溫室無土水培控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種智能控制技術(shù)，特別是一種溫室無土水培控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，社會上大部分農(nóng)民還在沿用人工值守的方法來看管蔬菜大棚，浪費了大量 的人力、物力，而且蔬菜大棚的環(huán)境控制并不理想，往往因為溫濕度控制不當造成作物減 產(chǎn)，從而給菜農(nóng)帶來了極大的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型的目的在于提供一種溫室無土水培控制系統(tǒng)，包括環(huán)境因素等級列 表、測量模塊、A/D模塊、控制模塊、D/A模塊、執(zhí)行模塊、風光互補發(fā)電系統(tǒng)。所述環(huán)境因素 等級列表將各環(huán)境因素數(shù)值按大小排列并劃分等級且記錄；所述測量模塊用于獲得影響農(nóng) 作物生長的實時環(huán)境因素，并將該環(huán)境因素數(shù)值對應于環(huán)境因素等級列表中的等級，并發(fā) 送環(huán)境等級信號；所述A/D模塊用于接收環(huán)境等級信號，并將信號轉(zhuǎn)換成輸入數(shù)字信號；所 述控制模塊用于接收數(shù)字信號并處理發(fā)送指令信號；所述D/A模塊將指令信號轉(zhuǎn)換為模擬 信號并發(fā)送；所述執(zhí)行模塊根據(jù)D/A模塊發(fā)送的指令工作；所述每一輸入數(shù)字信號與一環(huán) 境等級信號匹配；所述風光互補發(fā)電系統(tǒng)包括溫室、風力發(fā)電機、太陽能電池、充電電池組、 控制模塊、備用電源、負載，所述控制模塊選擇風力發(fā)電或太陽能發(fā)電或電池組發(fā)電或備用 電源發(fā)電驅(qū)動執(zhí)行模塊運行。
[0004] 根據(jù)本實用新型的一個方面，所述控制模塊包括接收模塊、閾值模塊、比較模塊、 指令產(chǎn)生模塊、發(fā)送模塊。所述接收模塊用于接收輸入數(shù)字信號；所述閾值模塊用于存儲適 合農(nóng)作物生長的環(huán)境因素的范圍并依照環(huán)境因素等級列表轉(zhuǎn)化為一等級；所述比較模塊用 于將數(shù)字信號代表的等級與最優(yōu)環(huán)境因素范圍所代表的等級進行比較，若前等級未與后等 級重合，發(fā)出觸發(fā)信號；所述指令產(chǎn)生模塊在觸發(fā)信號的驅(qū)動下發(fā)出指令信號；所述發(fā)送 模塊將指令信號發(fā)送至D/A模塊；所述指令信號的產(chǎn)生滿足：數(shù)字信號代表的等級與最優(yōu) 環(huán)境因素范圍所代表的等級做差，每一指令信號與一差值匹配。
[0005] 根據(jù)本實用新型的另一個方面，所述控制模塊包括選擇模塊、整流穩(wěn)壓模塊、逆變 器模塊、電量檢測模塊。所述選擇模塊選擇對負載的供電方式；所述整流穩(wěn)壓模塊將風力 發(fā)電機提供的交流電和/或太陽能電池提供的直流電轉(zhuǎn)化成直流48V電壓，一路提供給逆 變器模塊，一路儲存于充電電池組中；逆變器模塊將直流48V電壓逆變成220V電壓；電量 檢測模塊充電電池組電量。
[0006] 控制模塊選擇對負載的供電方式如下：當有負載工作時優(yōu)先采用風光發(fā)電供給負 載；當風光發(fā)電有多余電能時發(fā)電裝置給充電電池組充電；當風光發(fā)電不能滿足負載需求 時，充電電池組輸出給負載供電；若風光發(fā)電無法滿足負載需求且充電電池組處于低電壓 時，控制模塊啟動備用電源對負載供電，并對充電電池組充電。
