CN110100619A - 一种温室大棚自动化远程遥控温控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种温室大棚自动化远程温控装置，属于现代化农业技术领域。包括数据监测采集单元，包括光照传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤pH传感器、温度传感器、CO2浓度传感器、监控摄像头；数据传输处理单元，包括存储器、CPU、LED显示屏、信号接收器、数据传输端、电源；自动化控制单元，包括保险管、手动总开关、手动单元、自动单元和温控***，所述自动单元包括遥控开关、计时开关、温控开关；所述温控***，包括电动遮阳棚、光控开关、限位开关、鼓风机和电动卷帘机；还包括温室大棚和遮阳棚骨架。本发明通过将各类传感器、数据传输处理单元和自动化控制单元的耦合，实现温室大棚现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化。
Description
技术领域
本发明涉及现代化农业技术领域，特别是一种温室大棚自动化远程温控装置。
背景技术
温室大棚是一种能透光、保温，在不适宜植物生长的季节，用来栽培植物的装置，适用于花卉培养、蔬菜种植等领域，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等，广泛应用于农业生产领域。
现有技术中，为了满足温室内植物生长的需求，需要配备相应的温控***。通常温控***为设置大棚两侧的手摇式卷帘机，通过自然放风的形式为温室大棚降温，这种被动的降温措施降温效果差，不能根据大棚内实时的温度、光照等因素进行控制，且需要有经验的温室大棚管理人员根据温度相关的经验进行现场手动放风降温，对于非专业人士，则需要耗费大量的时间在温室大棚现场进行实时的现场观察与温控控制，温控***具有一定的滞后性，很多情况下，当温室大棚管理人员意识到要手动放风时，温室大棚内的植物已经出现萎蔫情况，这也是制约大棚农业技术发展的重要影响因素。
通过运用本发明的一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，能够解决上述传统温室大棚温控***不能进行远程遥控、不能根据实时的现场环境因素进行科学的自动化控制和被动的进行降温措施等技术问题，达到了可实时根据温室大棚的实际温度、光照强度、温控设置时间等因素科学的进行自动化温度控制；可在线远程遥控温控***工作；物联网，可通过手机、电脑端进行实时的温室大棚现场环境及植物长势的在线监测的技术效果。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种温室大棚自动化远程温控装置，通过将各类传感器、数据传输处理***和自动化控制***进行耦合，实现了温室大棚的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化，可以根据土壤湿度、温度等监控信息科学的进行温控处理，可通过手机、电脑端进行实时的温室大棚现场环境及植物长势的在线监测的技术效果。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是。
一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，其特征在于。
包括数据监测采集单元，包括光照传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤pH传感器、温度传感器、CO2浓度传感器、监控摄像头，并与CPU一一相连。
数据传输处理单元，包括存储器、CPU、LED显示屏、信号接收器、数据传输端、电源，所述CPU与存储器、显示屏、数据传输端、信号接收器分别相连。
自动化控制单元，包括保险管、手动总开关、手动单元、自动单元和温控***，所述自动单元包括遥控开关、计时开关、温控开关。
所述温控***，包括电动遮阳棚、光控开关、限位开关、鼓风机和电动卷帘机；还包括温室大棚和遮阳棚骨架。
