CN204515505U - 一种光伏温室远程监控系统 - Google Patents

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余情
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Abstract

本实用新型公开了一种光伏温室远程监控系统，该系统包括依次连接的数据采集系统、人机交互系统和前端控制系统，其中各系统之间通过ZigBee通信；所述数据采集系统包括光照强度传感器、湿度传感器、温度传感器、CO2浓度传感器；所述人机交互系统为一上位机，所述前端控制系统包括一PLC控制器，所述PLC控制器与配电柜连接，用于控制环境调控设备中的各个设备是否通电。各传感器采集到的有关温室环境的信息通过ZigBee无线通信技术发送给上位机，上位机实时显示和储存接收到的信息数据，并将采集到的变量数据通过ZigBee无线通信技术发送给PLC控制器，并产生相应的指令来控制温室中的环境调控设备动作，从而实现自动化管理。

Description

一种光伏温室远程监控系统
技术领域
本实用新型涉及新能源、通信以及自动化等技术领域，具体为一种光伏温室远程监控系统。
背景技术
近年来，在有关政策驱动下，我国设施园艺产业得到了进一步发展。设施规模已居世界首位，有效保障了我国蔬菜园艺产品的供给，有力提升了农业现代化的水平。由于需要给作物提供适宜、稳定的温度、光照、湿度等环境条件，所以需要配套相应的环境调控设备，例如空调、造雾机、CO2发生器、风机、水泵、遮阳帘等等，但是采用这些环境调控设备，会导致设施园艺生产过程的耗能较大。在当前化石能源濒临枯竭、节能减排压力日益加大的形势下，耗能大的温室的发展面临着严峻的考验，严重制约了温室的可持续发展。我国是农业大国，在农业现代化的过程中引进依托新能源供电的智能光伏温室显得尤为重要，而光伏温室的供能、节能及智能控制成为一个重要的研究课题。
当前，国内外都在对光伏温室系统进行着研究，也建设了许多光伏温室工程。目前的光伏温室系统存在的问题主要有以下几点：光伏发电技术只是孤立的应用，没有与温室的运行控制系统结合起来，也没有充分利用温室调节环境因素的特点，导致光伏温室的优势没有得到充分发挥，性价比不高，制约了其在温室领域的推广应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种光伏温室远程监控系统，该系统将光伏温室系统中的光伏发电设备和温室环境调节设备结合起来，使整个系统更加节能，同时提高温室环境调节的智能化程度。
本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：一种光伏温室远程监控系统，设置于光伏发电系统和环境调控设备之间，所述光伏发电系统通过一配电柜与环境调控设备中的各个设备相连；所述光伏温室远程监控系统包括依次连接的数据采集系统、人机交互系统和前端控制系统，其中各系统之间通过ZigBee通信；所述数据采集系统包括光照强度传感器、湿度传感器、温度传感器、CO2浓度传感器；所述人机交互系统为一上位机，所述前端控制系统包括一PLC控制器，所述PLC控制器与配电柜连接，用于控制环境调控设备中的各个设备是否通电。
优选的，所述数据采集系统还包括光伏发电电压传感器和光伏发电电流传感器，所述配电柜中设有用电电流传感器和用电电压传感器，上述传感器均通过ZigBee通信网络与上位机连接。通过上述传感器，可以实时得到光伏发电量和当前温室用电量，进而跟踪温室系统中能量的流动情况。
更进一步的，所述光照强度传感器、湿度传感器、温度传感器、CO2浓度传感器、光伏发电电压传感器、光伏发电电流传感器、用电电流传感器和用电电压传感器均采用电池供电，内嵌有ZigBee无线通信模块。
优选的，所述光伏发电系统包括依次相连的光伏电池组件、DC-DC变换器、蓄电池、逆变器，逆变器与配电柜相连，配电柜中设有若干个开关，每个开关对应与环境调控设备中的一个设备相连，且开关的开闭由PLC控制器控制。光伏电池组件将太阳辐射能直接转换为直流电能，DC-DC变换器将直流电变换为合适电压等级，然后向蓄电池充电，逆变器用于将直流电变换为交流电，然后通过配电柜向环境调控设备供电。
优选的，所述人机交互系统包括用于输入指令的输入装置和用于显示当前各传感器采集的数值的显示装置。
优选的，所述人机交互系统还设有网络端口，通过此网络接口与外部控制终端连接。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本实用新型可以将光伏温室系统中的光伏发电设备和温室环境调节设备结合起来，通过设置传感器自动控制环境调控设备的开闭，不仅可以使整个系统更加节能，同时可以提高温室环境调节的智能化程度。
2、本实用新型中还设置了一人机交互系统，用户在使用时，不仅可以随时查看当前温室系统的运行情况，还可以随时通过手动的方式主动对环境调控设备进行调节。
3、本实用新型中的人机交互系统还设有网络端口，从而可以通过有线或无线的方式与外部控制终端连接，实现远程监控。
附图说明
图1是本实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1
