[發明專利]溫室群的智能控制系統

無效

• 申請號: 01108171.6
• 申請日: 2001-03-29
• 公開（公告）號: CN1318282A
• 公開（公告）日: 2001-10-24
• 發明（設計）人: 方廷健;王定成
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥智能機械研究所
• 主分類號: A01G9/24
• 分類號: A01G9/24;A01G9/00;A01G7/00
• 代理公司: 中國科學院合肥專利事務所
• 代理人: 趙曉薇

1．一種溫室群的智能控制系統，它具有主機、現場總線接口單元、智能變送單元、現場控制單元、傳感器、繼電器驅動單元，其特征在于：

主機用于各溫室作物栽培環境參數調控、營養液配方的控制，用于存儲、存取各溫室作物栽培環境參數的歷史數據以及實時顯示現在環境參數數據；

現場總線接口單元用于主機與各溫室從機連接的PROFIBUS-DP協議芯片的現場總線接口設備；

智能變送單元用于環境參數數據的采集、各傳感器的標定、故障診斷以及與總線或PROFIBUS-DP協議芯片通訊的智能變送單元；

現場控制單元用于控制現場設備和與現場總線通訊的現場控制單元；

傳感器用于將非電量的溫度、濕度、CO2濃度、pH值、EC值、光照強度、液位等轉化為可以進行A/D轉換的直流信號；

驅動單元用于驅動現場設備的繼電器。

2．根據權利要求1所述的溫室群的智能控制系統，其特征在于：主機內安裝作物栽培管理系統應用軟件，系統分為三層：

其中底層負責系統的底層通訊，包括通訊端口工作方式、波特率的設置、發送數據的幀處理等；

其中中間層是系統資源的管理、作物栽培的知識庫、最大最小的推理機制、下位機地址的管理等；

其中用戶層是為用戶設計友好的用戶界面，便于用戶使用，提供添加知識庫工具等。

3．根據權利要求1所述的溫室群的智能控制系統，其特征在于：智能變送單元和現場控制單元與總線連接可以選擇以下方式：其一是通過智能變送單元或現場控制單元的RS-485串行接口和PROFIBUS協議直接接入總線；其二是采用單片包括PROFIBUS協議全部功能的PROFIBUS-DP協議芯片，通過存取智能變送單元或現場控制單元的并行口雙端口RAM數據的方式。

4．根據權利要求1所述的溫室群的智能控制系統，其特征在于：傳感器按如下步驟進行現場標定：操作者依次輸入標定、通道號、標準、斜率，接到標定中斷信號后，智能變送單元中斷目前進行的一切處理，等待通道號、標準、斜率的輸入，根據標準和斜率就可以確定所選通道的傳感器的量程、斜率，系統將數據存儲在FLASH存儲器的一定位置上，直到重新標定為止。

5．根據權利要求1所述的溫室群的智能控制系統，其特征在于：故障診斷、報警是指對系統本身和外圍擴展的存儲器、A/D轉換器、并行接口以及通訊接口等器件進行檢查，并通過外圍的指示燈進行顯示或報警；程序在每次采集完八路數據以后，就對系統進行故障診斷；如果有故障，智能變送單元將驅動報警器，并將故障診斷結果通過八路指示燈顯示出來，同時將故障報告給主機；遠程通訊是指將所采集的傳感器的數據進行數字濾波(取中值濾波)后，放入發送緩沖區和雙端口RAM，通過RS-485遠程傳送或通過PROFIBUS-DP取走雙端口RAM；

6．根據權利要求3所述的溫室群的智能控制系統，其特征在于：當上電復位程序對現場控制單元進行初始化后，現場控制單元循環檢測本單元的各個組成部分，將檢測結果放在發送緩沖區或雙端口RAM，遇有異常情況，將故障部分通過指示燈顯示出來，并報警；之后，讀各I/O口將端口字節存入發送緩沖區或雙端口RAM，再讀雙端口RAM查是否有控制或存取命令，循環往復，直到有中斷為止。

7．根據權利要求6所述的溫室群的智能控制系統，其特征在于：傳感器包括測量環境參數的傳感器(溫、濕度，光照、二氧化碳等)以及營養液成分的傳感器(pH、電導等)，小氣象傳感器(大氣溫度、濕度和光照強度等)，以及用于控制抽取營養液的液位傳感器等。

8．根據權利要求1所述的溫室群的智能控制系統，其特征在于：繼電器單元采用3～5V直流直接驅動AC220V或AC380V的固態繼電器，在控制同一個天窗的開關、同一個遮陽網的開關時，使正反向動作互相鎖定，防止由于同時啟動正反轉動作傳感器包括測量環境參數的傳感器(溫、濕度、光照、二氧化碳等)以及營養液成分的傳感器而燒毀電機的事故發生。

9．根據權利要求1或7或8所述的溫室群的智能控制系統，其特征在于，其最小系統需要一個智能變送單元、一個現場控制單元、環境參數傳感器、(如果有營養液的話還需要營養液傳感器)、小氣象傳感器、三個PROFIBUS-DP芯片(主機一個、智能變送單元一個、現場控制單元一個)、一個繼電器驅動單元。

10．根據權利要求9所述的溫室群的智能控制系統，其特征在于，在最小系統的基礎上，各溫室的智能變送單元、現場控制單元都可以掛接在總線上。