其中，数据监测采集单元对温室大棚的光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH、CO2浓度和温室大棚内的实时状态进行监测，并进行数据信号的采集；数据传输处理单元用于对实时监测的温室大棚数据进行存储、无线传输、接收和处理；自动化控制单元可根据光照强度、大气温度、设定的时间范围；现场手动总开关的闭合状况及远程遥控信号实现对温室大棚内温度的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化。
上述装置中，通过手动总开关与手动单元的手动闭合，实现温控***的现场调控；通过手动总开关与自动单元闭合，且通过手机或电脑端的APP下达控制信号，控制遥控开关与遥控档闭合，实现温控***的在线远程遥控；通过遥控开关与自动挡闭合，实现温控***根据温度、光照强度及设置时间范围的自动化控制；从而实现现场控制、远程遥控和自动化控制一体化。
优选的，所述土壤pH计、土壤湿度传感器、光照传感器、温度传感器、空气湿度传感器的探头根据温室大棚的形状、大小呈矩阵均匀分布，其中土壤pH计、土壤湿度传感器的探头***土壤深度为5-30cm。
优选的，所述监控摄像头为360度环形摄像头，分别设置于温室大棚两端和中部位置。
优选的，所述鼓风机设置于温室大棚相邻两边，相邻鼓风机相连间距相同。
优选的，所述存储器用于存储数据监测采集单元采集的温室大棚实时数据，再经CPU的处理后将数据同步上传至LED显示屏上；所述数据传输端将CPU处理后的数据上传至网络，用户可以通过电脑端和手机端的APP在线监测大棚内的光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH和实时状态。
优选的，所述信号接收器与CPU相连，用户根据监测数据和自身需要，可通过手机端或电脑端的APP对温室大棚的温控***、遥控开关及监控摄像头的拍摄角度下达控制信号，再将控制信号上传至网络，通过信号接收器进行接收，并反馈至CPU，CPU将控制信号传输至自动化控制单元。
优选的，所述保险管用于线路出现故障时的紧急断电，保证电路的安全；所述手动总开关分别与手动单元和自动单元分别相连，当用户处于温室大棚现场且对温室大棚有温度控制需求时，可以通过拨动手动总开关与温控***的直接相连实现。
优选的，所述手动总开关在用户不在现场时，与自动单元相连；所述遥控开关分别与自动档和遥控档相连；所述遥控开关在接收到由CPU传输的控制信号后，可根据用户需求在线控制遥控开关与温控***闭合，实现对温室大棚内温度的在线远程遥控。
优选的，所述自动单元在用户需要根据大棚内实时的温度、光照强度和设定时间进行自动化温度控制时，遥控开关根据要求与自动挡闭合；所述自动挡可根据用户设定的时间范围和温度范围控制与温控***的闭合与断开。
优选的，计时开关设置的温控时间范围为每天10:30-16：30和22:30-5:30时自动接通电路，否则断开电路。
优选的，所述温控开关的温度设置为高于35℃时接通电路，否则断开电路。
优选的，所述光控开关的光照强度设置为大于10000lux时接通电路，否则断开开关。
优选的，所述电动遮阳棚与限位开关、光控开关相连，当光照强度大于10000 lux时光控开关闭合，电动遮阳棚转动将遮阳网撑开遮阳，当遮阳网延展至极限位置时，限位开关自动断开电路，电动遮阳棚的电机停止拖拽，完成遮阳效果；当光照强度小于10000 lux时，限位开关闭合，电动遮阳棚的电机反转自动收卷遮阳网，当遮阳棚收集完成后，光控开关断开，增加温室大棚内的光照强度。
优选的，所述鼓风机和电动卷帘机、限位开关并联；当时间为每天10:30-16：30和22:30-5:30，且温度高于35℃时接通电路时，计时开关与温控开关闭合，否则线路断开，此时鼓风机持续鼓风工作，电动卷帘机转动将温室大棚边部薄膜卷起，并在电动卷帘机的电机转至极限位置时，限位开关断开，完成卷帘动作；当温度降低时，电动卷帘机的限位开关闭合，电机反转缓慢放至底部，温控开关自动断开，鼓风机停止鼓风，温室大棚温度缓慢回升。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果。
能够解决上述传统温室大棚温控***不能进行远程遥控、不能根据实时的现场环境因素进行科学的自动化控制等技术问题，达到了可实时根据温室大棚的实际温度、光照强度、温控时间等因素科学的进行自动化温度控制；也可在线远程遥或现场手动控温控***；物联网，可以通过手机、电脑端进行实时的温室大棚现场环境及植物长势的在线监测的技术效果。
