CN204990034U - 应用于温室的环境系数监测管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了应用于温室的环境系数监测管理系统，包括用于后台管理的后台系统，以及同后台系统相连接的用于前置监测管理的从机系统，所述的从机系统包括从机MCU单片机，以及同从机MCU单片机相连接的监测电路、光控电路、LED显示屏A、键盘A所组成。本实用新型避免现有技术的不足之处，利用现场从机系统进行温度、湿度、光照度的监测，并采用从机系统中的光控电路进行温度、湿度、光照度的调节管理，使得温室能够常年处于所需要的特定环境系数值之中，具有结构简单、可靠性高、多级管理的特点。

Description

应用于温室的环境系数监测管理系统

技术领域

本实用新型涉及环境系数监测管理领域，具体的说，是应用于温室的环境系数监测管理系统。

背景技术

温室又称暖房，英文(greenhouse)。能透光、保温（或加温），用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节，能提供生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。 温室的种类多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类，如玻璃温室、塑料聚碳酸脂温室；单栋温室、连栋温室；单屋面温室、双屋面温室；加温温室、不加温温室等。温室结构应密封保温，但又应便于通风降温。

在温室内，需要常年保持室内处于特定的温度、湿度、光照度，为此最科学的方法是在室内安装一种监测管理系统，能够实时的进行室内温度、湿度、光照度等的监控，然而现有的系统都只能进行监测，而在管理上就只能通过后台管理中心进行管理，这样将造成管理以及调节的的不及时和不方便，并且在管理上也多考虑于温度和湿度是调节，但在光照度上就完全没有考虑到，并且在温度和湿度调节上也不可能联动的进行处理，还必须经后台管理中心进行处理后才能完成。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供应用于温室的环境系数监测管理系统，避免现有技术的不足之处，利用现场从机系统进行温度、湿度、光照度的监测，并采用从机系统中的光控电路进行温度、湿度、光照度的调节管理，使得温室能够常年处于所需要的特定环境系数值之中，具有结构简单、可靠性高、多级管理的特点。

本实用新型通过下述技术方案实现：应用于温室的环境系数监测管理系统，包括用于后台管理的后台系统，以及同后台系统相连接的用于前置监测管理的从机系统，所述的从机系统包括从机MCU单片机，以及同从机MCU单片机相连接的监测电路、光控电路、LED显示屏A、键盘A所组成。

其工作原理及作用：从机系统中的监测电路对温室内的诸如温度、湿度等环境系数进行现场监测，并将监测到的数据提供给从机MCU单片机进行数据处理分析，并同预留数据进行比对，进而得出温室内诸如湿度、温度等环境系数是否有所改变，改变值有多大等；而连接在从机MCU单片机上的光控电路首先对温室内的光照度这一环境系数进行监测，得出监测数据后发送至从机MCU单片机中进行分析、处理、比对，得出温室的光照度是否有变动，变动怎样的信息，其次，从机MCU单片机根据监测电路发送来的信息并确定诸如湿度、温度等环境系数值的改变情况，发送一组数据指令到光控制电路中控制其内部设置的比如发电机、灯光控制电路、温度控制电路、湿度控制电路等进行相应的光照度、温度、湿度等环境系数值的改变，以达到温室所需要的特定的环境系数值；而设置在从机MCU单片机上的LED显示屏A和键盘A共同组成一种人机交互界面，使得处于温室中的工作人员现场的可以观察温室中的环境系数值，并且根据特定需要的进行改变相应环境系数值；同时从机系统所监测到的数据流也同时传输到后台系统中，后台系统所处的工作人员也可以根据需要进行相应的控制和监测数据处理存储等。

为更好的实现本实用新型，当温室内出现环境系数值超过需报警值时就通过从机MCU单片机发送指令到声光报警器A中使其报警，以达到温室内的工作人员能及时知晓并作出正确的应对措施，设有下述结构：在所述的从机MCU单片机上还连接有声光报警器A。

为更好的实现本实用新型，所述的监测电路包括设置于温度测点的温度传感器、设置于湿度测点的湿度传感器，所述的温度传感器连接从机MCU单片机，所述的湿度传感器通过LM555连接从机MCU单片机。

其工作原理及作用：设置于温度测点的温度传感器将温度测点内所监测的温度变化值通过温度传感器内部转换为从机MCU单片机能识别和处理的数据后发往从机MCU单片机进行处理，以备得出实时的温度监测数据；设置于湿度测点的湿度传感器将湿度测点内所监测的湿度度变化值通过湿度传感器内部转换为LM555能识别和处理的数据后，发送至LM555，而后经LM555内部转换为从机MCU单片机能识别和处理的数据后发往从机MCU单片机进行处理，以备得出实时的湿度监测数据。

