CN202472406U - 温室自动化控制用嵌入式*** - Google Patents

温室自动化控制用嵌入式*** Download PDF

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耿洪良
梁文宏
王红艳
张祥
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

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Abstract

本实用新型涉及一种温室自动化控制用嵌入式***，包括核心微控制器，其特点是，还包括分别与所述核心微控制器连接的电源模块、存储器、GPS模块、无线通信模块、预警报警模块、CAN网络通讯模块、人机接口模块和传感器接口模块。本实用新型的有益效果是，可广泛用于果蔬花卉的专业化种植，水产家畜的规模化养殖，及科研院所实验园区的数据采集与控制。采用多种传输与控制方式，降低了人工成本。可采集多个位置的多种环境参数，采用无线、无线等多种传输方式，安装灵活方便可通过互联网或手机进行远程监测与控制，可以随时随地管理。

Description

温室自动化控制用嵌入式***
技术领域
本实用新型涉及一种温室自动化控制用嵌入式***。
背景技术
日光温室调控技术至今经历了几十年的发展过程。初期是使用仪表对温室设施中的光照、温度等参数进行测量，再使用手动或电动执行机构(如幕帘、通风设备等)施行简单控制，随着传感元件、仪表及执行器技术的进步，逐步发展成为对温度、湿度、光照等几乎所有室内环境参数分别进行自动控制。同时计算机技术的发展使环境参数的综合控制成为可能，随着微型计算机日新月异的进步和价格大幅度下降，以及对温室控制要求的提高，以微机为核心的温室综合环境控制***得到了长足的发展，国内外已经完成了多种针对不同用途的日光温室集中控制***，并迈入了网络化，智能化阶段。
随着我国日光温室产业的快速发展，在日光温室产业的运营中暴露出了一些问题：(1)不同地域的气候环境制约了大型温室适用性，温室不能周年运行；小型单体日光温室数量众多，地域分散，能源消耗大，以现代温室为代表的设施农业生产企业效益低下。(2)计算机控制水平低。目前国内温室计算机控制***与国际选进技术存在很大差距，商用控制***不能满足高效节能有效控制温室机构运行的要求。(3)性能完善、有效地日光温室造价高，投资回报需要的运行成本和人力成本相应较高，制约了高新技术的投入和发展。现代温室管理和种植的人才缺乏，温室种植技术落后，造成了现代温室的功能和优势不能充分发挥。(4)目前日光技术的最大优点在于精耕细作，最大可能的提高农作物产量，同时也极大地增加了人力成本，大棚的光照强度问题，农作物各发育阶段的病虫害防治、不同植物各发育期的温度、湿度、土壤水分含量、收获时的采摘问题均需要人工参与，极大地增加了人的疲劳工作量。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种成本低、应用领域广泛、能够实现农业生产精准化管理的温室自动化控制用嵌入式***。
一种温室自动化控制用嵌入式***，包括核心微控制器，其特别之处在于，还包括分别与所述核心微控制器连接的电源模块、存储器、GPS模块、无线通信模块、预警报警模块、CAN网络通讯模块、人机接口模块和传感器接口模块。
其中核心微控制器采用单片机。
其中无线通信模块采用GSM模块或GPRS模块。
其中预警报警模块是语音报警电路。
本实用新型的有益效果是，可广泛用于果蔬花卉的专业化种植，水产家畜的规模化养殖，及科研院所实验园区的数据采集与控制。采用多种传输与控制方式，降低了人工成本。可采集多个位置的多种环境参数，采用无线、无线等多种传输方式，安装灵活方便可通过互联网或手机进行远程监测与控制，可以随时随地管理。本实用新型的嵌入式***可以根据需要组合成农户型或园区型，农户型主要是在满足基本要求的情况下，尽量降低成本，便于农民的大规模使用和普及。园区型针对产业园和专业化组织，能够实现针对不同农产品生产的精细化、自动化管理。
附图说明
附图1为本实用新型的逻辑原理框图；
附图2为本实用新型的“农户型”使用状态拓扑图(通过手机)；