1.本发明能够根据各类传感器及监控摄像头等数据监测采集单元实时的在线监测温室大棚内的光照、空气湿度、土壤湿度、土壤pH、温度、CO2浓度和温室大棚内植物的实时生长状况，并根据温室大棚内实时的环境因素，通过手机或电脑端的APP实现温室大棚内温控***的远程遥控。
2.本发明可通过自动单元中遥控开关与自动挡的闭合，实现根据设置的温控时间范围、温度、光照强度等因素，控制电动遮阳棚、电动卷帘机和鼓风机的工作，达到降温或升温的技术效果，能较为科学的实现温室大棚自动化温控控制。
3.本发明在温室大棚现场设有LED显示屏，可实时监测温室大棚内的环境实时动态。当用户在温室大棚现场时，也可通过手动总开关实现现场的温控控制。
4.本发明通过遥控开关与自动挡的闭合，实现温控***的远程遥控，从而实现温室大棚内温控***的现场控制、远程遥控和自动化控制的技术效果。
附图说明
发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明温室大棚正面温控布置示意图。
图3是本发明温室大棚俯视温控布置示意图。
附图中，1-光照传感器、2-空气湿度传感器、3-土壤湿度传感器、4-土壤pH传感器、5-温度传感器、6-CO2浓度传感器、7-监控摄像头、8-存储器、9-CPU、10-LED显示屏、11-信号接收器、12-数据传输端、13-电源、14-保险管、15-手动总开关、16-自动单元、17-手动单元、18-遥控开关、19-遥控档、20-自动档、21-计时开关、22-温控开关、23-光控开关、24-电动遮阳棚、25-限位开关、26-鼓风机、27-电动卷帘机、28-温室大棚、29-遮阳棚骨架
具体实施方式
一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，其特征在于。
包括数据监测采集单元，包括光照传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤pH传感器、温度传感器、CO2浓度传感器、监控摄像头，并与CPU一一相连。
数据传输处理单元，包括存储器、CPU、LED显示屏、信号接收器、数据传输端、电源，所述CPU与存储器、显示屏、数据传输端、信号接收器分别相连；
自动化控制单元，包括保险管、手动总开关、手动单元、自动单元和温控***，所述自动单元包括遥控开关、计时开关、温控开关。
所述温控***，包括电动遮阳棚、光控开关、限位开关、鼓风机和电动卷帘机；还包括温室大棚和遮阳棚骨架。
其中，数据监测采集单元对温室大棚的光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH、CO2浓度和温室大棚内的实时状态进行监测，并进行数据信号的采集；数据传输处理单元用于对实时监测的温室大棚数据进行存储、无线传输、接收和处理；自动化控制单元可根据光照强度、大气温度、设定的时间范围；现场手动总开关的闭合状况及远程遥控信号实现对温室大棚内温度的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化。
上述装置中，通过手动总开关与手动单元的手动闭合，实现温控***的现场调控；通过手动总开关与自动单元闭合，且通过手机或电脑端的APP下达控制信号，控制遥控开关与遥控档闭合，实现温控***的在线远程遥控；通过遥控开关与自动挡闭合，实现温控***根据温度、光照强度及设置时间范围的自动化控制；从而实现现场控制、远程遥控和自动化控制一体化。
以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。
如图1所示，数据监控采集单元中的光照传感器1、空气湿度传感器2、土壤pH传感器4、土壤湿度传感器3、温度传感器5、CO2浓度传感器6和监控摄像头7相互串联接入电路中，且与数据传输处理单元即存储器8、CPU9、LED显示屏10、信号接收器11、数据传输端12及电源13直接串联。数据监控采集单元分别监控和采集温室大棚28内的光照强度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH、温度、CO2浓度及在线监控影像等数据，由电源13供电，数据监控采集单元所采集的数据均储存于存储器8中，并由CPU9进行运算、转换和处理，之后将处理后的监控数据同步上传至LED显示屏10中，以完成温室大棚28的现场数据展示功能。