[0007] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：（1)通過各模塊之間的相互配合，可 以實現(xiàn)大棚內(nèi)無人監(jiān)管即可完成農(nóng)作物的培養(yǎng)工作；(2)設立符合農(nóng)作物生長的環(huán)境因素 作為最優(yōu)環(huán)境因素，當生長環(huán)境未落入最優(yōu)環(huán)境因素的范圍內(nèi)，通過控制模塊驅(qū)動執(zhí)行模 塊調(diào)整農(nóng)作物生長環(huán)境；（3)風光互補發(fā)電裝置以風光互補發(fā)電為主，備用電機很少啟動， 最大程度地減少消耗；(4)在風光互補發(fā)電裝置提供電力的同時，溫室中的農(nóng)作物生長環(huán) 境可以維持在一穩(wěn)定的適合農(nóng)作物生長的狀態(tài)。
[0008] 下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型做進一步描述。
【附圖說明】
[0009] 圖1是溫室無土水培智能系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖。
[0010] 圖2是輔控系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)組合原理結(jié)構(gòu)圖。
[0011] 圖3是本實用新型溫室無土水培控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 圖4是主控系統(tǒng)能夠原理結(jié)構(gòu)圖。
[0013] 圖5是溫室之間水冷循環(huán)連接示意圖。
【具體實施方式】
[0014] -種溫室無土水培控制系統(tǒng)，包括環(huán)境因素等級列表、測量模塊、A/D模塊、控制模 塊、D/A模塊、執(zhí)行模塊、風光互補發(fā)電系統(tǒng)。所述環(huán)境因素等級列表將各環(huán)境因素數(shù)值按大 小排列并劃分等級且記錄；所述測量模塊用于獲得影響農(nóng)作物生長的實時環(huán)境因素，并將 該環(huán)境因素數(shù)值對應于環(huán)境因素等級列表中的等級，并發(fā)送環(huán)境等級信號；所述A/D模塊 用于接收環(huán)境等級信號，并將信號轉(zhuǎn)換成輸入數(shù)字信號；所述控制模塊用于接收數(shù)字信號 并處理發(fā)送指令信號；所述D/A模塊將指令信號轉(zhuǎn)換為模擬信號并發(fā)送；所述執(zhí)行模塊根 據(jù)D/A模塊發(fā)送的指令工作；所述每一輸入數(shù)字信號與一環(huán)境等級信號匹配；所述風光互 補發(fā)電系統(tǒng)包括溫室、風力發(fā)電機、太陽能電池、充電電池組、控制模塊、備用電源、負載，所 述控制模塊選擇風力發(fā)電或太陽能發(fā)電或電池組發(fā)電或備用電源發(fā)電驅(qū)動執(zhí)行模塊運行。
[0015] 所述控制模塊包括接收模塊、閾值模塊、比較模塊、指令產(chǎn)生模塊、發(fā)送模塊。所 述接收模塊用于接收輸入數(shù)字信號；所述閾值模塊用于存儲適合農(nóng)作物生長的環(huán)境因素的 范圍并依照環(huán)境因素等級列表轉(zhuǎn)化為一等級；所述比較模塊用于將數(shù)字信號代表的等級與 最優(yōu)環(huán)境因素范圍所代表的等級進行比較，若前等級未與后等級重合，發(fā)出觸發(fā)信號；所述 指令產(chǎn)生模塊在觸發(fā)信號的驅(qū)動下發(fā)出指令信號；所述發(fā)送模塊將指令信號發(fā)送至D/A模 塊；所述指令信號的產(chǎn)生滿足：數(shù)字信號代表的等級與最優(yōu)環(huán)境因素范圍所代表的等級做 差，每一指令信號與一差值匹配。
[0016] 所述D/A模塊接收指令信號產(chǎn)生電壓值，每一電壓值與一指令信號匹配。
[0017] 執(zhí)行模塊中設有比較電路，根據(jù)電壓值確定執(zhí)行模塊的工作速度。
