[實(shí)用新型]溫室自動(dòng)化控制用嵌入式系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220127139.9
• 申請(qǐng)日: 2012-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202472406U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿洪良;梁文宏;王紅艷;張祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西部電子商務(wù)股份有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 寧夏專利服務(wù)中心 64100
• 代理人: 趙明輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種溫室自動(dòng)化控制用嵌入式系統(tǒng)。

背景技術(shù)

日光溫室調(diào)控技術(shù)至今經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展過(guò)程。初期是使用儀表對(duì)溫室設(shè)施中的光照、溫度等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，再使用手動(dòng)或電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如幕簾、通風(fēng)設(shè)備等)施行簡(jiǎn)單控制，隨著傳感元件、儀表及執(zhí)行器技術(shù)的進(jìn)步，逐步發(fā)展成為對(duì)溫度、濕度、光照等幾乎所有室內(nèi)環(huán)境參數(shù)分別進(jìn)行自動(dòng)控制。同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使環(huán)境參數(shù)的綜合控制成為可能，隨著微型計(jì)算機(jī)日新月異的進(jìn)步和價(jià)格大幅度下降，以及對(duì)溫室控制要求的提高，以微機(jī)為核心的溫室綜合環(huán)境控制系統(tǒng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)完成了多種針對(duì)不同用途的日光溫室集中控制系統(tǒng)，并邁入了網(wǎng)絡(luò)化，智能化階段。

隨著我國(guó)日光溫室產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在日光溫室產(chǎn)業(yè)的運(yùn)營(yíng)中暴露出了一些問(wèn)題：(1)不同地域的氣候環(huán)境制約了大型溫室適用性，溫室不能周年運(yùn)行；小型單體日光溫室數(shù)量眾多，地域分散，能源消耗大，以現(xiàn)代溫室為代表的設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)效益低下。(2)計(jì)算機(jī)控制水平低。目前國(guó)內(nèi)溫室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與國(guó)際選進(jìn)技術(shù)存在很大差距，商用控制系統(tǒng)不能滿足高效節(jié)能有效控制溫室機(jī)構(gòu)運(yùn)行的要求。(3)性能完善、有效地日光溫室造價(jià)高，投資回報(bào)需要的運(yùn)行成本和人力成本相應(yīng)較高，制約了高新技術(shù)的投入和發(fā)展?，F(xiàn)代溫室管理和種植的人才缺乏，溫室種植技術(shù)落后，造成了現(xiàn)代溫室的功能和優(yōu)勢(shì)不能充分發(fā)揮。(4)目前日光技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)在于精耕細(xì)作，最大可能的提高農(nóng)作物產(chǎn)量，同時(shí)也極大地增加了人力成本，大棚的光照強(qiáng)度問(wèn)題，農(nóng)作物各發(fā)育階段的病蟲(chóng)害防治、不同植物各發(fā)育期的溫度、濕度、土壤水分含量、收獲時(shí)的采摘問(wèn)題均需要人工參與，極大地增加了人的疲勞工作量。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種成本低、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精準(zhǔn)化管理的溫室自動(dòng)化控制用嵌入式系統(tǒng)。

一種溫室自動(dòng)化控制用嵌入式系統(tǒng)，包括核心微控制器，其特別之處在于，還包括分別與所述核心微控制器連接的電源模塊、存儲(chǔ)器、GPS模塊、無(wú)線通信模塊、預(yù)警報(bào)警模塊、CAN網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、人機(jī)接口模塊和傳感器接口模塊。

其中核心微控制器采用單片機(jī)。

其中無(wú)線通信模塊采用GSM模塊或GPRS模塊。

其中預(yù)警報(bào)警模塊是語(yǔ)音報(bào)警電路。

本實(shí)用新型的有益效果是，可廣泛用于果蔬花卉的專業(yè)化種植，水產(chǎn)家畜的規(guī)?；B(yǎng)殖，及科研院所實(shí)驗(yàn)園區(qū)的數(shù)據(jù)采集與控制。采用多種傳輸與控制方式，降低了人工成本?？刹杉鄠€(gè)位置的多種環(huán)境參數(shù)，采用無(wú)線、無(wú)線等多種傳輸方式，安裝靈活方便可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制，可以隨時(shí)隨地管理。本實(shí)用新型的嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)需要組合成農(nóng)戶型或園區(qū)型，農(nóng)戶型主要是在滿足基本要求的情況下，盡量降低成本，便于農(nóng)民的大規(guī)模使用和普及。園區(qū)型針對(duì)產(chǎn)業(yè)園和專業(yè)化組織，能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)不同農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的精細(xì)化、自動(dòng)化管理。

附圖說(shuō)明

附圖1為本實(shí)用新型的邏輯原理框圖；

附圖2為本實(shí)用新型的“農(nóng)戶型”使用狀態(tài)拓?fù)鋱D(通過(guò)手機(jī))；

附圖3為本實(shí)用新型的“農(nóng)戶型”使用狀態(tài)拓?fù)鋱D(通過(guò)計(jì)算機(jī))；

附圖4為本實(shí)用新型的主控制流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種溫室自動(dòng)化控制用嵌入式系統(tǒng)，包括核心微控制器，還包括分別與所述核心微控制器連接的電源模塊、存儲(chǔ)器、GPS模塊、無(wú)線通信模塊、預(yù)警報(bào)警模塊、CAN網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、人機(jī)接口模塊和傳感器接口模塊。還可配有I/O接口以連接外設(shè)。

其中核心微控制器采用單片機(jī)，無(wú)線通信模塊采用GSM模塊或GPRS模塊，預(yù)警報(bào)警模塊是語(yǔ)音報(bào)警電路，人機(jī)接口模塊包括鍵盤和顯示屏。

本實(shí)用新型的嵌入式系統(tǒng)主要用在溫室自動(dòng)化控制中作為一種高度集成的控制器來(lái)使用，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)化、自動(dòng)化管理所需的核心設(shè)備，通過(guò)與溫室內(nèi)的若干傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)以有線或無(wú)線方式連接后，本實(shí)用新型的嵌入式系統(tǒng)就能夠自動(dòng)測(cè)量溫室的氣候和土壤參數(shù)，并對(duì)溫室內(nèi)配置的所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)均能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行、自動(dòng)控制，如開(kāi)窗、加溫、降溫、加濕、光照、CO₂補(bǔ)充、灌溉、施肥和環(huán)流等。

溫室環(huán)境控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制方法，對(duì)室外風(fēng)速、風(fēng)向、日照輻射、溫度及室內(nèi)的濕度等因素進(jìn)行采集，通過(guò)控制器處理后，將控制結(jié)果返回到現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)室內(nèi)的氣候因素實(shí)施實(shí)時(shí)控制，以此來(lái)保證控制的精度及控制的可靠性。