CN101430552A - 温室栽培环境自动控制*** - Google Patents

温室栽培环境自动控制*** Download PDF

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余一韩
陈金星
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SHANGHAI QIANHUI GREENHOUSE ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种温室栽培环境自动控制***，包括若干分布式温室环境传感器组，温室环境执行设备，温室环境执行设备控制模块，温室环境计算机处理部分，室外环境参数采集部分，还包括单片机，温湿环境执行设备控制模块为若干分布式配有微处理器的现场控制器，并配有控制和处理模块，现场控制器与传感器组中传感器和温室环境执行设备直接连接，分布式现场控制器分别与单片机连接，构成星型连接方式，单片机配有控制模块和暂存处模块用于暂存储数据和发送温室环境计算的控制和设置命令，温室环境计算机配有处理模块、存储模块，控制模块中心，不同作物季节性生长模式调整模块。此自动控制***具有良好稳定性，并可有效降低人工干涉控制。

Description

温室栽培环境自动控制***
技术领域
本发明农业生物环境的控制领域，尤其涉及一种温室栽培环境自动控制***。
背景技术
传统的温室环境的控制是依赖人工进行检测、调控和监控来实现温室环境的控制。温室的环境控制包括温室内的温度、湿度、CO2浓度、光合有效辐射量的控制，同时要对室外光辐照度、风速、风向、雨量等气候进行监控。通过温室内作物的生长发育状况来控制室内的温度、湿度、通风、光照、灌溉量、以及肥料用量和种类的控制。然而，这些温室繁琐复杂的控制依赖人工控制，需要消耗的人力资源较多，而且不易统筹管理和控制，容易出现控制的失误。
随着电子控制技术的发展，自动化控制逐渐走向温室环境的控制，取代传统的人工控制。目前温室栽培环境的控制有基于485总线分布式智能温室环境的控制***，该种***具有多个分布式控制器，通过多个分布式控制器、调制解调器、信号转换器以及温室环境计算机实现整个温室的温度、湿度、CO2浓度，光合有效辐射量的控制，目前的温室自动控制***容易受外界干扰导致***不稳定性，而且一旦温室环境计算机***失效或崩溃会导致控制***瘫痪不能保证温室控制***的正常运行。再者，由于目前大多数温室控制***当室外环境出现季节过渡时，用户需要不断的根据当时的室外环境参数和作物栽培环境的变化而在温室环境计算机上进行一系列必须的人工设定参数的前期操作，这样导致在控制上人工干预较多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种温室栽培环境自动控制***，以提高温室环境实时控制的准确性和灵活性和提高控制***的稳定性。
为了达到上述的目的，温室栽培环境自动控制***，它不仅包括若干分布式温室环境传感器组，温室环境执行设备，温室环境执行设备控制模块，温室环境计算机处理部分，室外环境参数采集部分，它还包括若干分布式现场控制器，单片机；现场控制器配有智能微处理器和控制与处理模块，单片机配有控制模块和暂存储模块，温室环境计算机配有处理和存储模块，还配有温室不同作物季节性生长模式调整模块；若干分布式现场控制器与若干分布式温室环境传感器组和室外环境参数采集部分直接连接，同时与单片机连接构成星形连接，单片机直接与温室环境计算机处理部分相连；若干分布式温室环境传感器组用于采集温室环境参数，现场控制器用于读取传感器数据参数、接收单片机控制命令、控制温室环境执行设备和独立执行所述温室环境计算机的预设置功能，单片机用于暂存储传感器采集的数据，发送/接收温室环境计算机控制/预设置命令，温室环境计算机用于接收外部设置、读取和存储单片机暂存模块数据比较其与温室作物需要的生长环境参数，发出控制/预设置命令。所涉及的传感器组、现场控制器、单片机和温室环境计算机是基于RS232-RS485通信接口，通过电缆进行连接。温室环境传感器组包括：温湿传感器组、二氧化碳传感器组、光合有效辐射传感器组、雨量传感器组。现场控制器可接扩展板，拓展现场控制器接口。
本发明的温室栽培环境自动控制***，可有效降低温室栽培环境人工干涉控制，提高温室栽培环境控制的自动化，独立现场控制器的使用提高了温室栽培环境自动控制***的稳定性。
附图说明
通过以下实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的具体结构特征和优点。其中，附图为：
图1是温室栽培环境自动控制***结构图。
图2是温室栽培环境自动控制***工作流程图。
具体实施方式
以下将对本发明的温室栽培自动环境自动控制***作进一步的详细描述。
本发明的温室栽培环境控制***包括若干分布式温室环境传感器组，温湿环境执行设备，温室环境执行设备控制模块，温室环境计算机处理部分，室外环境参数采集部分，请参阅图1，此控制***还包括单片机，温室环境执行设备控制模块为若干分布式现场控制器，现场控制器1、现场控制器2、现场控制器3、现场控制器4、现场控制器5等，现场控制器均配有智能微处理器和控制与处理模块。温室环境计算机配有处理和存储模块，还配有温室不同作物季节性生长模式调整模块。单片机配有控制模块和暂存储模块。
若干分布式现场控制器与若干分布式温室环境传感器组和室外环境参数采集部分直接连接，同时与单片机连接构成星形连接。单片机直接与温室环境计算机处理部分相连。用户对温室环境计算机进行控制和设置。若干分布式温室环境传感器组用于采集温室环境参数。若干分布式温室环境传感器组包括：温湿传感器组、二氧化碳传感器组、光合有效辐射传感器组、雨量传感器组。这些传感器组采集温室内相对应环境参数数据；配有智能微处理器的现场控制器读取传感器组采集的温室环境参数数据，控制温室环境执行设备和独立执行温室环境计算机的预设功能，温室环境执行设备包括雨量控制设备、光照控制设备、温湿控制设备、二氧化碳控制设备等其他室内环境控制设备；单片机用于暂存储传感器采集的数据，发送/接收温室环境计算机控制/设置命令。温室环境计算机用于接收来自外部的控制/设置，读取和存储单片机暂存模块中数据比较其与温室作物需要的生长环境参数，发出控制/设置命令。这些传感器组、现场控制器、单片机和温室环境计算机是基于RS232-RS485通信接口，通过电缆进行连接。
请参见图2，在整个温室控制***运转之前，用户会将温室内栽培的作物种类以及不同作物生长情况下需要的成长环境参数通过温室环境计算机的存储模块实现作物不同成长环境参数在温室环境计算机数据库中的存储；在温室控制***运转时，传感器所采集数据由与其直接相连配有智能微处理器的现场控制器获取之后，由单片机将读取此数据存入单片机的暂存储数据库，温室环境计算机读取单片机中的暂存储数据库中数据，并调出已存入数据库中对应作物需要的成长环境参数进行比对，当温室内环境参数满足作物生长环境参数要求时，温室环境计算机则不会发出改变当前温室环境的命令；当温室内环境参数不满足作物生长环境参数要求时，则温室环境计算机会向单片机发出控制命令，单片机接收命令后向现场控制器发送命令，现场控制器则执行命令对温室执行设备进行控制。用户还可直接在温室环境计算机上对控制***直接进行预设置实现运行模式设置。
由于控制***中温室环境计算机配有温室不同作物季节性生长模式调整模块，温室环境计算机可根据不同作物在春、夏、秋、冬四季对温室内环境参数进行不同级数和梯度控制。对应设置作物类别与温度、湿度、光照、二氧化碳等环境参数后，控制***根据室外环境参数调整温室环境执行设备。通过设置不同作物季节性生长模式，就可使温室控制***进入作物季节性环境自动调控。因而这种控制方式具有很大灵活性并根据室外环境的变化具有很好实时控制性，且可省去多数繁琐的人工干预控制和调节。
采用的现场控制器配有智能微处理器，与单片机构成星型连接，这样单路传感器至温室温室环境计算机处理器的故障将不会影响其他传感器至温室环境计算机的控制。在温室环境计算机上进行自动控制***运行模式设置，通过预设置命令进入***独立运行模式，现场控制器通过其处理模块独立执行温室环境控制而不需通过单片机和温室环境计算机。在独立运行模式中，现场控制器可实现对温室执行设备进行直接控制，避免当温室环境计算机故障或需要维护时通讯断开时，依然可以维持温室控制运行，这样可有效提高控制***稳定性。
这种温室栽培环境自动控制***由于其星型的连接结构，因此适用于多栋温室栽培环境的同时控制，每栋温室控制***的控制具有相对独立性。自动控制***的组件：现场控制器、单片机和温室环境计算机配有的程序模块组态可较好实现温室栽培环境的实时控制，温室环境计算机配的不同作物季节性调整模块更可模式化的自动调整作物不同季节的温室环境，降低人工干预的控制力度，实现温室季节环境调整的自动化。

