CN206258754U - 一种温室智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例明提供了一种温室智能控制系统，该系统包括：远程服务器、智能控制器、传感器节点及控制设备；所述智能控制器分别与所述远程服务器、所述传感器节点及所述控制设备连接；其中，所述远程服务器将预设的控制策略发送至所述智能控制器；所述传感器节点将采集的温室环境参数发送至所述智能控制器；所述智能控制器接收所述温室环境参数及所述预设的控制策略，生成控制指令并发送至所述控制设备；所述控制设备根据所述控制指令运行。本实用新型通过远程服务器将根据实际生产环境和作物生长需求重新编辑的控制策略下载到智能控制器，提高了温室智能控制系统的适用性，具有广阔的应用价值。

Description

一种温室智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及温室环境控制技术领域，尤其涉及一种温室智能控制系统。

背景技术

近年来，随着网络技术、计算机技术、传感器技术以及生物技术等高新技术的迅速发展，温室环境控制方面迎来了智能化发展时期。利用温室智能控制技术，可以为作物生产提供适宜的光照、温度、湿度、空气等环境条件，适宜其不同的生长需求和上市时间，实现高产出、高品质的目标。

目前我国正在应用的温室智能控制系统具有代表性的有4种模式：基于单片机的温室智能控制系统一般由传感器、控制设备、前台机组成，前台机的核心是单片机，完成数据的检测和控制，全部测量参数可自动存储，并可送到主计算机上，由主计算机进行处理，系统可以实现温室内外各项环境因子参数的精确测量，同时能输出各种控制信号，对相应的设备进行控制；基于工业控制机的温室智能控制系统是由传感器、工控机和执行机构组成的多输入、多输出的控制系统，系统硬件安全可靠、安装简单、成本低廉、使用和维修方便；基于可编程逻辑控制器的温室智能控制系统具有功能全、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点，适合高效温室的控制要求，通过对室内外环境因子的实时监测，完成与上位机的通信，从而自动进行作物生长需求的参数匹配；基于现场总线的分布式智能控制系统引入现场总线，实现信息处理的现场化，把控制功能下放到现场，使得系统的信息量大大增加，而用于传输信息的线缆反而大大减少。

实际中温室外部环境多变，内部种植作物不单一，作物生长机理复杂，使得温室智能控制系统具有多输入、多输出、非线性等特点。公开号为CN103631284A的专利文献公开了一种远程温室智能控制系统，可以通过无线远程对温室内的控制装置进行实时控制。公开号为CN202435886U的专利文献全自动智能控制温室安装了自动控制装置和监控装置，实现通风全自动控制、生长环境全程监控、生长影像全程跟踪等功能。

然而，现有的温室控制系统检测控制因子单一，缺乏对温室系统环境参数的综合研究；温室管理比较粗放，不能根据植物生长实现分阶段控制和精细农业操作；建成后其规格、结构和控制规则固定下来后难以改变，因此其可移植性差，一旦温室规模发展、需要应用于不同的温室项目或者温室内种植作物改变、生长期不同等，这种修改比较麻烦、修改周期长，并且需要较高的计算机专业知识，修改成本较高。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种温室智能控制系统，能够解决现有技术中温室控制系统检测控制因子单一、管理粗放、可移植性差、对温室项目修改周期长且成本较高的问题。

本实用新型提供了一种温室智能控制系统，包括：远程服务器、智能控制器、传感器节点及控制设备；所述智能控制器分别与所述远程服务器、所述传感器节点及所述控制设备连接；

其中，所述远程服务器将预设的控制策略发送至所述智能控制器；所述传感器节点将采集的温室环境参数发送至所述智能控制器；所述智能控制器接收所述温室环境参数及所述预设的控制策略，生成控制指令并发送至所述控制设备；所述控制设备根据所述控制指令运行；

其中，所述预设的控制策略为所述远程服务器发送的根据温室种植作物、所述作物生长期、温室结构及控制设备配置的控制策略。

优选地，所述智能控制器包括：wifi模块、处理器、无线接收端及无线发射端；

所述远程服务器通过所述wifi模块与所述处理器连接；所述无线接收端通过zigbee网络与所述传感器节点连接，所述无线接收端通过RS485接口与所述处理器连接；所述无线发射端通过zigbee网络与所述控制设备连接，所述无线发射端通过RS485接口与所述处理器连接；