为更好的实现本实用新型，所述的后台系统包括主控MCU单片机，以及同MCU单片机相连的接口电路、LED显示器B、声光报警器B、键盘B，所述的接口电路连接从机MCU单片机。

其工作原理及作用：由从机系统所监测到的环境系数值数据通过接口电路传输到主控MCU单片机中做相应的比如数据存储、数据校对等处理，然后根据实际需要刻意通过接口电路发出对从机系统控制的指令；LED显示器B和键盘B组成后台系统的人机交互界面，使得处于后台系统所在地中的工作人员可以观察温室中的环境系数值，并且根据特定需要的进行改变相应环境系数值；当从接口电路传输到主机MCU单片机中的数据值显示温室内出现环境系数值超过需报警值时就通过主机MCU单片机发送指令到声光报警器B中使其报警，使得后台工作人员能够及时的知晓，并作出正确的应对措施。

在本实用新型中，所述的主机MCU单片机采用型号为TMS320C5535的DSP处理器。型号为TMS320C5535的DSP处理器具有高性能和低功耗的特性，处理器支持一种内部总线架构，包括一根编程总线、一根32位数据读总线和两根 16位数据读总线、两根16位数据写总线以及专门用于外设和 DMA 运行的附加总线，该器件还包括4个各具4个通道的 DMA 控制器，可为16个独立通道上下文提供数据传送，而无需CPU的干预。处理器提供了两个乘加运算 (MAC) 单元，它们各能在单个周期内完成 17位*17位乘法和32位加法。由一个额外的16位ALU对中央40位算术/逻辑单元 (ALU) 提供支持。通用输入和输出功能以及 TMS320C5535上的10位SARADC为状态、中断提供了足够的引脚，并为LCD 显示器、键盘及媒体接口提供了充足的位 I/O。 通过两个安全数字 (SD) 外设、4 个 IC 间声音 (I2SBus™) 模块、一个具有多达4种芯片选择的串行端口接口(SPI)、一个 I2C 多主控器和受控器接口以及一个通用异步接收器/发送器 (UART) 接口对串行媒体提供支持，一个高速通用串行总线 (USB 2.0) 仅器件模式（TMS320C5532 上未提供）、一个实时时钟(RTC)、3 个通用定时器（其中一个可配置为看门狗定时器）和一个模拟锁相环 (APLL) 时钟发生器。此外，TMS320C5535 还包括一个紧耦合 FFT 硬件加速器。 该紧耦合 FFT 硬件加速器可支持 8 至 1024点实数和虚数值 FFT。能快速、高效、准确的对传输到TMS320C5535中的信号进行数据处理，并发出正确的指令控制操作连接于其上的多种电路。

在本实用新型中，所述的从机MCU单片机采用型号为TMS320F28069的微处理器芯片。TMS320F28069微处理器是一款高效的32 位CPU，主频高达90MHZ，拥有16x16和32x32介质访问控制(MAC)运算以及16x16双MAC地址，具有快速中断响应处理功能，具有可编程平行加速器(CLA)，含32位浮点算术加速器，拥有Viterbi、复杂算术、循环冗余校验(CRC)单元（VCU）,具有高达256KB闪存，高达100KBRAM，2KB一次性可编程(OTP) ROM，6通道DMA，采用3.3V单电源。在计时设置上：拥有两个内部零引脚振荡器，片载晶振振荡器/外部时钟输入，支持动态锁相环路(PLL) 比率变化，看门狗装置定时器模块以及丢失时钟检测电路。可支持所有外设中断的外设中断扩展(PIE) 模块；3个32位CPU定时器；高达8个增强型脉冲宽度调制器(ePWM)模块；三个输入捕获(eCAP)模块，高达4个高分辨路输入捕捉(HRCAP)模块，高达正交编码器(eQEP)模块，12位模数转换器(ADC)，双采样保持，高达3.46每秒一百万次采样，采用128位安全密钥/锁，在串行端口设置上：两个串行通信接口(SCI)[UART]模块，两个串行外设接口(SPI)模块，一个集成电路间(I2C)总线，一个多通道缓冲串行端口(McBSP)总线，一个增强型控制器局域网络(eCAN)，一个通用串行总线(USB) 2.0 模块并设有低功耗模式，多达54个具有输入滤波功能可单独编程的多路复用通用输入输出(GPIO)，在高级仿真特性上具有分析和断点功能以及借助硬件的实时调试功能，还具有片上温度传感器。结合从机系统内的其它电路，可以有效、快速、稳定的处理发往其内的数据，并将经过处理后的数据发往连接其上的电路做正确的操作控制。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型避免现有技术的不足之处，利用现场从机系统进行温度、湿度、光照度的监测，并采用从机系统中的光控电路进行温度、湿度、光照度的调节管理，使得温室能够常年处于所需要的特定环境系数值之中，具有结构简单、可靠性高、多级管理的特点。

