CN204423211U - 温室自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温室自动控制系统，涉及温室技术领域。所述控制系统包括上位机、控制器、输入接口模块、限位开关、手动开关、输出接口模块、继电器模块、执行机构、模数转换模块、二氧化碳浓度传感器、空气温度传感器、光照强度传感器、空气湿度传感器以及土壤水分传感器。所述控制系统可以对环境变量进行调整和改变，以达到适合作物生长发育的要求，使温室内部小气候生态环境适宜作物栽培需求，提高作物的产量和品质。

Description

温室自动控制系统

技术领域

本实用新型涉及温室技术领域，尤其涉及一种温室自动控制系统。

背景技术

温室环境变量具有很多类型，一般概念上说的空气与土壤的温湿度、光照、C02浓度等变量构建成了温室环境。温室环境控制的目标就是最终形成一个适合作物良好生长的一个环境，控制的重点就在于对这些环境变量进行合理恰当的控制与管理。温室环境控制所要完成的目标和当下温室技术发展的趋势相是相同的：最早搭建的温室功能结构简单，只有基本的保护作用，即抵御严寒和挡风遮雨；现代温室引入了计算机的管理和控制，温室除基本的保护作用外，还能起到促进作物品质改良和发育的作用；到现今，针对株高、作物成熟期等多对象多过程实现具体的目标控制，这都建立在先进的温室控制系统基础上，并能达到一个良好经济效益。

其中单一因子控制相对来说较为简单，整个控制过程当中，我们仅需要对某一要素进行控制，而其他的因子并不需要考虑。比如空气湿度控制，控制过程中只需要对空气湿度这一变量进行调控，而对温度等其他相关的指标和变量则不需要考虑，这样的控制方式具有很大的局限性。各环境要素之间是相互制约、相互配合的关系，这样才形成了一个作物生长所需要的环境，当其中一要素发生变化时，会引发相应的关联因素发生改变，这样才能使环境要素相互间组合达到优化。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种温室自动控制系统，所述控制系统综合考虑多种环境因素变量，使温室内部小气候生态环境适宜作物栽培需求，提高作物的产量和品质。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种温室自动控制系统，其特征在于：所述控制系统包括上位机、控制器、输入接口模块、限位开关、手动开关、输出接口模块、继电器模块、执行机构、模数转换模块、二氧化碳浓度传感器、空气温度传感器、光照强度传感器、空气湿度传感器以及土壤水分传感器，所述限位开关和手动开关通过所述输入接口模块与控制器的信号输入端连接，所述二氧化碳浓度传感器、空气温度传感器、光照强度传感器、空气湿度传感器以及土壤水分传感器通过所述模数转换模块与控制器的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端依次通过所述输出接口模块、继电器模块与执行机构电连接，所述控制器通过串行通讯电缆与所述上位机进行数据通讯。

进一步的技术方案在于：所述控制系统还包括与控制器的信号输入端连接的按键模块以及与控制器的信号输出端连接的显示模块和声光报警模块。

进一步的技术方案在于：所述限位开关包括天窗限位开关和遮阳网限位开关。

进一步的技术方案在于：所述执行机构包括天窗电机、加湿水泵、遮阳网电机、加热器、补光灯、通风电机和二氧化碳发生器。

进一步的技术方案在于：所述手动开关包括天窗电机开关、加湿水泵开关、遮阳网电机开关、加热器开关、补光灯开关、通风电机开关和二氧化碳发生器开关。

进一步的技术方案在于：所述控制器为PLC控制器。

进一步的技术方案在于：所述PLC控制器使用西门子S7-200型PLC控制器。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述控制系统根据温室内安放的传感器检测到的温度、湿度、光照度、二氧化碳含量等环境变量值，以控制器中设定的控制规则为基准进行比对、计算、调整，最终将反馈调整信号输送到风机、加热器等执行机构，对环境变量进行调整和改变以达到适合作物生长发育的要求，使温室内部小气候生态环境适宜作物栽培需求，提高作物的产量和品质。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型所述系统的原理框图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实用新型公开了一种温室自动控制系统，所述控制系统包括上位机、控制器、输入接口模块、限位开关、手动开关、输出接口模块、继电器模块、执行机构、模数转换模块、二氧化碳浓度传感器、空气温度传感器、光照强度传感器、空气湿度传感器以及土壤水分传感器；所述限位开关包括天窗限位开关和遮阳网限位开关；所述手动开关包括天窗电机开关、加湿水泵开关、遮阳网电机开关、加热器开关、补光灯开关、通风电机开关和二氧化碳发生器开关；所述执行机构包括天窗电机、加湿水泵、遮阳网电机、加热器、补光灯、通风电机和二氧化碳发生器；所述控制器可以使用PLC控制器，所述PLC控制器使用西门子S7-200型PLC控制器。