其中，所述处理器通过所述无线接收端接收所述传感器节点采集的温室环境参数，所述处理器通过所述wifi模块接收所述远程服务器发送的预设的控制策略，所述处理器将生成的控制指令通过所述无线发射端发送至所述控制设备；

所述处理器通过所述无线发射端接收所述控制设备发送的所述控制设备的运行情况；所述处理器通过所述wifi模块将所述温室环境参数及所述控制设备的运行情况发送至所述远程服务器；所述远程服务器显示所述温室环境参数及所述控制设备的运行情况；所述远程服务器将用户输入的远程控制指令通过wifi模块发送至所述处理器，以使所述处理器将所述远程控制指令转发至所述控制设备。

优选地，所述传感器节点包括：温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器及植物生理传感器；

所述温室环境参数包括：温度、湿度、光照强度、CO₂浓度、苗情及病虫情。

优选地，所述控制设备包括：开窗装置、补光装置、加温装置、湿帘风机装置、CO₂发生器及水肥一体机。

优选地，所述智能控制器还包括：触摸屏；所述触摸屏与所述处理器连接；

所述触摸屏，用于接收并显示所述处理器发送的所述温室环境参数、预设的温室环境参数阈值及所述控制设备的运行情况；接收所述用户输入的温室环境参数阈值，以对所述预设的温室环境参数阈值进行修改。

优选地，所述智能控制器还包括：报警器；所述报警器与所述处理器连接；

所述处理器，还用于将所述温室环境参数与预设的温室环境参数阈值进行比较，以判定温室环境异常变化，并根据所述控制设备的运行情况判断所述控制设备异常运行，并在所述温室环境异常变化或所述控制设备异常运行时向所述报警器发送控制信号；

相应地，所述报警器，用于在所述温室环境异常变化或所述控制设备异常运行时发出警报，以提醒用户所述温室环境异常变化或所述控制设备异常运行。

优选地，所述报警器为声光报警器。

优选地，所述智能控制器还包括：工作指示灯组；

所述工作指示灯组与所述处理器连接，用于根据所述控制设备的工作状态开启或关闭。

优选地，所述智能控制器还包括：模式选择装置；

所述模式选择装置与所述处理器连接，用于选择自动控制模式和/或远程控制模式。

由上述技术方案可知，本实用新型提供一种温室智能控制系统，通过传感器节点采集温室环境参数，智能控制器根据所述温室环境参数，基于预设的控制策略生成控制指令并发送至所述控制设备，以控制所述控制设备的运行，其中，所述预设的控制策略是远程服务器预先发送至所述智能控制器的根据温室种植作物、所述作物生长期、温室结构及控制设备配置的控制策略，则当温室内作物生长期、种植作物、温室结构、控制设备等改变时，可针对不同的温室环境、不同种植作物及不同的生长周期、不同的生长季节等情况配置温室控制策略和控制算法，并通过远程服务器将根据实际生产环境和作物生长需求重新编辑的控制策略下载到智能控制器，提高了温室智能控制系统的适用性，具有广阔的应用价值。解决了现有技术中温室控制系统检测控制因子单一、管理粗放、可移植性差、对温室项目修改周期长且成本较高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的一种温室智能控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的一种温室智能控制系统的结构示意图；

图3是本实用新型另一实施例提供的一种温室智能控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将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。

图1是本实用新型一实施例提供的一种温室智能控制系统的结构示意图，如图1所示，该温室智能控制系统包括：远程服务器1、智能控制器2、传感器节点3及控制设备4。所述智能控制器2分别与所述远程服务器1、所述传感器节点3及所述控制设备4连接。

其中，所述远程服务器1将预设的控制策略发送至所述智能控制器2；所述传感器节点3将采集的温室环境参数发送至所述智能控制器2；所述智能控制器2接收所述温室环境参数及所述预设的控制策略，生成控制指令并发送至所述控制设备4；所述控制设备4根据所述控制指令运行；其中，所述预设的控制策略为所述远程服务器发送的根据温室种植作物、所述作物生长期、温室结构及控制设备配置的控制策略。