[0018] 為了更好的配合農(nóng)作物的生長，本實用新型所述的溫室無土水培控制系統(tǒng)用于下 述溫室無土水培智能系統(tǒng)中。
[0019] 結(jié)合圖1，一種溫室無土水培智能系統(tǒng)，包括一主控系統(tǒng)、若干輔控系統(tǒng)，若干執(zhí)行 系統(tǒng)、若干監(jiān)測系統(tǒng)，及通過網(wǎng)格定位劃分的若干溫室。所述每一溫室中設置一套輔控系 統(tǒng)、一套執(zhí)行系統(tǒng)和一個監(jiān)測系統(tǒng)。主控系統(tǒng)與輔控系統(tǒng)之間建立指控鏈路和信息傳輸鏈 路，所有輔控系統(tǒng)接受主控系統(tǒng)的控制，輔控系統(tǒng)之間未建立聯(lián)系。同一溫室中的執(zhí)行系統(tǒng) 與輔控系統(tǒng)之間建立指控關(guān)系，執(zhí)行系統(tǒng)接受輔控系統(tǒng)的控制進行工作。監(jiān)測系統(tǒng)與主控 系統(tǒng)之間建立信息傳輸鏈路。
[0020] 結(jié)合圖1，所述溫室根據(jù)網(wǎng)格進行定位。所有溫室所在地域設置為一整體坐標系， 將不同溫室根據(jù)網(wǎng)格劃分為獨立區(qū)域，每一區(qū)域中僅有唯一的溫室。
[0021] 結(jié)合圖2，所述輔控系統(tǒng)包括輔控處理器、光照傳感器、溫度傳感器、空氣濕度傳感 器、氧含量檢測儀。不同輔控系統(tǒng)的每一模塊均具有唯一的IP地址。所述各傳感器和氧含 量檢測儀分別檢測溫室中光照強度、濕度、溫度，以及營養(yǎng)液中氧含量等影響農(nóng)作物生長的 因素，并將數(shù)據(jù)匯至輔控處理器進行運算。
[0022] 結(jié)合圖2,所述執(zhí)行系統(tǒng)包括補光模塊、溫度調(diào)節(jié)模塊、濕度調(diào)節(jié)模塊，以及制氧模 塊。所述補光模塊當陽光不足時提供備用光源；所述溫度調(diào)節(jié)模塊調(diào)整溫室內(nèi)的溫度；所 述適度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)溫室內(nèi)濕度；所述制氧模塊增加營養(yǎng)液中的氧含量。
[0023] 結(jié)合圖3,所述輔控處理器包括環(huán)境因素等級列表、信號接收模塊、A/D模塊、運算 處理模塊、D/A模塊，信號發(fā)射模塊。所述環(huán)境因素等級列表將各環(huán)境因素數(shù)值按大小排列 并劃分等級且記錄；所述信號接收模塊接收傳感器或氧含量檢測儀發(fā)送的數(shù)據(jù)；所述A/D 模塊將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；所述運算處理模塊根據(jù)數(shù)字信號判斷該溫室中 環(huán)境是否有利于植物生長，當不利于植物生長時，發(fā)出控制信號給執(zhí)行系統(tǒng)，驅(qū)動執(zhí)行系統(tǒng) 調(diào)整生長環(huán)境；所述D/A模塊將控制信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，本實用新型采用電壓值來驅(qū)動 執(zhí)行系統(tǒng)。
[0024] 本實用新型中輔控處理器發(fā)射不同的電壓值驅(qū)動執(zhí)行系統(tǒng)工作，每一電壓值對應 執(zhí)行系統(tǒng)每一模塊的工作效率。相應的，對農(nóng)作物生長環(huán)境中的溫度、濕度、光照強度和營 養(yǎng)液含氧量也做等級劃分，當傳感器或測量儀測得的數(shù)據(jù)落入某一等級范圍內(nèi)，A/D模塊輸 出不同的數(shù)字信號，運算處理模塊根據(jù)數(shù)字信號得出當前溫室環(huán)境參數(shù)，并與最佳生長環(huán) 境