（2）本实用新型具有两节人机交互界面，可以达到不光温室内的工作人员现场监控管理温室内的环境系数值，还可以通过后台工作人员对温室内的环境系数值进行监控和管理。

（3）本实用新型所述的光控制电路利用从机MCU单片机中发出的指令控制其内部设置的比如发电机、灯光控制电路、温度控制电路、湿度控制电路等进行相应的光照度、温度、湿度等环境系数值的改变，以达到温室所需要的特定的环境系数值。

（4）本实用新型设置有两级声光报警装置，可以及时的提醒工作人员温室处境，使工作人员能作出正确的应对措施。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

应用于温室的环境系数监测管理系统，如图1所示，包括用于后台管理的后台系统，以及同后台系统相连接的用于前置监测管理的从机系统，所述的从机系统包括从机MCU单片机，以及同从机MCU单片机相连接的监测电路、光控电路、LED显示屏A、键盘A所组成。

其工作原理及作用：从机系统中的监测电路对温室内的诸如温度、湿度等环境系数进行现场监测，并将监测到的数据提供给从机MCU单片机进行数据处理分析，并同预留数据进行比对，进而得出温室内诸如湿度、温度等环境系数是否有所改变，改变值有多大等；而连接在从机MCU单片机上的光控电路首先对温室内的光照度这一环境系数进行监测，得出监测数据后发送至从机MCU单片机中进行分析、处理、比对，得出温室的光照度是否有变动，变动怎样的信息，其次，从机MCU单片机根据监测电路发送来的信息并确定诸如湿度、温度等环境系数值的改变情况，发送一组数据指令到光控制电路中控制其内部设置的比如发电机、灯光控制电路、温度控制电路、湿度控制电路等进行相应的光照度、温度、湿度等环境系数值的改变，以达到温室所需要的特定的环境系数值；而设置在从机MCU单片机上的LED显示屏A和键盘A共同组成一种人机交互界面，使得处于温室中的工作人员现场的可以观察温室中的环境系数值，并且根据特定需要的进行改变相应环境系数值；同时从机系统所监测到的数据流也同时传输到后台系统中，后台系统所处的工作人员也可以根据需要进行相应的控制和监测数据处理存储等。

为更好的实现本实用新型，当温室内出现环境系数值超过需报警值时就通过从机MCU单片机发送指令到声光报警器A中使其报警，以达到温室内的工作人员能及时知晓并作出正确的应对措施，如图1所示，设有下述结构：在所述的从机MCU单片机上还连接有声光报警器A。

为更好的实现本实用新型，如图1所示，所述的监测电路包括设置于温度测点的温度传感器、设置于湿度测点的湿度传感器，所述的温度传感器连接从机MCU单片机，所述的湿度传感器通过LM555连接从机MCU单片机。

其工作原理及作用：设置于温度测点的温度传感器将温度测点内所监测的温度变化值通过温度传感器内部转换为从机MCU单片机能识别和处理的数据后发往从机MCU单片机进行处理，以备得出实时的温度监测数据；设置于湿度测点的湿度传感器将湿度测点内所监测的湿度度变化值通过湿度传感器内部转换为LM555能识别和处理的数据后，发送至LM555，而后经LM555内部转换为从机MCU单片机能识别和处理的数据后发往从机MCU单片机进行处理，以备得出实时的湿度监测数据。

为更好的实现本实用新型，如图1所示，所述的后台系统包括主控MCU单片机，以及同MCU单片机相连的接口电路、LED显示器B、声光报警器B、键盘B，所述的接口电路连接从机MCU单片机。

其工作原理及作用：由从机系统所监测到的环境系数值数据通过接口电路传输到主控MCU单片机中做相应的比如数据存储、数据校对等处理，然后根据实际需要刻意通过接口电路发出对从机系统控制的指令；LED显示器B和键盘B组成后台系统的人机交互界面，使得处于后台系统所在地中的工作人员可以观察温室中的环境系数值，并且根据特定需要的进行改变相应环境系数值；当从接口电路传输到主机MCU单片机中的数据值显示温室内出现环境系数值超过需报警值时就通过主机MCU单片机发送指令到声光报警器B中使其报警，使得后台工作人员能够及时的知晓，并作出正确的应对措施。