CPU9将数据监控采集单元采集的信号进行处理并通过数据传输端12上传至网络云端，用户通过手机或电脑端的APP可实时查看温室大棚26内的数据和植物生长状况。当用户有远程遥控温控***的需求时，通过手机或电脑端的APP下达控制指令数据，并上传至云端，在信号接收器11接收到信号后，将控制信号传输至CPU9，CPU9将控制指令数据经手动总开关15至自动单元16传送至遥控开关18，直接控制遥控开关18与温控***闭合，实现在线远程遥控功能。
遥控温控开关实现后，用户可在APP中远程遥控断开遥控开关18与温控***的连接，转接至计时开关21和温控开关22的线路上实现自动化。此时，当时间处于每天10:30-16：30和22:30-5:30内，且温度高于35℃时，计时开关21与温控开关22闭合接通电路，此时电动卷帘机27的电机转动，带动大棚两侧薄膜向上卷起，当到达电机的极限位置时，限位开关25自动断开电路，电机停止工作，达到自然放风的技术效果；此外，鼓风机26开始工作，主动将外界温度较低的空气鼓入大棚内部，并吹出大棚内的高温气体，实现温室大棚28的降温过程；当温室大棚28内温度较低，需要增温时，电动卷帘机27的限位开关25闭合，电机反转带动薄膜缓慢降低保温，温控开关22断开，鼓风机26停止工作，温室大棚28内缓慢升温。
当时间处于每天10:30-16：30和22:30-5:30内，且温度高于35℃时，计时开关21与温控开关22闭合，此时光控开关23根据光照强度大小判断是否闭合电路，当光照强度达到设定的10000lux以上时，光控开关23闭合，此时电动遮阳棚24的电机转动，缓慢撑开遮阳网，并在到达极限位置后，限位开关25自动断开电路，电动遮阳棚24完成遮阳的技术效果，辅助温室大棚28温控***进行内部的降温；当光照强度小于10000路线，限位开关25闭合电路，电动遮阳棚24的电机反转，带动遮阳网缓慢收紧，并在遮阳网收集操作完成后，光控开关23断开电路，整个遮阳操作完成，此后根据光照强度、温度及设置的温控范围进行遮阳操作，以完成对温室大棚28内部的辅助降温。
当时间和温度有不符合设置的每天10:30-16：30和22:30-5:30和高于35℃时，电路处于断开状态，电动遮阳棚24、电动卷帘机27和鼓风机26均不工作，避免不当的温控操作对温室大棚28内苗木生长的影响。
当用户处于现场时，若对温室大棚28有温控需求，可通过手动总开关15与温控***的直接闭合实现现场的温控操作。综上所述，本发明可通过手机或电脑端进行实时的温室大棚现场环境及植物长势的在线监测；并且，可根据用户的不同需求实现温室大棚内温度的自动化控制、在线远程遥控和现场控制一体化的技术效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，其特征在于：包括
数据监测采集单元，包括光照传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤pH传感器、温度传感器、CO2浓度传感器、监控摄像头，并与CPU一一相连；
数据传输处理单元，包括存储器、CPU、LED显示屏、信号接收器、数据传输端、电源，所述CPU与存储器、显示屏、数据传输端、信号接收器分别相连；
自动化控制单元，包括保险管、手动总开关、手动单元、自动单元和温控***，所述自动单元包括遥控开关、计时开关、温控开关；
所述温控***，包括电动遮阳棚、光控开关、限位开关、鼓风机和电动卷帘机；还包括温室大棚和遮阳棚骨架；
其中，数据监测采集单元对温室大棚的光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH、CO2浓度和温室大棚内的实时状态进行监测，并进行数据信号的采集；数据传输处理单元用于对实时监测的温室大棚数据进行存储、无线传输、接收和处理；自动化控制单元可根据光照强度、大气温度、设定的时间范围；现场手动总开关的闭合状况及远程遥控信号实现对温室大棚内温度的现场控制、在线远程遥控和自动化控制的一体化。
