[發明專利]農作物大棚氣候控制系統

有效

• 申請號: 201610454829.8
• 申請日: 2016-06-20
• 公開（公告）號: CN106054986B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 張金木
• 申請（專利權）人: 福州臺江區超人電子有限公司
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;A01G9/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域：

本發明涉及一種農作物大棚氣候控制系統，包含多個數據采集器、多個電器控制器和一個主控器，主控器通過GSM網與主人聯系。電器控制器輸出經光電隔離、雙向可控硅控制或繼電接觸電路控制，串接到爐、泵電器設備的電源中，控制其負載通電功率和時間。

(二)背景技術：

由電力網提供電源的控制系統，其各電子設備或模塊間都是通過專用線路通信，來糾正各電子設備或電子模塊的計時時間，達到同步運行目的。由于采用專用線路通信使布線復雜化并增加成本，如果計時時間不通過線路通信糾正，則由于傳統計時誤差，運行數小時后，其累積計時誤差會使系統控制動作不一致，可能造成系統崩潰，在一些經常變更設計，布線工程量大的場合其產品應用受到限制。

(三)發明內容：

本發明涉及農作物大棚氣候控制系統，包含多個數據采集器、多個電器控制器和一個主控器，每個數據采集器包含一個或數個溫濕度傳感器，數據采集器將采集的溫濕度信號通過電力線半波通信傳送給主控器處理，主控器通過GSM網與主人聯系。當數據采集器檢測到溫濕度參數超限，電器控制器即啟動相應的爐、泵等電器設備的加溫、噴灌負載電源，以保持大棚溫濕度在控制范圍。各數據采集器的面板裝有3至5只不同顏色LED，接入系統前先編號。數據采集器在剛開機后的一段時間，依序顯示不同顏色LED組合(例如：紅、綠、藍、紅綠、藍綠、紅藍、紅綠藍)，各組合均與編號的號碼對應，選擇顯示不同顏色LED組合時，關機得到相對應的編號并保存，它是在編號時段當檢測不到電網周波信號時，單片機依靠其電源電容的儲能將編號數據存入非易失存儲器中。各數據采集器、電器控制器和主控器，其裝置中均安裝周波甄別電路，用于產生系統的同步時間保持系統動作一致，同時在其通信電路中各安裝一個通信電子開關、開關驅動模塊。上述裝置均接于同一電力網線上并設置總開關，在總開關之后裝一個電子開關，該電子開關并聯隔離二極管，通信時，主控器關斷電子開關并接通其通信電子開關，將市電經隔離二極管送入系統，系統處于經電力線的半波通信半波供電狀態。電器控制器輸出經光電隔離、雙向可控硅控制或繼電接觸電路控制，串接到爐、泵電器設備的系統外電源中，控制其負載通電功率和時間。主控器在設定時間或接收到的手機短信指令，需要半波通信時，即執行從全波到半波的切換動作。當各數據采集器和電器控制器在設定的半波通信時間或且檢測到電力網被隔離二極管阻斷的半波沒有信號，系統處于半波狀態時，即切斷其爐、泵電器負載電源，然后接通通信電子開關，使系統處于半波通信狀態；反之，當從半波切換為全波前，主控器先向各數據采集器和電器控制器發送切換指令，關斷通信電子開關或接通電器電源。

其通信電子開關的開關驅動模塊是從電力網線經電阻降壓后分兩路，一路用于各數據采集器和電器控制器，它經反接二極管接于各數據采集器、電器控制器的單片機的I/O口，在時鐘計時器計時到周波負半波時，掃描該I/O口，如果沒有信號即系統處于半波通信狀態。另一路用于各數據采集器、電器控制器和主控器，其間通信是受同步時間控制以保持動作一致，該路經電阻分壓后接D觸發器的CLK端，D觸發器的Q端接單片機的另一外部中斷口(INT0或INT1)，該中斷口設置為電平觸發。D觸發器的D端接地，其S端與單片機的I/O口相接，初始狀態S端置1。當CLK端的正方波信號到來時，其上升沿使D觸發器置0，外部中斷口低電平產生中斷，在中斷服務程序中先使S端置0使D觸發器置1即Q端為1而關中斷，然后進行通信，通信電子開關依所采用通信方式接于單片機相應端口，并進行信號調理，通信結束前S端置1使開中斷等待下一周波的通信，如此周而復始實現半波通信。

系統中安裝有手機短信收發裝置，利用GSM網絡，以收發短信方式與主人進行通信，目前GSM的SMS短信服務仍然是國內普及率最高的一種短信業務GSM的SMS本身具備數據傳送功能，一個消息的傳輸就構成了一次通信，消息的傳輸是由處于GSM外部的短消息服務中心(SMSC)進行中繼，GSM的短信息業務SMS它不用撥號即可建立連接，用戶把要發的信息加上信宿數據發送到短信息服務中心，經短信服務中心完成存儲后再發送給最終的信宿。所以當GSM終端沒開機時信息不會丟失。

本發明利用電力網周波的正半周上升段，取三個甄別點實現對周波信號的識別判定，再利用周波時間建立同步時間，實現系統中主控器和各數據采集器、各電器控制器的同步運行。