附图3为本实用新型的“农户型”使用状态拓扑图(通过计算机)；
附图4为本实用新型的主控制流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种温室自动化控制用嵌入式***，包括核心微控制器，还包括分别与所述核心微控制器连接的电源模块、存储器、GPS模块、无线通信模块、预警报警模块、CAN网络通讯模块、人机接口模块和传感器接口模块。还可配有I/O接口以连接外设。
其中核心微控制器采用单片机，无线通信模块采用GSM模块或GPRS模块，预警报警模块是语音报警电路，人机接口模块包括键盘和显示屏。
本实用新型的嵌入式***主要用在温室自动化控制中作为一种高度集成的控制器来使用，是实现农业生产的精准化、自动化管理所需的核心设备，通过与温室内的若干传感器和执行机构以有线或无线方式连接后，本实用新型的嵌入式***就能够自动测量温室的气候和土壤参数，并对温室内配置的所有执行机构均能实现优化运行、自动控制，如开窗、加温、降温、加湿、光照、CO2补充、灌溉、施肥和环流等。
温室环境控制***采用闭环控制方法，对室外风速、风向、日照辐射、温度及室内的湿度等因素进行采集，通过控制器处理后，将控制结果返回到现场，调节现场的执行机构，对室内的气候因素实施实时控制，以此来保证控制的精度及控制的可靠性。
针对不同的客户，本实用新型的嵌入式***分为农户型和园区型，农户型主要是在满足基本要求的情况下，尽量降低成本，便于农民的大规模使用和普及，园区型针对产业园和专业化组织，能够实现针对不同农产品生产的精细化、自动化管理。
(1)农户型：
如图2所示，主要针对以农户家庭为单位的用户，大棚数量小于100座，可以使用主控制器(一个嵌入式***)+从控制器(多个嵌入式***)的方式完成大棚的集中控制和信息采集，大棚与大棚之间使用CAN网络连接，快捷、可靠、方便。
主控制器可以采集室内温湿度，土壤湿度，CO2浓度的测量，还可以测量室外光照，室外温湿度，能独立完成所有测量和报警工作，同时主控制器连接短信发送模块，能够将报警数据发送到用户的手机上。
从控制器可根据设定自动完成室内温湿度，土壤湿度，CO2浓度的测量，根据各从站的设定进行相应的控制，大棚的控制数量控制在128个之内，大棚之间的间距小于200米，根据设定的数据进行控制和监控，遇到报警时出自身报警外，同时将报警数据传送到主控制器。
(2)园区型：
如图3所示，园区型设备从控制器功能不变，只是主控制器同样使用CAN网络与计算机***互联，取消发短信功能，短信功能由计算机或上层控制完成。

Claims (4)

1.一种温室自动化控制用嵌入式***，包括核心微控制器，其特征在于：还包括分别与所述核心微控制器连接的电源模块、存储器、GPS模块、无线通信模块、预警报警模块、CAN网络通讯模块、人机接口模块和传感器接口模块。
2.如权利要求1所述的温室自动化控制用嵌入式***，其特征在于：其中核心微控制器采用单片机。
3.如权利要求1所述的温室自动化控制用嵌入式***，其特征在于：其中无线通信模块采用GSM模块或GPRS模块。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的温室自动化控制用嵌入式***，其特征在于：其中预警报警模块是语音报警电路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105841305A (zh) * 2016-04-20 2016-08-10 珠海格力电器股份有限公司 一种设备群控***
CN106125801A (zh) * 2016-08-12 2016-11-16 四川省卡亿电子商务有限公司 一种适用于偏远地区无人值守的植物工厂***
CN109545052A (zh) * 2018-12-26 2019-03-29 宝鸡文理学院 一种基于单片机的闭环调温实验***
CN113448275A (zh) * 2021-07-30 2021-09-28 重庆市农业科学院 一种嵌入式控制的温室控制***

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