CN104142656A - 农业自动化控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农业自动化控制***，其包括主控机，至少一个载波主模和至少一个载波功能模块，所述载波主模块和载波功能模块之间，以及各个载波功能模块之间利用电力线传输数据，并可通过不同频率的数据通道独立运行，载波功能模块连接有一种或多种农业自动化所需的农业设备，并控制所述农业设备的工作，载波主模块通过电力线载波可实现对载波功能模块的远程控制。本发明利用电力线进行数据通讯，不受线路铺设的限制，可方便实现农业自动化远程操作。

Description

农业自动化控制***

技术领域

本发明属于低压载波远程控制领域，具体涉及一种农业自动化控制***。

背景技术

随着科技的进步，农业的自动化程度在不断提高，然而仍然存在许多问题，比如布线非常复杂，设备维护调整困难等。

现有技术中实现农业自动化，需要专业的控制或者传感线路，或者空旷的空间才能完成。并且很多操作都需要本地进行，不能远程操控。比如实现控制、测量，需要在现场人工控制和采集；控制大棚、温室灯光亮度都是通过直接连线的方式，耗费大量成本；对于农业温室中开合阀门的大小、风窗的角度、布帘的收放等也都需要通过现场控制设备调节。此外，精准的操作和控制手段欠缺，比如灌溉***无法精确统计灌溉的数量。因此，受限于现有技术的发展，农业自动化并未真正科学化。

专利号为201220275729.6的中国专利公开了一种载波可编程控制***，其使用现有的电源线路、双绞线或其他导电线路，即可进行数据传输通讯，无需另行铺设线路和占用空间成本。同时，载波可编程控制***可以采用多通道多模式进行通讯，并可以实现本地编程和远程准确控制，为农业自动化的进一步发展提供了技术上的可能。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种农业自动化控制***，其引入多通道载波可编程控制***的技术，实现了农业环境指标的自动测量和远程精准控制。

为了达到上述发明目的，本发明所提供的一种农业自动化控制***是通过以下技术方案实现的：

一种农业自动化控制***，包括：至少一个载波主模块，具有若干通讯接口；和至少一个载波功能模块，所述载波主模块和载波功能模块之间，以及各个载波功能模块之间利用电力线传输数据，并可通过不同频率的数据通道独立运行，所述载波功能模块具有本地编程处理能力，所述载波主模块通过电力线载波可实现对载波功能模块的远程控制，所述载波功能模块连接有一种或多种农业自动化所需的农业设备，并控制所述农业设备的工作，所述农业设备包括农业测量设备，农业执行设备，和农业智能化管理设备。

较佳地，所述农业测量设备包括：环境温/湿度传感器、土壤温/湿度传感器、流量传感器、二氧化碳含量传感器、风速传感器、液位传感器、电流传感器、电压传感器、光照传感器、辐射传感器、酸碱度传感器、土壤含氧量传感器等农业环境指标测量设备。

较佳地，所述农业执行设备包括：水泵、风机、加热器、加湿器、灯光控制器、卷帘机、搅拌机、循环风扇、空调等调节农业环境的执行设备。

较佳地，所述通讯接口为WLAN无线网络、USB接口、RJ45网络接口、语音接口、RS232/485串行接口、ZIGBEE无线接口、蓝牙接口。

较佳地，所述的农业自动化控制***还包括一主控机，与载波主模块通过通讯接口建立通讯，主控机通过操控载波主模块，进而操控载波功能模块及载波功能模块上的农业设备进行工作。

较佳地，所述主控机为计算机、平板电脑、触摸屏或其它控制终端。

较佳地，所述电力线为电源线，双绞线或其他导电线路。

较佳地，所述农业智能化管理设备包括：RFID视频识别装置、虹膜识别装置、指纹识别装置、具有对讲和广播功能的语音通信装置、报警装置等提升农业自动化管理程度的设备。

较佳地，所述载波功能模块具有若干通讯接口。

本发明所提供的农业自动化控制***，采用多通道载波可编程控制***的技术，利用电力线进行通讯，节省了铺设专有线路的成本和线路维护的成本，并且可以实现数据自动测量、分析、比较和远程操纵。本发明还具有语音通讯、RFID射频识别、虹膜识别等功能，进一步提高了农业自动化的程度。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明实施例一的结构示意图；

图3为本发明实施例二的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种农业自动化控制***，采用多通道多模式通过电力线进行通讯，其包括：至少一个载波主模块10，和至少一个载波功能模块20。载波主模块10具有若干通讯接口30，用于对外建立通讯。