具体来说，所述智能控制器2，与所述远程服务器1、所述传感器节点3及所述控制设备4分别连接，用于根据所述温室环境参数，基于预设的控制策略生成控制指令并发送至所述控制设备。其中，所述预设的控制策略可为：将各温室环境参数与对应的预设范围进行比较，当某温室环境参数超出其对应预设范围时，控制对应的控制设备运行以使得该温室环境参数变化至其对应的预设范围内。例如，将温度与预设阈值比较，当温度低于预设阈值时，控制加温控制器运行以使温度升高，进而使得温度高于预设阈值。

所述控制设备4，用于根据所述控制指令运行。具体来说，智能控制器2向控制设备4发送控制指令以控制所述控制设备的运行。

所述远程服务器1，与所述智能控制器2连接，用于将所述预设的控制策略发送至所述智能控制器。其中，所述预设的控制策略可根据温室内植物生长期、种植作物、控制设备及温室结构的变化而变化。

本实施例中，由于温室内作物生长期、种植作物、控制装备、温室结构改变后需要对温室控制策略进行修改，但传统的温室智能控制系统控制策略固定下来后修改困难，本实施例可远程更新程序的温室智能控制系统通过远程服务器可以实现对预设的控制策略的实时修改。则可针对不同的温室环境、不同种植作物以及不同生长周期、不同生长季节等情况配置温室控制策略和控制算法，通过远程服务器对控制程序重新编写，并将修改后的控制程序以无线局域网下载到智能控制器，通过简单的操作即可完成智能温室控制系统的开发与修改。

由此可见，本实施例通过传感器节点采集温室环境参数，智能控制器根据所述温室环境参数，基于预设的控制策略生成控制指令并发送至所述控制设备，以控制所述控制设备的运行，其中，所述预设的控制策略是远程服务器预先发送至所述智能控制器的根据温室种植作物、所述作物生长期、温室结构及控制设备配置的控制策略，则当温室内作物生长期、种植作物、温室结构、控制设备等改变时，可针对不同的温室环境、不同种植作物及不同的生长周期、不同的生长季节等情况配置温室控制策略和控制算法，并通过远程服务器将根据实际生产环境和作物生长需求重新编辑的控制策略下载到温室智能控制器，提高了温室智能控制系统的适用性，具有广阔的应用价值。解决了现有技术中温室控制系统检测控制因子单一、管理粗放、可移植性差、对温室项目修改周期长且成本较高的问题。

具体地，在本实用新型的一个可选实施例中，如图1所示，所述智能控制器2具体包括：wifi模块21、处理器22、无线接收端23及无线发射端24。

所述远程服务器1通过所述wifi模块21与所述处理器22连接；所述无线接收端23通过zigbee网络与所述传感器节点3连接，所述无线接收端23通过RS485接口与所述处理器22连接；所述无线发射端24通过zigbee网络与所述控制设备4连接，所述无线发射端24通过RS485接口与所述处理器22连接。

其中，所述处理器22通过所述无线接收端23接收所述传感器节点3采集的温室环境参数，所述处理器22通过所述wifi模块21接收所述远程服务器1发送的预设的控制策略，所述处理器22将生成的控制指令通过所述无线发射端24发送至所述控制设备4。

同时，所述处理器22通过所述无线发射端24接收所述控制设备4发送的所述控制设备的运行情况；所述处理器22通过所述wifi模块21将所述温室环境参数及所述控制设备的运行情况发送至所述远程服务器1；所述远程服务器1显示所述温室环境参数及所述控制设备的运行情况；所述远程服务器1将用户输入的远程控制指令通过wifi模块发送至所述处理器22，以使所述处理器22将所述远程控制指令转发至所述控制设备4。

具体来说，处理器22与无线接收端23连接，无线接收端23通过zigbee网络接收传感器节点3如温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器、植物生理传感器等采集回的信号，并将信号通过RS485接口传输给处理器22；处理器22与无线发射端24连接，处理器22对采集到的信号进行分析、处理、存储，并将生成的控制指令信号通过RS485接口传输给无线发射端24，无线发射端24将控制指令信号进行计算和处理，转化为相应的信号量，通过zigbee网络将信号量传送给控制设备4中的控制器组，实现对温室内控制设备如开窗装置、补光装置、加温装置、湿帘风机装置、CO2发生器、水肥一体机等装置的实时控制，温室内各装置的运行情况通过zigbee网络反馈给处理器22，以供处理器22将采集到的温室内的环境参数、各控制设备的运行情况等通过无线局域网传输给远程服务器1，远程服务器1可以实现远程实时查看、历史数据分析、远程控制等功能。

