模块发出的控制信号，通过驱动电路控制指定卷膜电机的正反转来带动卷膜杆上下运动实现卷膜开闭的功能；遮荫驱动模块接收主控模块发出的控制信号，通过驱动电路控制遮荫电机的正反转来实现遮荫开闭的功能；喷灌模块接收主控模块发出的控制信号，通过驱动电路控制水路或药路的电磁阀通断来实现棚内喷灌的功能。
所述的育苗工场集中控制是指安装在育苗工场的一台计算机同工场内所有大棚控制装置组成的集中控制网络，其实施例如图3所示。它主要包括集中控制计算机6，大棚自动化控制装置7，泵房控制器8，数字气象站9和视频监控摄像机10。集中控制计算机通过CAN总线同现场的所有大棚控制装置保持连接，读取大棚实时信息并发送控制指令；在CAN总线网络中还有一台泵房控制器，它能控制水路压力的自动补给和水源水位的监控报警，同时保持和集中控制计算机的通讯连接，实时发送状态信息和接受控制命令；在大棚群现场还安装有1台以上视频监控摄像机，通过LAN方式同监控计算机连接，传送育苗生产的实时图像信息；集中监控计算机还通过RS458串口连接了一套户外数字气象站，它能提供现场环境的实时气象信息，包括温湿度、风速风向、日照和降雨量信息。
所述的育苗远程监控是指由架设在监控中心的通讯、数据和Web服务3台服务器组成的远程监控系统，其实施例如图4所示。它主要包括Web服务器11，数据库服务器12，通讯服务器13。三台服务器通过网络连接，通讯服务器将从现场数据采集点发送上来的数据进行校验处理后，存放到数据库服务器中，Web服务器提供远程访问服务，当远程客户提交请求时，Web服务器从数据库服务器中读取相关数据并提供给请求方。
工作时，大棚自动化控制装置通过主控板上的RS485接口连接安装于棚内的温湿度传感器实时采集大棚内的温湿度信息，根据设定的工作参数向生产控制模块(滴灌驱动、卷膜驱动、遮荫驱动和喷灌驱动)发送控制命令，由驱动电路控制执行机构完成指定动作，所有的参数信息、状态信息通过LED显示屏显示，并提供键盘接口供用户控制、修改相关参数。现场所有大棚自动化控制装置同现场集中控制计算机通过CAN总线连接组成通讯连接网络，集中控制计算机实时接收所有大棚的生产数据，从数字气象站获取当前环境的气象信息，通过以太网获取大棚内视频监控摄像机拍摄到的烟苗生长情况的图像信息，将所有的信息分析汇总后，由管理人员制定相应的生产计划实现整个大棚群的集中控制管理功能。现场集中控制计算机同时还做为一个数据采集点将现场所有大棚的生产状态信息通过Internet发送给监控中心的通讯服务器，远程监控得到数据并分类处理后将这些信息存放在数据库服务器并通过Web服务器发布到Internet，这样一来在任意的时间、地点远程访问客户端都可以通过浏览器访问Web服务器来实现对任意大棚群任意大棚的访问控制。

Claims (3)

1.一种烟草育苗温室大棚集中控制装置，由集中控制计算机，大棚自动化控制装置，泵房控制器，数字气象站和视频监控摄像机构成，其特征在于，集中控制计算机安装在育苗工场，与工场内至少1个大棚控制装置组成集中控制网络，集中控制计算机通过CAN总线与大棚控制装置以信号传输的方式连接，CAN总线网络中连接有泵房控制器，泵房控制器与集中控制计算机以信号传输的方式连接，育苗工场安装有至少1台通过LAN方式同集中控制计算机连接的视频监控摄像机，集中控制计算机通过RS458串口连接户外数字气象站。
2.根据权利要求1所述的烟草育苗温室大棚集中控制装置，其特征在于，该大棚控制装置，由主控模块，滴灌驱动模块，卷膜驱动模块，遮荫驱动模块，喷灌驱动模块构成，主控模块以嵌入式模块MCU为核心，其上连接有LCD、键盘、LED显示屏、RS485、CAN总线接口、数据存储器，滴灌驱动模块、卷膜驱动模块、遮荫驱动模块和喷灌驱动模块分别与主控模块以信号传输的方式连接，滴灌驱动模块通过电磁阀与水路或肥路连接，卷膜驱动模块与卷膜电机连接，遮荫驱动模块与遮荫电机连接，喷灌驱动模块通过电磁阀与水路或药路连接。
3.根据权利要求1或2所述的烟草育苗温室大棚集中控制装置，其特征在于，该烟草育苗温室大棚集中控制装置，连接有育苗远程监控装置，育苗远程监控装置由架设在远程服务端的Web服务器，数据库服务器和通讯服务器构成，三台服务器通过Internet网络连接。
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