农业自动化控制***还包括至少一个主控机40，通过通讯接口30与载波主模块10建立通讯，从而控制载波主模块10，进而控制与载波主模块10连接的载波功能模块20完成相应的工作。

载波主模块10和载波功能模块20之间，以及各个载波功能模块20之间利用电力线60传输数据，所述电力线60为电源线，双绞线或其他导电线路。

主控机40可以为计算机、平板电脑、触摸屏或其他控制终端。

通讯接口30包括WLAN无线网络、USB接口、RJ45网络接口、语音接口、RS232/485串行接口、ZIGBEE无线接口、蓝牙接口等。

较佳地，所述载波功能模块20也具有若干通讯接口30，可以通过通讯接口30直接和外部建立通讯。

根据具体情况，所述载波功能模块20连接有一个或多个农业自动化所需的农业设备50，并控制这些农业设备50的工作。所述农业设备50包括农业测量设备51，农业执行设备52，和农业智能化管理设备53。

农业测量设备51包括：环境温/湿度传感器511、土壤温/湿度传感器512、流量传感器513、二氧化碳含量传感器514、风速传感器515、液位传感器516、电流传感器517、电压传感器、光照传感器518、辐射传感器、酸碱度传感器、土壤含氧量传感器等农业环境指标测量设备。

农业执行设备52包括水泵521、风机522、加热器523、加湿器524、灯光控制器525、卷帘机526、搅拌机527、循环风扇、空调等调节农业环境的执行设备。

农业智能化管理设备53包括RFID视频识别装置531、虹膜识别装置532、指纹识别装置533、语音通信装置534、报警装置535等提升农业自动化管理程度的设备。所述语音通信装置534具有对讲和广播功能。

主控机40与载波主模块10，载波主模块10和载波功能模块20之间，以及各个载波功能模块20之间通过不同频率的数据通道独立运行，所述载波功能模块20具有可编程控制器，可以实现本地编程处理。

载波主模块10通过电力线载波可实现对载波功能模块20的远程控制。利用电力线载波的数据通道，可以将载波功能模块20设置在距离载波主模块10较远的地方，且无需另外铺设线路。这样在需要测量环境数据的地方，及设置有农业设备50的地方，设置载波功能模块20，并连接上相应的农业设备50，即可通过操作主控机40，利用载波主模块10中转数据，实现对载波功能模块20的远程操作控制，从而使得载波功能模块20所连接的农业设备50执行相应的指令。

实施例1

如图2所示，一种在农业大棚中应用的农业自动化***，包括一个主控机40，2个载波主模块11、12，以及N个载波功能模块21-2N。

所述主控机40为一触摸屏，设置在大棚门口，通过WLAN无线网络、USB接口、RJ45网络接口、RS232/485串行接口、ZIGBEE无线接口等通讯接口30与载波主模块11、12连接，信号通过载波主模块11、12分别传送到载波功能模块21-2n，载波功能模块21-2N得到主控机40的命令，即执行本地控制功能。

载波功能模块21连接有水泵521、灯光控制器525、卷帘机526、流量传感器513和光照传感器518，并且可以实现部分调节控制功能本地编程实现，主控机40将控制灌溉和控制光照的组命令传给载波功能模块21，载波功能模块21在本地执行该命令，通过流量传感器513测量水流量，达到所需的水量后，载波功能模块21就关闭灌溉用水泵521的控制开关，完成控制灌溉的命令；光照传感器518同时测量大棚内的照度，根据不同作物设定要求的照度，由载波功能模块21，通过操作灯光控制器525和卷帘机526进行光线亮度和角度等的调节，完成调节光照的命令。

载波功能模块22连接有环境温/湿度传感器511、二氧化碳含量传感器514、加热器523、加湿器524和风机522，载波功能模块22得到主控机40的命令，执行远程大棚控制功能，将测量的大棚温湿度、二氧化碳含量上传至主控机40，主控机40根据温室大棚作物的要求，确定加热器523、加湿器524和风机522的开关状态。

根据农业大棚的具体需求，确定载波功能模块的个数N，及各个载波功能模块21-2N所要连接的农业设备50的种类和个数。

主控机40同时连接载波主模块12，当该大棚农业自动化控制***需要与其他***进行连接通讯时(例如：与PLC相连接配合时，采用此结构)，使用此***结构，完成复杂环境的温室大棚***组合。

