CN205263682U - 一种温室大棚环境智能控制系统及其控制终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种温室大棚环境智能控制系统及其控制终端，属于农业大棚技术领域。本实用新型通过在遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统中设置相应的检测开关来检测上述系统的运行状态，各检测开关分别接入开关量采集模块对应的输入端口，由该开关量采集模块的通信接口接入控制终端的相应端口。控制终端可根据上述系统的运行状态对收到的来自监控中心的操作指令进行判断，避免错误指令的执行，实现对设备的精准控制。避免了由于缺乏对大棚内设备进行监控导致对设备下发错误控制指令的问题。

Description

一种温室大棚环境智能控制系统及其控制终端

技术领域

本实用新型涉及一种温室大棚环境智能控制系统及其控制终端，属于农业大棚技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展，城镇化步伐的加快，可耕种的土地资源不断减少，城市对农作物的需求越来越大，温室大棚技术也越来越普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的控制便成为了一个十分重要的课题。目前，温室大棚的控制也越来越自动化，例如，申请号为201320367287的专利申请，该专利文件公开了一种物联网智能农业监控系统，包括设于大棚内的光照度传感器、温度传感器、湿度传感器、CO₂传感器、控制器以及设于大棚上的进、排气扇、日光等和遮荫网，控制器通过无线网络连接远程控制器，用于将传感器采集的数据传送给远程控制器，远程控制器对接收到的数据信号进行分析，并根据分析结果决定是否启动相应的设备，当需要启动相应的设备时，远程控制器将相应的控制信号发送到大棚内的控制器上，由该控制器控制对应设备工作，从而实现对大棚内环境的自动调节。该文件虽然实现了对大棚内各设备的自动控制，但是由于缺乏对各设备状态的监控，导致控制器产生一些错误指令，例如，在排气扇处于打开的状态下还下发打开排气扇的指令等，影响设备的正常运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种温室大棚环境智能控制系统及其控制终端，以避免由于缺乏对大棚内设备进行监控导致对设备下发错误控制指令的问题。

本实用新型为解决上述技术问题提供了一种温室大棚环境智能控制系统，包括设置在大棚内的控制终端，控制终端的输入端连接有光照传感器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器和CO₂传感器，控制终端的输出端控制连接有遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统，控制终端设置有网络接口，用于连接监控中心，所述遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统中均设有相应的检测开关，用于检测上述系统状态，各检测开关分别接入开关量采集模块对应的输入端口，由该开关量采集模块的通信接口接入控制终端的相应端口。

所述控制终端的输入端通过数据采集接口与光照传感器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器和CO₂传感器连接，所述控制终端的输出端通过继电器控制板控制连接遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统相应的执行机构。

所述继电器控制板上设置有数据接口和继电器接线口，所述继电器控制板通过其数据接口与控制终端连接，用于接收控制终端发送的控制指令，并根据控制指令控制各继电器接口的输出，所述各继电器接线口的输出分别连接至遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统的执行机构。

所述遮阳系统、通风系统和降温系统的执行机构均为电机，包括直流电机和交流电机，直流电机的两端分别连接至继电器控制板上对应的两个继电器接线口，且这两个继电器接线口均与直流电机的电源连接，以实现电机的正反转控制，交流电机通过接触器线圈与继电器控制板上对应的继电器接线口连接。

所述继电器控制板的供电回路上串接有急停按钮，用于紧急情况下终止遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统。

所述继电气控制板的继电器接线口上还连接有喇叭和灯等设备，用于发送广播通知和夜间照明。

所述控制终端还通过数据采集接口和室外气象站连接，用于获取室外气象参数。

本实用新型还提供了一种控制终端，该控制终端设置有用于连接室外气象站以及室内传感器的数据接口，用于连接监控中心的网络接口、用于连接继电气控制板的数据接口和用于连接开关量采集模块的数据接口。

所述的控制终端集成有以太网控制器。

所述用于连接室外气象站及室内传感器的数据接口、用于连接继电气控制板的数据接口和用于连接开关量采集模块的数据接口均为RS485接口。

本实用新型的有益效果是:本实用新型通过在遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统中设置相应的检测开关来检测上述系统的运行状态，各检测开关分别接入开关量采集模块对应的输入端口，由该开关量采集模块的通信接口接入控制终端的相应端口。控制终端可根据上述系统的运行状态对收到的来自监控中心的操作指令进行判断，避免错误指令的执行，实现对设备的精准控制，避免了由于缺乏对大棚内设备进行监控导致对设备下发错误控制指令的问题。

