CN207867267U - 一种蚕豆栽培智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蚕豆栽培智能控制系统，包括控制单元、控制单元收发电路和数据采集卡，所述控制单元的控制端与控制单元收发电路的信号端相连接，所述控制单元收发电路的输出端通过RS485接口与数据采集卡相连接，所述数据采集卡的信号端连接有传感器组，所述控制单元的信号端通过遥感模块连接有控制器，所述控制器的信号端连接有执行机构，所述控制单元的输出端与语音控制器相连接，通过数据采集单元对植物栽培室内环境参数进行实时采集，采集的数据通RS485总线传送至控制单元，控制单元根据模糊控制和人工经验原则进行调节，并且在控制系统内部加入了一些硬件抗干扰措施，确保了系统的安全性和稳定性。

Description

一种蚕豆栽培智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及蚕豆栽培技术领域，具体为一种蚕豆栽培智能控制系统。

背景技术

目前，国外植物栽培智能控制技术己经达到比较完备的程度，温室内湿度、湿度、光照强度等环境因子通过计算机集中控制，通过控制电磁阀、暖风机、风扇等设备可以实现环境参数自动调节。随着科学技术发展，人工智能广泛应用于温室控制，美国学者提出一体化植物栽培网络管理体系，将温室中环境参数调节、水肥灌概等作为一个整体，系统根据湿室环境状况输出控制信号协调各部分动作，实现最优控制。

我国温室大棚发展比较晚，60年代仅利用简易式塑料大棚来种植蔬菜， 70年代以来，植物栽培技术开始有了较快的发展，由于起步晚，引进的控制设施在实际使用过程中也出现了很多问题，主要表现为下几点：

(1)国内的植物栽培控制手段大多采用人工方式，调控效果差，与国外相比存在较大差距，而且国内现有的一些研究成果很难被真正的推广应用；

(2)大多数的设施简陋，抵御自然灾害能力差，环境调控技术和设备落后，缺乏理论基础与量化标准，环境的可调节程度有限。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种蚕豆栽培智能控制系统，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种蚕豆栽培智能控制系统，包括控制单元、控制单元收发电路和数据采集卡，所述控制单元的控制端与控制单元收发电路的信号端相连接，所述控制单元收发电路的输出端通过RS485接口与数据采集卡相连接，所述数据采集卡的信号端连接有传感器组，所述控制单元的信号端通过遥感模块连接有控制器，所述控制器的信号端连接有执行机构，所述控制单元的输出端与语音控制器相连接；

所述控制单元收发电路包括收发器和RS485串口芯片，所述RS485串口芯片的第一引脚分别连接有第一电阻和第二电阻，所述第二电阻的另一端连有RS485串口芯片的第二引脚，所述RS485串口芯片的第二引脚还连接有第三电阻，所述第三电阻的另一端直接接地，所述第三电阻和第二电阻的接线处通过控制线路与收发器的控制端相连接，所述第一电阻和第二电阻的接线处与收发器的数据端相连接。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述数据采集卡和控制单元的电源端均连接有供电模块。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述传感器组包括土壤湿度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照强度传感器。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述数据采集卡的信号端还连接有水流量计。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述控制单元的控制端还连接有液晶显示屏。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述收发器的第一引脚连接有电源端，所述收发器的第一引脚还通过滤波电容直接接地。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述收发器的收发引脚直接与控制单元相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该蚕豆栽培智能控制系统，通过数据采集单元对植物栽培室内环境参数进行实时采集，采集的数据通RS485总线传送至控制单元，控制单元根据模糊控制和人工经验原则进行调节，并且在控制系统内部加入了一些硬件抗干扰措施，确保系统的安全性和稳定性，并且直接利用液晶显示屏显示各项参数，使得用户操作界面要简单，设定参数、设备操作流程要简单易懂，符合农户的操作习惯，能够实时显示温室内各环境参数以及关联设备状态，同时有相应的语音提示，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型控制单元收发电路电路图。

图中：1-控制单元；2-控制单元收发电路；3-供电模块；4-语音控制器；5-液晶显示屏；6-数据采集卡；7-传感器组；8-土壤湿度传感器；9- 空气湿度传感器；10-二氧化碳浓度传感器；11-光照强度传感器；12-水流量计；13-RS485接口；14-遥感模块；15-控制器；16-执行机构。

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。

实施例：

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种蚕豆栽培智能控制系统，包括控制单元1、控制单元收发电路2和数据采集卡6，所述控制单元1采用STM32F103VBT6控制器，可以同时进行指令、数据的读取，提高了应用程序的执行效率，能够很好地满足蚕豆栽培智能控制系统功能要求，所述控制单元1的控制端与控制单元收发电路2的信号端相连接，所述控制单元1主要完成实时显示、智能控制、手动控制、语音播报和参数设定等任务，液晶显示模块连接外部键盘模块组成人机交互模块，完成实时显示、参数设定、模式选择等任务，所述控制单元收发电路2的输出端通过RS485接口13与数据采集卡6相连接，所述数据采集卡6的信号端还连接有水流量计12，所述数据采集卡6的信号端连接有传感器组7，所述传感器组7包括土壤湿度传感器8、空气湿度传感器9、二氧化碳浓度传感器10和光照强度传感器11，所述数据采集卡6主要实现蚕豆栽培室内土壤湿度、空气温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等环境参数的数据采集和数据传输，所述控制单元1的信号端通过遥感模块14连接有控制器15，所述控制器15的信号端连接有执行机构16，所述控制单元1的输出端与语音控制器4相连接，所述语音控制器4采用SYN6288型号的控制器，主控单元1可通过异步串口UART接口向语音控制器SYN6288发送控制命令和文本，芯片接收到命令和文本后将文本合成为语音信号，模块输出语音信号，输出的信号直接连到喇叭进行播放。