Claims (4)

1、温室栽培环境自动控制***，它包括若干分布式温室环境传感器组，温室环境执行设备，温室环境执行设备控制模块，温室环境计算机处理部分，室外环境参数采集部分，其特征在于，它还包括单片机，所述温室环境执行设备模块为若干分布式现场控制器，所述现场控制器配有智能微处理器和控制与处理模块，所述单片机配有控制模块和暂存储模块，所述温室环境计算机配有处理和存储模块，还配有温室不同作物季节性生长模式调整模块；所述若干分布式现场控制器与若干分布式温室环境传感器组、室外环境参数采集部分和温室环境执行设备直接连接，同时与单片机连接构成星形连接，所述单片机直接与温室环境计算机处理部分相连；所述若干分布式温室环境传感器组用于采集温室环境参数，所述现场控制器用于读取传感器数据参数、接收单片机控制命令、控制温室环境执行设备和独立执行所述温室环境计算机的预设置功能，所述单片机用于暂存储传感器采集的数据，发送/接收温室环境计算机控制/预设置命令，所述温室环境计算机用于接收外部设置、读取和存储单片机暂存模块数据比较其与温室作物需要的生长环境参数，发出控制/预设置命令。
2、如权利要求1所述的温室栽培环境自动控制***，其特征在于：所述传感器组、现场控制器、单片机和温室环境计算机是基于RS232-RS485通信接口，通过电缆进行连接。
3、如权利要求1所述的温室栽培环境自动控制***，其特征在于：所述温室环境传感器组包括：温湿传感器组、二氧化碳传感器组、光合有效辐射传感器组、雨量传感器组。
4、如权利要求1所述的温室栽培环境自动控制***，其特征在于：所述现场控制器可接扩展板，拓展现场控制器接口。
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090513