实施例2

如图3所示，另一种在农业大棚中应用的农业自动化***，包括一个主控机40，1个载波主模块101，以及10个载波功能模块201-210。

借助电力线60，主控机40通过载波主模块101，与10个载波功能模块201-210进行通讯，每个载波功能模块分别连接有相应的农业设备50，实现不同的功能。

载波功能模块201连接有环境温/湿度传感器511，将测量的温/湿度数据回传给主控机40。

载波功能模块202连接有风速传感器515、液位传感器516、电流传感器517、土壤温/湿度传感器512、二氧化碳含量传感器514等，可以测量温室大棚的风速，也可以测量液位、电流、二氧化碳含量和土壤温/湿度等。

载波功能模块203连接有流量传感器513，测量温室大棚灌溉的水、肥流量，科学调节灌溉比例。

载波功能模块204连接有光照传感器518，测量作物在大棚的照度，使得主控机40根据不同作物的习性，决定是否调节载波功能模块209上的灯光控制器525和卷帘机526。

载波功能模块205连接有语音通信装置534，可以在大棚内及大棚以外进行语音通信或者广播。

载波功能模块206连接有水泵521、风机522、加热器523、加湿器524、搅拌器527，载波功能模块206根据主控机40传达的不同指令，控制这些农业执行设备52的开启及工作频率。

载波功能模块207连接有RFID射频识别装置531，使用RFID射频识别可以控制大棚人员流动，也可以定位人员和设备，以及计量设备、作物的数量。

载波功能模块208连接有虹膜识别装置532和指纹识别装置533，使用虹膜和指纹，识别工作人员，拒绝外来干扰。

载波功能模块209连接有灯光控制器525和卷帘机526，实现对光照的调解。

载波功能模块210连接有液位传感器516和报警模装置535，用于测量液位和异常情况报警。

同时主控机40通过载波主模块101向需要的载波功能模块201-210传送数据和命令，实现控制功能(如水泵风机设备开关、灯光调节、远程命令、温湿度调节等)，经过主控机40的利用农业生产经验设置逻辑、数据以及画面处理等功能，完成对农业设施的远程测量和控制的自动和手动执行。

本发明所属领域的一般技术人员可以理解，本发明以上实施例仅为本发明的优选实施例之一，为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本发明权利要求技术方案的实施，都在本发明的保护范围内。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在本发明的上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种农业自动化控制***，包括：至少一个载波主模块，具有若干通讯接口；和至少一个载波功能模块，所述载波主模块和载波功能模块之间，以及各个载波功能模块之间利用电力线传输数据，并可通过不同频率的数据通道独立运行，所述载波功能模块具有本地编程处理能力，所述载波主模块通过电力线载波可实现对载波功能模块的远程控制，其特征在于，所述载波功能模块连接有一种或多种农业自动化所需的农业设备，并控制所述农业设备的工作，所述农业设备包括农业测量设备，农业执行设备，和农业智能化管理设备。

2.根据权利要求1所述的农业自动化控制***，其特征在于，所述农业测量设备包括：环境温/湿度传感器、土壤温/湿度传感器、流量传感器、二氧化碳含量传感器、风速传感器、液位传感器、电流传感器、电压传感器、光照传感器、辐射传感器、酸碱度传感器、土壤含氧量传感器等农业环境指标测量设备。

3.根据权利要求2所述的农业自动化控制***，其特征在于，所述农业执行设备包括：水泵、风机、加热器、加湿器、灯光控制器、卷帘机、搅拌机、循环风扇、空调等调节农业环境的执行设备。

4.根据权利要求3所述的农业自动化控制***，其特征在于，所述通讯接口为WLAN无线网络、USB接口、RJ45网络接口、语音接口、RS232/485串行接口、ZIGBEE无线接口、蓝牙接口。

5.根据权利要求1-4任一所述的农业自动化控制***，其特征在于，还包括一主控机，与载波主模块通过通讯接口建立通讯，主控机通过操控载波主模块，进而操控载波功能模块及载波功能模块上的农业设备进行工作。

6.根据权利要求5所述的农业自动化控制***，其特征在于，所述主控机为计算机、平板电脑、触摸屏或其它控制终端。

7.根据权利要求6所述的农业自动化控制***，其特征在于，所述电力线为电源线，双绞线或其他导电线路。

8.根据权利要求1-4所述的农业自动化控制***，其特征在于，所述农业智能化管理设备包括：RFID视频识别装置、虹膜识别装置、指纹识别装置、具有对讲和广播功能的语音通信装置、报警装置等提升农业自动化管理程度的设备。

9.根据权利要求7所述的农业自动化控制***，其特征在于，所述农业智能化管理设备包括：RFID视频识别装置、虹膜识别装置、指纹识别装置、具有对讲和广播功能的语音通信装置、报警装置等提升农业自动化管理程度的设备。

10.根据权利要求9所述的农业自动化控制***，其特征在于，所述载波功能模块具有若干通讯接口。