[實(shí)用新型]溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320675897.9
• 申請(qǐng)日: 2013-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203606672U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李沖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮安生物工程高等職業(yè)學(xué)校
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 淮安市科文知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 謝觀素

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

采用溫室大棚培育植物的技術(shù)已經(jīng)存在很多年，對(duì)于降低自然環(huán)境對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響起到重大的意義，改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)靠天吃飯的殘酷現(xiàn)實(shí)。早期的溫室大棚內(nèi)的灌溉、施肥、調(diào)溫、遮陽(yáng)工作主要依靠人力，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且受溫室大棚的結(jié)構(gòu)限制，大型機(jī)械無(wú)法進(jìn)入，勞動(dòng)效率低，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)有采用傳感器檢測(cè)溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度、氧氣濃度等各種環(huán)境因素，以控制器讀取傳感器檢測(cè)到的信號(hào)，從而控制相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備調(diào)節(jié)環(huán)境因素的溫室大棚，這種對(duì)環(huán)境因素采用單閉環(huán)方式控制的溫室大棚，其環(huán)境因素在期望值上下波動(dòng)幅度大、時(shí)間長(zhǎng)，而自然環(huán)境的溫度、光照、濕度等因素在持續(xù)變化，導(dǎo)致溫室大棚內(nèi)難以維持相對(duì)穩(wěn)定的植物生長(zhǎng)環(huán)境。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，可以解決現(xiàn)有的溫室大棚采用單閉環(huán)方式控制環(huán)境因素，導(dǎo)致溫室大棚內(nèi)難以維持相對(duì)穩(wěn)定的植物生長(zhǎng)環(huán)境的問(wèn)題。?

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：?

溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，包括主控制器、檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述檢測(cè)裝置連接于主控制器的輸入端，包括設(shè)置于溫室大棚外的外部照度傳感器，設(shè)置于溫室大棚內(nèi)的內(nèi)部照度傳感器、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤濕度傳感器；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接于主控制器的輸出端，包括遮陽(yáng)裝置、補(bǔ)光燈、制冷裝置、制熱裝置、灌溉裝置、灑水裝置，其中制冷裝置、制熱裝置、灌溉裝置、灑水裝置通過(guò)PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。

所述遮陽(yáng)裝置為卷在轉(zhuǎn)軸上的遮陽(yáng)布，所述轉(zhuǎn)軸與電機(jī)傳動(dòng)，所述電機(jī)的控制器連接于主控制器的輸出端。?

所述補(bǔ)光燈為多盞并聯(lián)，每一條并聯(lián)支路分別設(shè)有繼電器，所述繼電器分別連接于主控制器的輸出端。?

所述制冷裝置為風(fēng)機(jī)，制熱裝置為電加熱器，所述風(fēng)機(jī)和電加熱器的控制器分別通過(guò)PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。?

所述灌溉裝置為滴灌管道，所述滴灌管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥的控制器通過(guò)PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。?

所述灑水裝置為設(shè)有花灑的水管，所述水管上連接有水泵，所述水泵通過(guò)管道連通水源，所述水泵的控制器通過(guò)PID調(diào)節(jié)器連接于主控制器的輸出端。?

所述主控制器為PLC可編程控制器，所述PLC可編程控制器與上位機(jī)通信，根據(jù)所種植的不同作物下載對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)，以獲得更合適生長(zhǎng)環(huán)境。?

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：?

通過(guò)PID調(diào)節(jié)器采用PID比例積分微分的方式調(diào)節(jié)溫度、濕度，以提高溫度、濕度實(shí)時(shí)值達(dá)到期望值的速度，并且降低系統(tǒng)波動(dòng)，進(jìn)一步降低自然環(huán)境對(duì)溫室大棚內(nèi)部環(huán)境的影響，為作物生長(zhǎng)提供更加穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。?

具體實(shí)施方式

如圖1所示的溫室大棚的智能環(huán)境控制系統(tǒng)，包括PLC可編程控制器、檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述檢測(cè)裝置連接于PLC可編程控制器的輸入端，包括設(shè)置于溫室大棚外的外部照度傳感器，設(shè)置于溫室大棚內(nèi)的內(nèi)部照度傳感器、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤濕度傳感器；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接于PLC可編程控制器的輸出端，包括遮陽(yáng)裝置、補(bǔ)光燈、制冷裝置、制熱裝置、灌溉裝置、灑水裝置。?

其中，所述遮陽(yáng)裝置為卷在轉(zhuǎn)軸上的遮陽(yáng)布，所述轉(zhuǎn)軸與電機(jī)傳動(dòng)，所述電機(jī)的控制器連接于PLC可編程控制器的輸出端；所述補(bǔ)光燈為多盞并聯(lián)，每一條并聯(lián)支路分別設(shè)有繼電器，所述繼電器分別連接于PLC可編程控制器的輸出端。當(dāng)外部照度傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)低于設(shè)定的下限時(shí)，PLC可編程控制器啟動(dòng)補(bǔ)光燈，由內(nèi)部照度傳感器反饋的信息控制補(bǔ)光燈啟動(dòng)的數(shù)量，以營(yíng)造適合植物生長(zhǎng)的光照條件；當(dāng)外部照度傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)超出設(shè)定的上限時(shí)，PLC可編程控制器啟動(dòng)補(bǔ)光燈的同時(shí)控制電機(jī)啟動(dòng)，展開(kāi)遮陽(yáng)布。?

所述制冷裝置為風(fēng)機(jī)，制熱裝置為電加熱器，所述風(fēng)機(jī)和電加熱器的控制器分別通過(guò)PID調(diào)節(jié)器連接于PLC可編程控制器的輸出端；當(dāng)空氣溫度傳感器檢測(cè)到溫室大棚內(nèi)的溫度超出設(shè)定上限或下限時(shí)，PLC可編程控制器通過(guò)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)或電加熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室大棚內(nèi)的降溫或升溫處理，以控制溫室大棚內(nèi)的溫度處于適合植物生長(zhǎng)的范圍。?