在本实用新型中，如图1所示，所述的主机MCU单片机采用型号为TMS320C5535的DSP处理器。型号为TMS320C5535的DSP处理器具有高性能和低功耗的特性，处理器支持一种内部总线架构，包括一根编程总线、一根32位数据读总线和两根 16位数据读总线、两根16位数据写总线以及专门用于外设和 DMA 运行的附加总线，该器件还包括4个各具4个通道的 DMA 控制器，可为16个独立通道上下文提供数据传送，而无需CPU的干预。处理器提供了两个乘加运算 (MAC) 单元，它们各能在单个周期内完成 17位*17位乘法和32位加法。由一个额外的16位ALU对中央40位算术/逻辑单元 (ALU) 提供支持。通用输入和输出功能以及 TMS320C5535上的10位SARADC为状态、中断提供了足够的引脚，并为LCD 显示器、键盘及媒体接口提供了充足的位 I/O。 通过两个安全数字 (SD) 外设、4 个 IC 间声音 (I2SBus™) 模块、一个具有多达4种芯片选择的串行端口接口(SPI)、一个 I2C 多主控器和受控器接口以及一个通用异步接收器/发送器 (UART) 接口对串行媒体提供支持，一个高速通用串行总线 (USB 2.0) 仅器件模式（TMS320C5532 上未提供）、一个实时时钟(RTC)、3 个通用定时器（其中一个可配置为看门狗定时器）和一个模拟锁相环 (APLL) 时钟发生器。此外，TMS320C5535 还包括一个紧耦合 FFT 硬件加速器。 该紧耦合 FFT 硬件加速器可支持 8 至 1024点实数和虚数值 FFT。能快速、高效、准确的对传输到TMS320C5535中的信号进行数据处理，并发出正确的指令控制操作连接于其上的多种电路。

在本实用新型中，如图1所示，所述的从机MCU单片机采用型号为TMS320F28069的微处理器芯片。TMS320F28069微处理器是一款高效的32 位CPU，主频高达90MHZ，拥有16x16和32x32介质访问控制(MAC)运算以及16x16双MAC地址，具有快速中断响应处理功能，具有可编程平行加速器(CLA)，含32位浮点算术加速器，拥有Viterbi、复杂算术、循环冗余校验(CRC)单元（VCU）,具有高达256KB闪存，高达100KBRAM，2KB一次性可编程(OTP) ROM，6通道DMA，采用3.3V单电源。在计时设置上：拥有两个内部零引脚振荡器，片载晶振振荡器/外部时钟输入，支持动态锁相环路(PLL) 比率变化，看门狗装置定时器模块以及丢失时钟检测电路。可支持所有外设中断的外设中断扩展(PIE) 模块；3个32位CPU定时器；高达8个增强型脉冲宽度调制器(ePWM)模块；三个输入捕获(eCAP)模块，高达4个高分辨路输入捕捉(HRCAP)模块，高达正交编码器(eQEP)模块，12位模数转换器(ADC)，双采样保持，高达3.46每秒一百万次采样，采用128位安全密钥/锁，在串行端口设置上：两个串行通信接口(SCI)[UART]模块，两个串行外设接口(SPI)模块，一个集成电路间(I2C)总线，一个多通道缓冲串行端口(McBSP)总线，一个增强型控制器局域网络(eCAN)，一个通用串行总线(USB) 2.0 模块并设有低功耗模式，多达54个具有输入滤波功能可单独编程的多路复用通用输入输出(GPIO)，在高级仿真特性上具有分析和断点功能以及借助硬件的实时调试功能，还具有片上温度传感器。结合从机系统内的其它电路，可以有效、快速、稳定的处理发往其内的数据，并将经过处理后的数据发往连接其上的电路做正确的操作控制。

本实用新型避免现有技术的不足之处，利用现场从机系统进行温度、湿度、光照度的监测，并采用从机系统中的光控电路进行温度、湿度、光照度的调节管理，使得温室能够常年处于所需要的特定环境系数值之中，具有结构简单、可靠性高、多级管理的特点。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.应用于温室的环境系数监测管理系统，其特征在于：包括用于后台管理的后台系统，以及同后台系统相连接的用于前置监测管理的从机系统，所述的从机系统包括从机MCU单片机，以及同从机MCU单片机相连接的监测电路、光控电路、LED显示屏A、键盘A所组成；在所述的从机MCU单片机上还连接有声光报警器A。

2.根据权利要求1所述的应用于温室的环境系数监测管理系统，其特征在于：所述的监测电路包括设置于温度测点的温度传感器、设置于湿度测点的湿度传感器，所述的温度传感器连接从机MCU单片机，所述的湿度传感器通过LM555连接从机MCU单片机。

3.根据权利要求1所述的应用于温室的环境系数监测管理系统，其特征在于：所述的后台系统包括主控MCU单片机，以及同MCU单片机相连的接口电路、LED显示器B、声光报警器B、键盘B，所述的接口电路连接从机MCU单片机。

4.根据权利要求3所述的应用于温室的环境系数监测管理系统，其特征在于：所述的主控MCU单片机采用型号为TMS320C5535的DSP处理器。

5.根据权利要求1所述的应用于温室的环境系数监测管理系统，其特征在于：所述的从机MCU单片机采用型号为TMS320F28069的微处理器芯片。