[發明專利]溫室大棚智能數據采集系統

在審

• 申請號: 201711157879.0
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107783469A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 郝青
• 申請（專利權）人: 陜西環珂生物科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01D21/02
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司61220
• 代理人: 賈苗苗

技術領域

本發明屬于種植裝備技術領域，具體涉及一種溫室大棚智能數據采集系統。

背景技術

眾所周知在我國傳統農業生產效率相對較低且受自然環境影響大，而今隨著經濟的快速發展，工業和住房用的增多使得耕地面積逐年減少。為了提高農作物的單位面積產量，人們先是利用了溫室大棚，它的出現對農業的發展起到了質的飛躍，而今科學技術的高速發展，人們將高科技應用于農業生產，更有利于我國的農業向現代化發展的進程。農作物在大棚中的生長除了與自身的遺傳特性有關外，還與棚內空氣的溫濕度、二氧化碳濃度、光強、土壤濕度等因素有著密不可分的聯系。如何利用科學技術手段創造一個適合農作物生長的最佳環境顯得尤為重要，在經過大量的研究對比發現，大部分果蔬類作物而言，一般白天適宜生長的溫度為23～28度，夜間為10～18度，空氣相對濕度一般在50%～85為宜，在此范圍內最有利于作物生長，此外光照強度、二氧化碳濃度和土壤的濕度也都直接或間接的影響到農作物的光合作用。

現有的溫室大棚的數據采集系統較簡單，不能即使檢測水肥、二氧化碳、光度等參數，嚴重影響了農作物的生長。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供一種溫室大棚智能數據采集系統。

溫室大棚智能數據采集系統，包括微控制系統、土壤濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、空氣濕度傳感器、光照強度傳感器、水流量傳感器、電源、通信模塊和控制單元，所述微控制系統分別連有土壤濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、空氣濕度傳感器、光照強度傳感器、水流量傳感器和電源，所述控制單元通過通信模塊與微控制系統相連。

優選地，所述土壤濕度傳感器為YGC-TS系列傳感器。

優選地，所述二氧化碳濃度傳感器為TGS4161模塊。

優選地，所述空氣濕度傳感器為DHT11復合型數字傳感器。

優選地，所述光照強度傳感器為GY-30模塊。

優選地，所述通信模塊采用的是RS485模塊。

優選地，所述控制單元包括微控制器、報警模塊、液晶顯示模塊、鍵盤模塊、語音播報模塊、電源模塊、輸出控制模塊、執行機構，所述微控制器分別與報警模塊、液晶顯示模塊、鍵盤模塊、語音播報模塊、電源模塊相連，所述微控制器通過輸出控制模塊與執行機構相連。

優選地，所述執行機構包括光補燈、二氧化碳發生器、水肥控制閥。

優選地，所述微控制器為16K的STM32F103。

優選地，所述液晶顯示模塊為HYW240128ALCD液晶顯示屏。

優選地，所述鍵盤模塊采用獨立式接口模式。

優選地，所述通信模塊采用的是RS485模塊。

優選地，所述光補燈為植物生長燈。

本發明提供的溫室大棚智能數據采集系統，以IAP15F2K611S2芯片為微控制系統，通過土壤濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、空氣濕度傳感器、光照強度傳感器、水流量傳感器將檢測數據川到控制單元，控制單元以16K的STM32F103為主，將檢測到的數據上傳給STM32F103后，經過調控設備單元對溫室內的光照補償燈、CO₂發生器等執行機構進行控制。系統采用模糊控制方法對溫濕度進行調節，通過設置光照強度的上下限來調節光強，當外界弱光時可打開補償燈進行補光，否則打開遮陽網，進而保證光強的最佳范圍；利用液態CO₂發生器通過控制繼電器實現濃度調節；采用膜下滴灌技術通過電磁閥控制土壤的濕度和營養調節。本發明的溫室大棚智能控制系統將模糊控制、專家知識等智能決策與傳統的反饋控制相結合，實現對溫室環境參數的智能調節。

本發明的優點：

本發明提供的溫室大棚智能數據采集系統，能及時檢測農作物生長需要的水、光、二氧化碳等，按照農作物的生長規律，根據棚內環境參數的變化隨時對溫室進行調節控制策略，達到最有利于農作物生長的最佳狀態，能提高單位面積農產量。

附圖說明

圖1 本發明提供的溫室大棚智能數據采集系統的結構原理圖。

圖2 控制單元的結構原理圖。

具體實施方式

溫室大棚智能數據采集系統，包括微控制系統、土壤濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、空氣濕度傳感器、光照強度傳感器、水流量傳感器、電源、通信模塊和控制單元，所述微控制系統分別連有土壤濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、空氣濕度傳感器、光照強度傳感器、水流量傳感器和電源，所述控制單元通過通信模塊與微控制系統相連。