其中，所述传感器节点3可包括：温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器及植物生理传感器等，用于采集多个温室环境参数。

相应地，所述温室环境参数包括：温度、湿度、光照强度、CO₂浓度、苗情及病虫情等。

如此，本实施例中的传感器节点可同时监测的温室环境参数包括温室内空气温湿度、光照强度、CO2浓度、植物生理、土壤温湿度、土壤养分等信息，而且还可以通过预留通道增加传感器种类和数量，根据不同作物的生长要求，灵活配置不同的传感器网络组，并配置相对应的控制设备。传感器节点将采集到的信号通过无线局域网传输到智能控制器，智能控制器将来自多个传感器及其他边界条件参考值的信息进行协调和综合处理，进行基于信息融合技术的控制策略生成及控制设备的自动调节，具有监测范围大，监测精准度高等优点。

进一步地，所述控制设备4可包括：开窗装置、补光装置、加温装置、湿帘风机装置、CO₂发生器及水肥一体机等。

具体来说，控制设备4还包括开窗控制器、补光控制器、加温控制器、湿帘风机控制器、CO2发生器控制器、施肥一体机控制器等以及设于各控制器上的控制器端接口，各功能控制器通过控制器接口分别与外部的开窗装置、补光装置、加温装置、湿帘风机装置、CO2发生器、施肥一体机分别电气连接，从而控制外部装置的启停。智能控制器与外接端口之间设置有驱动装置，如无线继电器、电池阀等，用于控制功能控制器组的启动与停止。

需要说明的是，该温室智能控制系统具有较强的包容性，传感器节点预留通道可以对除温室内空气温湿度、光照、CO2浓度、植物生理外的其他环境进行信息采集。而控制设备还可以增设遮阳、喷淋、制冷等装置，通过控制装置自动调节温室内的环境，确保温室内的温度、湿度、光照、CO2浓度等环境在用户设定的范围内变化，为作物提供最适宜的环境，进一步提高作物产量和品质。

进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，如图2所示，所述智能控制器2除了包括上述的wifi模块21、处理器22、无线接收端23及无线发射端24外，还包括：触摸屏25。

其中，所述触摸屏25与所述处理器22连接。

所述处理器22，用于将所述温室环境参数、预设的温室环境参数阈值及预设的所述控制设备的运行情况发送至所述触摸屏；相应地，所述触摸屏25，用于接收并显示所述处理器22发送的所述温室环境参数、预设的温室环境参数阈值及所述控制设备的运行情况；接收所述用户输入的温室环境参数阈值，以对所述预设的温室环境参数阈值进行修改。

由此可见，处理器22与触摸屏25连接，通过触摸屏25可实时展示采集到的温室内空气温湿度、光照、CO2浓度等数据，设置的温湿度、光照、CO2浓度等上下极限以及各控制设备的运行情况等。触摸屏25可为电容式触摸屏，用户可以根据需求通过触摸屏25选择想要展示的内容。

进一步地，如图3所示，所述智能控制器2还包括：报警器26。

其中，所述报警器26与所述处理器22连接。

所述处理器22，还用于将所述温室环境参数与预设的温室环境参数阈值进行比较，以判定温室环境异常变化，并根据所述控制设备的运行情况判断所述控制设备异常运行，并在所述温室环境异常变化或所述控制设备异常运行时向所述报警器26发送控制信号；相应地，所述报警器26，用于在所述温室环境异常变化或所述控制设备异常运行时发出警报，以提醒用户所述温室环境异常变化或所述控制设备异常运行。

由此可见，报警器26可以通过预设的报警极限提醒用户温室环境及控制设备的异常变化情况。举例来说，所述报警器26可为声光报警器。当温室内的环境超过用户设定的上下极限值时，报警器26开始声光报警，并通过短信、微信或邮件等形式把报警信息发送到远程服务器或手机、平板电脑等远程设备，同时还可驱动控制设备4中的控制器组工作，经过控制器组的反馈控制使温室内的环境又处于正常范围内，报警器26停止工作。