2.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，其特征在于：所述土壤pH计、土壤湿度传感器、光照传感器、温度传感器、空气湿度传感器的探头根据温室大棚的形状、大小呈矩阵均匀分布，其中土壤pH计、土壤湿度传感器的探头***土壤深度为5-30cm；所述监控摄像头为360度环形摄像头，分别设置于温室大棚两端和中部位置；所述鼓风机设置于温室大棚相邻两边，相邻鼓风机相连间距相同。
3.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，其特征在于：所述存储器用于存储数据监测采集单元采集的温室大棚实时数据，再经CPU的处理后将数据同步上传至LED显示屏上；所述数据传输端将CPU处理后的数据上传至网络，用户可以通过电脑端和手机端的APP在线监测大棚内的光照强度、温度、空气湿度、土壤湿度、土壤pH和实时状态。
4.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，其特征在于：所述信号接收器与CPU相连，用户根据监测数据和自身需要，可通过手机端或电脑端的APP对温室大棚的温控***、遥控开关及监控摄像头的拍摄角度下达控制信号，再将控制信号上传至网络，通过信号接收器进行接收，并反馈至CPU，CPU将控制信号传输至自动化控制单元。
5.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，其特征在于：所述保险管用于线路出现故障时的紧急断电，保证电路的安全；所述手动总开关分别与手动单元和自动单元分别相连，当用户处于温室大棚现场且对温室大棚有温度控制需求时，可以通过拨动手动总开关与温控***的直接相连实现。
6.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，其特征在于：所述手动总开关在用户不在现场时，与自动单元相连；所述遥控开关分别与自动档和遥控档相连；所述遥控开关在接收到由CPU传输的控制信号后，可根据用户需求在线控制遥控开关与温控***闭合，实现对温室大棚内温度的在线远程遥控。
7.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，其特征在于：所述自动单元在用户需要根据大棚内实时的温度、光照强度和设定时间进行自动化温度控制时，遥控开关根据要求与自动挡闭合；所述自动挡可根据用户设定的时间范围和温度范围控制与温控***的闭合与断开。
8.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，其特征在于：计时开关设置的温控时间范围为每天10:30-16：30和22:30-5:30时自动接通电路，否则断开电路；所述温控开关的温度设置为高于35℃时接通电路，否则断开电路；所述光控开关的光照强度设置为大于10000lux时接通电路，否则断开开关。
9.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，其特征在于：所述电动遮阳棚与限位开关、光控开关相连，当光照强度大于10000 lux时光控开关闭合，电动遮阳棚转动将遮阳网撑开遮阳，当遮阳网延展至极限位置时，限位开关自动断开电路，电动遮阳棚的电机停止拖拽，完成遮阳效果；当光照强度小于10000 lux时，限位开关闭合，电动遮阳棚的电机反转自动收卷遮阳网，当遮阳棚收集完成后，光控开关断开，增加温室大棚内的光照强度。
10.如权利要求1所述的一种温室大棚自动化远程遥控温控装置，其特征在于：所述鼓风机和电动卷帘机、限位开关并联；当时间为每天10:30-16：30和22:30-5:30，且温度高于35℃时接通电路时，计时开关与温控开关闭合，否则线路断开，此时鼓风机持续鼓风工作，电动卷帘机转动将温室大棚边部薄膜卷起，并在电动卷帘机的电机转至极限位置时，限位开关断开，完成卷帘动作；当温度降低时，电动卷帘机的限位开关闭合，电机反转缓慢放至底部，温控开关自动断开，鼓风机停止鼓风，温室大棚温度缓慢回升。
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