附图说明

图1是本实用新型中温室大棚环境智能控制系统的结构框图；

图2是实施例中控制终端限位开关状态采集示意图；

图3是继电器控制板的电路连接示意图；

图4是24V电机正反转控制电路原理图；

图5是灌溉电磁阀控制电路原理图；

图6是遮阳网控制电路原理图；

图7是喇叭、灯光控制电路原理图；

图8是220V转24V电路示意图；

图9是温室大棚环境智能控制系统中急停控制的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

本实用新型的一种温室大棚环境智能控制系统的实施例

如图1所示，本实用新型的温室大棚环境智能控制系统包括控制终端、数据采集器、继电器控制板和开关量采集模块，控制终端还通过网络与监控中心通信。其中数据采集器上连接有光照传感器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器和CO₂传感器，光照传感器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器和CO₂传感器通过数据接口接入控制终端，控制终端将获取到的数据保存到本地数据库，也可通过SD卡扩展进行长期保存，同时控制终端将上述数据通过网络接口实时上传给监控中心。开关量采集模块分别通过相应的检测开关接入遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统，用于检测上述系统状态，各检测开关分别接入开关量采集模块对应的输入端口，由该开关量采集模块的通信接口接入控制终端的相应端口，使控制终端实时掌握大棚内各设备的运行状态，控制终端可根据上述系统的运行状态对收到的来自监控中心的操作指令进行判断，避免错误指令的执行，以实现对设备的精准控制。继电器控制板上连接有遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统，控制终端通过继电器控制板控制连接遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统相应的执行机构，控制终端根据调整后控制指令实现对各系统动作的控制。本实施例中的控制终端还连接有室外气象站，用于获取室外气象参数。

本实施例中通风系统包括前、后、左、右四个通风卷帘，降温系统包括左、右两个天窗卷帘，遮阳包括一个遮阳网，灌溉系统系包括喷灌装置和滴灌装置，其中通风卷帘、天窗卷帘和遮阳网的检测开关均可采用限位开关来实现，如图2所示，本实施例中每个通风卷帘包含卷起和放下两个状态，其对应的限位开关有两个，如01限位开关和02限位开关均表示前通风卷帘的状态，01限位开关状态为0时表示前通风卷帘卷起未达到限位，01限位开关状态为1时表示卷起并达到限位状态。同样，每个遮阳网也包含有收网和放网两个状态，其对应的限位开关也必须是两个。对于喷灌装置和滴灌装置而言，是通过土壤温湿度传感器采集土壤水分含量，在控制终端设定阈值，湿度达到后自动关闭浇灌。各限位开关接入24路开关量采集模块，经信号转换后，通过开关量采集模块的RS485接口与控制终端连接，控制终端根据接收到的信号实时获取各设备的运行状态。

遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统与继电器控制板之间的连接如图3所示，本实施例中前、后、左、右四个通风卷帘均采用直流电机，左、右两个天窗卷帘也采用直流电机，遮阳网的执行机构采用交流电机，喷灌装置和滴灌装置采用电磁阀连接，本实施例中采用三个8路的继电气控制板，每个继电器控制板的RS485接口通过RS485总线接入控制终端，每个继电器控制板均采用12V电源，每个继电气控制板包括有8个继电器接口。对于第一个继电器控制板而言，其8个继电器接口与前、后、左、右四个通风卷帘的直流电机相连，每个直流电机对应连接两个继电器接口，每个继电器接口接入直流电机正负24伏电压，通过控制每个继电器接口输出电压可实现直流电机的正反转，其实现原理如图4所示。同理，两个天窗卷帘的直流电机连接也采用上述方式。对于遮阳网交流电机而言，其工作电压为220V的交流电，该交流电机通过接触器线圈连接到第二个继电器控制板对应的继电器接口，且该继电器接口与220V交流电相连，其控制原理如图6所示。喷灌装置和滴灌装置均通过相应的电磁阀接入第二个继电气控制板中对应的继电器接口，灌溉电磁阀的控制原理如图5所示。第三个继电器控制板的两个继电器接口上分别连接有喇叭和灯，用于发送广播通知和夜间照明，其控制原理如图7所示。