所述数据采集卡6和控制单元1的电源端均连接有供电模块3，所述供电模块3内部采用AMS1117型号的电压稳压器，正向低压降稳压器，内部集成了过热保护电路和限流保护电路，具有功耗低、精度高、效率高和可靠性高的特点，所述控制单元1的控制端还连接有液晶显示屏5，可以通过液晶模块连接外部的键盘模块，从而构成人机交互模块，通过人机交互界面可以直观了解蚕豆栽培室内当前环境状况，进行环境参数设定以及环境调控相关操作；

所述控制单元收发电路2包括收发器U和RS485串口芯片RS，所述 RS485串口芯片RS的第一引脚分别连接有第一电阻R1和第二电阻R2，所述第二电阻R2的另一端连有RS485串口芯片RS的第二引脚，所述RS485 串口芯片RS的第二引脚还连接有第三电阻R3，所述第三电阻R3的另一端直接接地GND，所述第三电阻R3和第二电阻R2的接线处通过控制线路与收发器U的控制端相连接，所述第一电阻R1和第二电阻R2的接线处与收发器U的数据端相连接，所述收发器U的第一引脚连接有电源端VCC，所述收发器U的第一引脚还通过滤波电容C1直接接地GND，所述收发器U的收发引脚直接与控制单元1相连接，所述控制单元收发电路2采用SP3485作为收发器，SP3485最高可法到10Mbps的传输速度，设计有输出短路保护功能，控制单元收发电路2采用半双工通信模式，其中收发器U的DI、RO分别于 STM32F103VBT6控制芯片串口2的PA2、PA3相连，控制信号DE和RE相连接入STM32F103VBT6控制芯片的PE8口，电阻R24的作用是减少线路传输中信号的反射。通过控制PE8口的高低电平可实现与数据采集单元的数据传输。

本实用新型的工作原理：该蚕豆栽培智能控制系统，通过数据采集单元对植物栽培室内环境参数进行实时采集，采集的数据通RS485总线传送至控制单元，控制单元根据模糊控制和人工经验原则进行调节，此外系统设计有实时显示语音播报等功能，系统主要包括手动控制和自动控制两种控制模式，当采用手动控制模式时，系统将传感器采集到的某环境参数值与系统预设值进行对比，当该环境参数值超出预设定范围时，系统报警并语音提示该参数超限，提醒农户进行相应的操作，农户根据语音报警提示进行操做当采用自动控制模式化室内某环境参数值超出系统预设定范围化系统报警并语音提示该参数值超限，同时系统输出控制信号控制环境控制装置进行调节。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种蚕豆栽培智能控制系统，包括控制单元(1)、控制单元收发电路(2)和数据采集卡(6)，其特征在于：所述控制单元(1)的控制端与控制单元收发电路(2)的信号端相连接，所述控制单元收发电路(2)的输出端通过RS485接口(13)与数据采集卡(6)相连接，所述数据采集卡(6)的信号端连接有传感器组(7)，所述控制单元(1)的信号端通过遥感模块(14)连接有控制器(15)，所述控制器(15)的信号端连接有执行机构(16)，所述控制单元(1)的输出端与语音控制器(4)相连接；

所述控制单元收发电路(2)包括收发器U和RS485串口芯片RS，所述RS485串口芯片RS的第一引脚分别连接有第一电阻R1和第二电阻R2，所述第二电阻R2的另一端连有RS485串口芯片RS的第二引脚，所述RS485串口芯片RS的第二引脚还连接有第三电阻R3，所述第三电阻R3的另一端直接接地GND，所述第三电阻R3和第二电阻R2的接线处通过控制线路与收发器U的控制端相连接，所述第一电阻R1和第二电阻R2的接线处与收发器U的数据端相连接。

2.根据权利要求1所述的一种蚕豆栽培智能控制系统，其特征在于：所述数据采集卡(6)和控制单元(1)的电源端均连接有供电模块(3)。

3.根据权利要求1所述的一种蚕豆栽培智能控制系统，其特征在于：所述传感器组(7)包括土壤湿度传感器(8)、空气湿度传感器(9)、二氧化碳浓度传感器(10)和光照强度传感器(11)。

4.根据权利要求1所述的一种蚕豆栽培智能控制系统，其特征在于：所述数据采集卡(6)的信号端还连接有水流量计(12)。

5.根据权利要求1所述的一种蚕豆栽培智能控制系统，其特征在于：所述控制单元(1)的控制端还连接有液晶显示屏(5)。

6.根据权利要求1所述的一种蚕豆栽培智能控制系统，其特征在于：所述收发器U的第一引脚连接有电源端VCC，所述收发器U的第一引脚还通过滤波电容C1直接接地GND。

7.根据权利要求1所述的一种蚕豆栽培智能控制系统，其特征在于：所述收发器U的收发引脚直接与控制单元(1)相连接。