如图1所示，所述限位开关和手动开关通过所述输入接口模块与控制器的信号输入端连接，所述二氧化碳浓度传感器、空气温度传感器、光照强度传感器、空气湿度传感器以及土壤水分传感器通过所述模数转换模块与控制器的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端依次通过所述输出接口模块、继电器模块与执行机构电连接，所述控制器通过串行通讯电缆与所述上位机进行数据通讯。所述控制系统还包括与控制器的信号输入端连接的按键模块以及与控制器的信号输出端连接的显示模块和声光报警模块，用以方便的在温室内输入输出数据以及发出警报。

所述控制系统具有以下功能：

1、信息采集显示功能

通过放置于温室当中的传感器，将需要监测的环境变量进行实时的监测和记录，并将变量信息传送到控制器和上位机。由于温室是一个相对封闭的空间，工艺操作人员不便经常出入，所以系统具备基本信息釆集和显示功能。它可以在基于上位机的监控平台上实时的监测和显示影响植物生长的各种环境变量因子（如空气温度和温度、C02浓度、光照强度等）的实时数值，以便操作人员进行观测、判断和控制。

2、工艺参数配置和修改功能

温室主要是为植物生长创造最佳条件，对于不同的植物，温室需要提供不同的环境条件。为了达到这一目的，系统向用户提供工艺参数基本配置和实时修改功能，工艺人员可以根据实际需要，设定和修改各温室内各环境变量的量值。

3、设备监控和控制功能

温室内环境的改变，主要通过控制各种执行机构来实现，这些设备大多安装在温室内部，为了实时监控这些设备，本系统提供了设备监控功能。在上位机开发的界面上可以实时的监控设备工作状态，而且用户可以根据需要强制改变各设备的状态，同时系统在自动模式下可以在编制好的控制程序的作用下，实现设备的自动调节和控制。

4、报警功能

当温室部分环境变量由于某些因素引起调节失控时，可能会使对应的环境因素不断发生改变，进而达到或超出植物生长的极限值，这样持续下去，势必破坏了作物的正常生长，甚至会导致作物死亡。为了尽量避免这种情况的发生，系统各变量超出极限值时，则会发出相应的声光报警信号。

所述控制系统根据温室内安放的传感器检测到的温度、湿度、光照度、二氧化碳含量等环境变量值，以控制器中设定的控制规则为基准进行比对、计算、调整，最终将反馈调整信号输送到风机、加热器等执行机构，对环境变量进行调整和改变以达到适合作物生长发育的要求，使温室内部小气候生态环境适宜作物栽培需求，提高作物的产量和品质。

Claims (7)

1.一种温室自动控制系统，其特征在于：所述控制系统包括上位机、控制器、输入接口模块、限位开关、手动开关、输出接口模块、继电器模块、执行机构、模数转换模块、二氧化碳浓度传感器、空气温度传感器、光照强度传感器、空气湿度传感器以及土壤水分传感器，所述限位开关和手动开关通过所述输入接口模块与控制器的信号输入端连接，所述二氧化碳浓度传感器、空气温度传感器、光照强度传感器、空气湿度传感器以及土壤水分传感器通过所述模数转换模块与控制器的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端依次通过所述输出接口模块、继电器模块与执行机构电连接，所述控制器通过串行通讯电缆与所述上位机进行数据通讯。

2.根据权利要求1所述的温室自动控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括与控制器的信号输入端连接的按键模块以及与控制器的信号输出端连接的显示模块和声光报警模块。

3.根据权利要求1所述的温室自动控制系统，其特征在于：所述限位开关包括天窗限位开关和遮阳网限位开关。

4.根据权利要求1所述的温室自动控制系统，其特征在于：所述执行机构包括天窗电机、加湿水泵、遮阳网电机、加热器、补光灯、通风电机和二氧化碳发生器。

5.根据权利要求1所述的温室自动控制系统，其特征在于：所述手动开关包括天窗电机开关、加湿水泵开关、遮阳网电机开关、加热器开关、补光灯开关、通风电机开关和二氧化碳发生器开关。

6.根据权利要求1所述的温室自动控制系统，其特征在于：所述控制器为PLC控制器。

7.根据权利要求6所述的温室自动控制系统，其特征在于：所述PLC控制器使用西门子S7-200型PLC控制器。