本实施例中的直流电机的工作电压为24V，该24V直流电压是由220V交流电源转换而成，其转换原理如图8所示，包括变压器和整流器，220V交流电首先通过变压器进行降压，然后再通过整流桥转换为24V的直流电。为防止出现紧急情况，继电器控制板的供电回路上还串接有急停按钮，如图9所示，可在紧急的情况下，通过手动方式关闭大棚内各个设备。

本实施例中的控制终端集成有以太网控制器，串口，SD卡控制器，支持WindowsCE.NET6.0操作系统，用户可将精力集中在应用程序相关的技术开发上，而无须关心复杂、费心的硬件平台和底层软件上，本实施例中采用三星Cortex-A8的CPU，带有100M以太网口，支持USB无线网卡(系统已经集成驱动)轻松实现无线组网，支持SD卡和MMC卡，最大可以扩展到32G存储。

本实用新型的温室大棚环境智能控制系统的工作原理如下：控制终端通过数据接口获取大棚内的空气温湿度、二氧化碳含量、光照度以及土壤温湿度等环境信息，然后通过网络接口传输给监控中心，监控中心根据收到上述信息生成相应的控制指令；开关量采集模块通过对应的检测开关采集遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统的运行状态，将其传送给控制终端，控制终端可根据上述系统的运行状态对收到的来自监控中心的操作指令进行判断，避免错误指令的执行，以实现对设备的精准控制。

本实用新型的一种控制终端的实施例

本实施例的控制终端设置有用于连接室内传感器和室外气象站的数据接口，用于连接监控中心的网络接口、用于连接继电器控制板的数据接口和用于连接开关量采集模块的数据接口。用于连接室内传感器和室外气象站的数据接口、用于连接继电器控制板的数据接口和用于连接开关量采集模块的数据接口均为RS485接口。其具体的连接结构和工作过程已在上个实施例中进行了说明，这里不再重复赘述。

Claims (10)

1.一种温室大棚环境智能控制系统，包括设置在大棚内的控制终端，控制终端的输入端连接有光照传感器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器和CO₂传感器，控制终端的输出端控制连接有遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统，控制终端设置有网络接口，用于连接监控中心，其特征在于，所述遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统中均设有相应的检测开关，用于检测上述系统状态，各检测开关分别接入开关量采集模块对应的输入端口，由该开关量采集模块的通信接口接入控制终端的相应端口。

2.根据权利要求1所述的温室大棚环境智能控制系统，其特征在于，所述控制终端的输入端通过数据采集接口与光照传感器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器和CO₂传感器连接，所述控制终端的输出端通过继电器控制板控制连接遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统相应的执行机构。

3.根据权利要求2所述的温室大棚环境智能控制系统，其特征在于，所述继电器控制板上设置有数据接口和继电器接线口，所述继电器控制板通过其数据接口与控制终端连接，用于接收控制终端发送的控制指令，并根据控制指令控制各继电器接口的输出，所述各继电器接线口的输出分别连接至遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统的执行机构。

4.根据权利要求3所述的温室大棚环境智能控制系统，其特征在于，所述遮阳系统、通风系统和降温系统的执行机构均为电机，包括直流电机和交流电机，直流电机的两端分别连接至继电器控制板上对应的两个继电器接线口，且这两个继电器接线口均与直流电机的电源连接，以实现电机的正反转控制，交流电机通过接触器线圈与继电器控制板上对应的继电器接线口连接。

5.根据权利要求4所述的温室大棚环境智能控制系统，其特征在于，所述继电器控制板的供电回路上串接有急停按钮，用于紧急情况下终止遮阳系统、通风系统、降温系统和灌溉系统。

6.根据权利要求4所述的温室大棚环境智能控制系统，其特征在于，所述继电器控制板的继电器接线口上还连接有喇叭和灯，用于发送广播通知和夜间照明。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的温室大棚环境智能控制系统，其特征在于，所述控制终端还通过数据采集接口和室外气象站连接，用于获取室外气象参数。

8.一种控制终端，其特征在于，该控制终端设置有用于连接室外气象站以及室内传感器的数据接口，用于连接监控中心的网络接口、用于连接继电气控制板的数据接口和用于连接开关量采集模块的数据接口。

9.根据权利要求8所述的控制终端，其特征在于，所述的控制终端集成有以太网控制器。

10.根据权利要求8所述的控制终端，其特征在于，所述用于连接室外气象站及室内传感器的数据接口、用于连接继电气控制板的数据接口和用于连接开关量采集模块的数据接口均为RS485接口。