参见图1，本实施例所述光伏温室远程监控系统应用于一温室系统，该系统还包括光伏发电系统和环境调控设备。其中光伏发电系统包括光伏电池组件1、DC-DC变换器2、蓄电池3、逆变器4，环境调控设备包括空调7、造雾机8、CO2发生器9、风机10、循环水泵11、遮阳帘12。在正常工作时，光伏电池组件1将太阳辐射能直接转换为直流电能，经DC-DC变换器2变换为合适电压等级后,向蓄电池3充电，并同时输送到逆变器4变换为交流电。本实施例所述的光伏温室远程监控系统通过自动切换开关6控制配电柜5，按需要将逆变器4输出的交流电分配给空调7、造雾机8、CO2发生器9、风机10、循环水泵11、遮阳帘12等环境调控设备。
本实施例光伏温室远程监控系统包括数据采集系统、人机交互系统和前端控制系统，各系统之间通过ZigBee通信。所述数据采集系统包括光照强度传感器13、温度传感器14、湿度传感器15、CO2浓度传感器16、光伏发电电压传感器17、光伏发电电流传感器18，上述传感器均采用电池供电，内嵌有ZigBee无线通信模块。通过ZigBee无线通信模块与人机交互系统进行无线通信。
所述人机交互系统为一上位机19，其包括用于输入指令的输入装置、用于显示当前各传感器采集的数值的显示装置、用于与外部控制终端(例如图中的办公区计算机21)进行网络连接的网络端口。人机交互系统上还设有ZigBee无线通信模块，通过该模块可与数据采集系统和前端控制系统分别进行无线连接。另外，人机交互系统还设置了存储模块，通过此模块可以存储历史检测数据，以便用户可以随时调取查询。
所述前端控制系统包括PLC控制器20，该PLC控制器与配电柜连接，可通过配电柜5内的自动切换开关6控制环境调控设备中的各个设备是否通电。
本实施例的工作原理为：各传感器采集到的有关温室环境的信息发送给上位机，上位机实时显示和储存接收到的信号，并将采集到的变量数据发送给PLC控制器，并产生相应的指令来控制温室中的设备动作，从而实现自动化管理。同时工作人员可以通过网络来实现远程操控上位机的功能，即只要能够接入宽带网络，就能在任何地方通过电脑控制上位机，从而及时监视和控制温室的运行。
同时，本实施例中，在人机交互系统上还设置了用于输入指令的输入装置，因此在进行工作时，用户可以通过该输入装置直接输入控制命令到PLC控制器，进而控制各环境调控设备的运行。
另外，由于单独设立了PLC控制器，因此人机交互系统也可以仅仅作为显示和储存装置运行，直接将传感器采集的数据传送到PLC控制器。PLC控制器内部预先设置好各个环境调控设备开启或关闭的阈值。PLC控制器只需要比较接收的数据和预设的数值的大小，即可发出控制命令。例如，接收的数据ZRec和设定上限值ZMax，当ZRec>ZMax时，设备开启上限动作，如空调启动制冷模式；当ZRec<ZMax时，则比较接收的数据ZRec和设定下限值ZMin，当ZRec<ZMin时，设备开启下限动作，如空调启动制热模式；而当ZRec>ZMin时，设备则不动作，保持原来的工作状况。上述控制模式是本领域技术人员常用的技术手段，只要搭建了本实施例所述的硬件系统，本领域技术人员可自然想到采用上述的控制模式，因此并非是创新点。
另外，当系统发生重大错误时，本系统还在温室内部的控制柜上配备了一套应急控制面板，工作人员可以通过面板上的按钮来控制前端设备的动作。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种光伏温室远程监控系统，其特征在于，设置于光伏发电系统和环境调控设备之间，所述光伏发电系统通过一配电柜与环境调控设备中的各个设备相连；所述光伏温室远程监控系统包括依次连接的数据采集系统、人机交互系统和前端控制系统，其中各系统之间通过ZigBee通信；所述数据采集系统包括光照强度传感器、湿度传感器、温度传感器、CO2浓度传感器；所述人机交互系统为一上位机，所述前端控制系统包括一PLC控制器，所述PLC控制器与配电柜连接，用于控制环境调控设备中的各个设备是否通电。
2.根据权利要求1所述的光伏温室远程监控系统，其特征在于，所述数据采集系统还包括光伏发电电压传感器和光伏发电电流传感器，所述配电柜中设有用电电流传感器和用电电压传感器，上述传感器均通过ZigBee通信网络与上位机连接。
3.根据权利要求1所述的光伏温室远程监控系统，其特征在于，所述光伏发电系统包括依次相连的光伏电池组件、DC-DC变换器、蓄电池、逆变器，逆变器与配电柜相连，配电柜中设有若干个开关，每个开关对应与环境调控设备中的一个设备相连，且开关的开闭由PLC控制器控制。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105139600A (zh) * 2015-08-13 2015-12-09 宁波市农业科学研究院 一种基于光伏技术的远程交互式报警系统及网络系统
CN105159113A (zh) * 2015-08-28 2015-12-16 苏州田园优贡电子商务有限公司 一种集约化农产品种植环境智能监控系统
CN107065812A (zh) * 2017-06-08 2017-08-18 合肥华盖光伏科技有限公司 一种基于光伏发电的家用综合管控系统

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