进一步地，所述智能控制器还可包括：工作指示灯组。

其中，所述工作指示灯组与所述处理器连接，用于根据所述控制设备的工作状态开启或关闭。如工作指示灯组上包括多个指示灯，如补光指示灯、加温指示灯、水肥一体机指示灯等，当控制器组中的控制器处于工作状态时，相对应的指示灯就会发亮。

进一步地，所述智能控制器还可包括：模式选择装置。

其中，所述模式选择装置与所述处理器连接，用于选择自动控制模式和/或远程控制模式。具体地，模式选择装置可选择智能控制系统的控制模式为自动控制模式、远程控制模式，或者自动和远程控制同时控制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种温室智能控制系统，其特征在于，包括：远程服务器、智能控制器、传感器节点及控制设备；所述智能控制器分别与所述远程服务器、所述传感器节点及所述控制设备连接；

其中，所述远程服务器将预设的控制策略发送至所述智能控制器；所述传感器节点将采集的温室环境参数发送至所述智能控制器；所述智能控制器接收所述温室环境参数及所述预设的控制策略，生成控制指令并发送至所述控制设备；所述控制设备根据所述控制指令运行；

其中，所述预设的控制策略为所述远程服务器发送的根据温室种植作物、所述作物生长期、温室结构及控制设备配置的控制策略。

2.根据权利要求1所述的温室智能控制系统，其特征在于，所述智能控制器包括：wifi模块、处理器、无线接收端及无线发射端；

所述远程服务器通过所述wifi模块与所述处理器连接；所述无线接收端通过zigbee网络与所述传感器节点连接，所述无线接收端通过RS485接口与所述处理器连接；所述无线发射端通过zigbee网络与所述控制设备连接，所述无线发射端通过RS485接口与所述处理器连接；

其中，所述处理器通过所述无线接收端接收所述传感器节点采集的温室环境参数，所述处理器通过所述wifi模块接收所述远程服务器发送的预设的控制策略，所述处理器将生成的控制指令通过所述无线发射端发送至所述控制设备；

所述处理器通过所述无线发射端接收所述控制设备发送的所述控制设备的运行情况；所述处理器通过所述wifi模块将所述温室环境参数及所述控制设备的运行情况发送至所述远程服务器；所述远程服务器显示所述温室环境参数及所述控制设备的运行情况；所述远程服务器将用户输入的远程控制指令通过wifi模块发送至所述处理器，以使所述处理器将所述远程控制指令转发至所述控制设备。

3.根据权利要求1或2所述的温室智能控制系统，其特征在于，所述传感器节点包括：温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器及植物生理传感器；

所述温室环境参数包括：温度、湿度、光照强度、CO₂浓度、苗情及病虫情。

4.根据权利要求1或2所述的温室智能控制系统，其特征在于，所述控制设备包括：开窗装置、补光装置、加温装置、湿帘风机装置、CO₂发生器及水肥一体机。

5.根据权利要求2所述的温室智能控制系统，其特征在于，所述智能控制器还包括：触摸屏；所述触摸屏与所述处理器连接；

所述触摸屏，用于接收并显示所述处理器发送的所述温室环境参数、预设的温室环境参数阈值及所述控制设备的运行情况；接收所述用户输入的温室环境参数阈值，以对所述预设的温室环境参数阈值进行修改。

6.根据权利要求2所述的温室智能控制系统，其特征在于，所述智能控制器还包括：报警器；所述报警器与所述处理器连接；

所述处理器，还用于将所述温室环境参数与预设的温室环境参数阈值进行比较，以判定温室环境异常变化，并根据所述控制设备的运行情况判断所述控制设备异常运行，并在所述温室环境异常变化或所述控制设备异常运行时向所述报警器发送控制信号；

相应地，所述报警器，用于在所述温室环境异常变化或所述控制设备异常运行时发出警报，以提醒用户所述温室环境异常变化或所述控制设备异常运行。

7.根据权利要求6所述的温室智能控制系统，其特征在于，所述报警器为声光报警器。

8.根据权利要求2所述的温室智能控制系统，其特征在于，所述智能控制器还包括：工作指示灯组；

所述工作指示灯组与所述处理器连接，用于根据所述控制设备的工作状态开启或关闭。

9.根据权利要求2所述的温室智能控制系统，其特征在于，所述智能控制器还包括：模式选择装置；

所述模式选择装置与所述处理器连接，用于选择自动控制模式和/或远程控制模式。