CN205353825U - 一种温室大棚自动化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种温室大棚自动化控制系统，它包括安装在温室大棚内的信息采集模块、与所述信息采集模块相通讯的工业控制单元、与所述工业控制单元相连接的通讯模块、安装在温室大棚内且与所述工业控制单元相通讯的执行单元、分别与所述通讯模块相通讯的远程云服务器和人机交互模块以及与所述远程云服务器相通讯且与所述通讯模块相连接的数据分析模块。通过采用信息采集模块、工业控制单元、通讯模块、执行单元等模块进行配合，能够实时采集温室大棚的各种参数信息，选取不同农作物生长期内的各参数的精准控制范围，最后控制相应的执行机构单元实现全自动控制。

Description

一种温室大棚自动化控制系统

技术领域

本实用新型属于农业设备领域，具体涉及一种温室大棚自动化控制系统。

背景技术

我国是世界第一农业大国，农业生产是国民经济中重要的支柱产业。由于需求方式的转变，温室大棚在农业生产中的比重在逐年增加，成为农业生产的重要组成部分。目前，我国温室大棚的自动化程度较低，直接导致如下两个问题，一方面人工劳动强度较大，需要全天候的在现场对大棚进行人工管理，造成极大的人力资源浪费；另一方面，若管理人员操作不当或者疏于管理，如不及时关闭遮阳网等设施，会对农作物的生长造成影响，对于名贵农作物，会对农业生产者造成重大的财产损失。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，并逐渐渗透进入每一个行业。近些年农业物联网的概念被广泛接受。随着国家对农业的大力投入，以及智慧农业概念的提出，基于农业的物联网公司不断涌现。目前很多公司存在的主要问题是对温室大棚的基本工艺需求不甚了解，同时为了降低成本，采用嵌入式系统实现对大棚的检测和控制，这种技术开发周期长且系统的抗干扰性能较差。综上所述，建立一种稳定可靠的、适合于当前温室大棚的自动控制技术具有重要的理论意义与现实意义。

发明内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种温室大棚自动化控制系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种温室大棚自动化控制系统，它包括安装在温室大棚内的信息采集模块、与所述信息采集模块相通讯的工业控制单元、与所述工业控制单元相连接的通讯模块、安装在温室大棚内且与所述工业控制单元相通讯的执行单元、分别与所述通讯模块相通讯的远程云服务器和人机交互模块以及与所述远程云服务器相通讯且与所述通讯模块相连接的数据分析模块。

优化地，它还包括安装在温室大棚内且与所述远程云服务器相通讯的监视模块。

进一步地，所述远程云服务器安装在远端控制室内，且其通过互联网与多种客户端相通讯。

进一步地，所述信息采集模块包括相互独立的空气温度传感器、光照强度传感器、风向/风速传感器、土壤温度传感器、CO₂浓度传感器和雨量传感器。

进一步地，所述执行单元包括相互独立的卷帘机构、通风机构、喷淋机构以及滴灌机构。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型温室大棚自动化控制系统，通过采用信息采集模块、工业控制单元、通讯模块、执行单元等模块进行配合，能够实时采集温室大棚的各种参数信息，选取不同农作物生长期内的各参数的精准控制范围，最后控制相应的执行机构单元实现全自动控制。

附图说明

附图1为本实用新型温室大棚自动化控制系统的结构示意图；

附图2为本实用新型温室大棚自动化控制系统中信息采集模块的结构示意图；

附图3为本实用新型温室大棚自动化控制系统中执行单元的结构示意图；

其中，1、工业控制单元；2、通讯模块；3、远程云服务器；4、人机交互模块；5、数据分析模块；6、信息采集模块；61、空气温度传感器；62、光照强度传感器；63、风向/风速传感器；64、土壤温度传感器；65、CO₂浓度传感器；66、雨量传感器；7、执行单元；71、卷帘机构；72、通风机构；73、喷淋机构；74、滴灌机构；8、监视模块；9、客户端；10、远端控制室。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示的温室大棚自动化控制系统，主要包括工业控制单元1、通讯模块2、远程云服务器3、人机交互模块4、数据分析模块5和信息采集模块6等模块。

其中，信息采集模块6安装在温室大棚内，用于采集温室大棚中的各项参数数据，并将其转化成电信号向下游传输；在本实施例中，信息采集模块6包括相互独立的空气温度传感器61、光照强度传感器62、风向/风速传感器63、土壤温度传感器64、CO₂浓度传感器65和雨量传感器66，分别用于测量温室大棚内的空气温度、光照强度、风向、风速、土壤温度、CO₂浓度和洒水量等参数。工业控制单元1与信息采集模块6相通讯，用于接收其输送的电信号，并向下游传输。通讯模块2与工业控制单元1相连接，远程云服务器3和人机交互模块4则分别与通讯模块2相通讯，这样通讯模块2能够通过无线、有线或者其它方式将工业控制单元1采集的数据信息传输到人机交互模块4和远程云服务器3中；远程云服务器3位于远端监控室10内，它能够收集并存储该温室大棚中所有的数据（可收集位于不同地区的温室大棚数据），并能够提供各类终端的查询与调用；人机交互模块4与远程云服务器3相连接，它主要包括PC机、平板电脑、手机等各类终端设备，它能够实时显示大棚的各种参数信息，并通过调用云服务器3中储存的数据，查看各个大棚的历史数据。执行单元7安装在温室大棚内且与工业控制单元1相通讯，用于执行工业控制单元1输送的信号而执行对应的动作，实现了自动化控制；在本实施例中，执行单元7包括相互独立的卷帘机构71、通风机构72、喷淋机构73以及滴灌机构74等机构。数据分析模块5（即智能控制模块），它同时与通讯模块2和远程云服务器3相通讯，它嵌入了不同农作物的专家数据库，涵盖了多种农作物生长期内各类参数的精准控制范围；在自动控制模式下，能够获取远程云服务器3的数据，通过通讯模块2和工业控制单元1，将控制指令下达到执行单元7。

上述温室大棚自动化控制系统具有自动控制和手动控制两种状态，当其处于自动控制状态时，工业控制单元1接收信息采集模块6中各传感器输送的信号，并将其通过通讯模块2输送至人机交互模块4和远程云服务器3中（人机交互模块4能够实时显示大棚的各种参数信息并通过调用远程云服务器3中的数据，查看各个大棚的历史数据；远程云服务器3能够收集并存储所有大棚的数据，并提供各类终端的查询与调用），数据分析模块5获取远程云服务器3的数据后，通过大数据分析等技术手段，结合智能控制算法，能够找到最优控制策略，随后通过通讯模块2和工业控制系统1，将控制指令下达到相应的执行机构7，从而实现其子机构的对应动作；当其处于手动控制状态时，工作人员可以通过人机交互模块4设定参数或下达指令，再通过通讯模块2和工业控制系统1，将控制指令下达到相应的执行机构7，从而实现其子机构的对应动作，即半自动调节与控制，即在手动控制状态下，能够根据实际情况修改各种参数的设定值，并能够远程下达控制指令。

在本实施例中，通过检测当前的光照强度自动启动卷帘机构71，能够将光照强度控制在作物需要的范围内；通过检测室内温度与湿度自动控制喷淋机构73，保证室内的温度与湿度在作物需要的范围内；通过检测室内的温度情况自动控制通风机构72，保证温室大棚内温度分布均匀且在一定范围内；通过检测土壤湿度自动控制滴灌机构74，保证土壤度与湿度在一定范围内，并能够实现土壤的水肥一体化。

在本实施例中，该温室大棚自动化控制系统还包括安装在温室大棚内且与远程云服务器3相通讯的监视模块8；而安装在远端控制室10内的远程云服务器3通过互联网与多种客户端9相通讯。监视模块8为高清摄像头、红外摄像头等设备，这样能够通过监视模块8监视大棚中农作物生长情况及病虫害情况，并将视频信息送至远程云服务器3中，通过互联网技术在手机客户端（需下载App软件）或PC端实时监控大棚内的作物生长情况。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种温室大棚自动化控制系统，其特征在于：它包括安装在温室大棚内的信息采集模块（6）、与所述信息采集模块（6）相通讯的工业控制单元（1）、与所述工业控制单元（1）相连接的通讯模块（2）、安装在温室大棚内且与所述工业控制单元（1）相通讯的执行单元（7）、分别与所述通讯模块（2）相通讯的远程云服务器（3）和人机交互模块（4）以及与所述远程云服务器（3）相通讯且与所述通讯模块（2）相连接的数据分析模块（5）。

2.根据权利要求1所述的温室大棚自动化控制系统，其特征在于：它还包括安装在温室大棚内且与所述远程云服务器（3）相通讯的监视模块（8）。

3.根据权利要求1或2所述的温室大棚自动化控制系统，其特征在于：所述远程云服务器（3）安装在远端控制室（10）内，且其通过互联网与多种客户端（9）相通讯。

4.根据权利要求1或2所述的温室大棚自动化控制系统，其特征在于：所述信息采集模块（6）包括相互独立的空气温度传感器（61）、光照强度传感器（62）、风向/风速传感器（63）、土壤温度传感器（64）、CO₂浓度传感器（65）和雨量传感器（66）。

5.根据权利要求4所述的温室大棚自动化控制系统，其特征在于：所述执行单元（7）包括相互独立的卷帘机构（71）、通风机构（72）、喷淋机构（73）以及滴灌机构（74）。