專利名稱：設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備領(lǐng)域，涉及一種設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機。
背景技術(shù)：
我國是溫室栽培起源最早的國家，早在2000多年前就已經(jīng)能利用保護設(shè)施(溫室的雛形)栽培多種蔬菜，至20世紀(jì)60年代，中國的設(shè)施農(nóng)業(yè)始終徘徊在小規(guī)模、低水平、發(fā)展速度緩慢的狀態(tài)，70年代初期地膜覆蓋技術(shù)引入中國，對保溫起到一定的作用。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，70 80年代，相繼出現(xiàn)了塑料大棚和日光溫室。90年代開始，中國設(shè)施農(nóng)業(yè)逐步向規(guī)?；?、集約化和科學(xué)化方向發(fā)展，技術(shù)水平有了大幅度提高。隨著近年來國家相關(guān)科研項目的啟動，在學(xué)習(xí)借鑒、吸收消化國外先進技術(shù)成果的基礎(chǔ)上，中國的設(shè)施農(nóng)業(yè)有了較快發(fā)展，設(shè)施面積和設(shè)施水平不斷提高。近代溫室的發(fā)展經(jīng)歷了改良型日光溫室、大型玻璃溫室和現(xiàn)代化溫室三個階段，但由于各地區(qū)生產(chǎn)狀況、經(jīng)濟條件和利用目的的差異，至今各階段不同類型的溫室依然并存。我國溫室產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題是:I)科技含量低。中國的設(shè)施農(nóng)業(yè)無論是在溫室設(shè)施本身還是在栽培管理方面，大多數(shù)設(shè)施結(jié)構(gòu)簡單，栽培管理以傳統(tǒng)的經(jīng)驗為主，距離數(shù)量化和指標(biāo)化的要求還有相當(dāng)大的差距。2)環(huán)境調(diào)控技術(shù)與設(shè)備落后，缺乏理論基礎(chǔ)與量化指標(biāo)。由于絕大多數(shù)園藝設(shè)施類型過于簡易，因此對環(huán)境的調(diào)節(jié)和控制十分有限。3)缺乏與我國相適應(yīng)的溫室優(yōu)化控制軟件。目前，我國引進溫室的控制系統(tǒng)大多運行費用過高，而自行研制的控制系統(tǒng)又缺乏相應(yīng)的優(yōu)化軟件，多數(shù)仍使用單因子開關(guān)量進行環(huán)境因子的調(diào)節(jié)
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機，解決了傳統(tǒng)設(shè)施農(nóng)業(yè)管理自動化水平低、管理不精確、人工勞動強度大的問題。本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機，包括上位機和下位機，上位機包括主機，主機與無線模塊、顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤連接，下位機包括主體和傳感器數(shù)據(jù)分析模塊，主體包括機殼，機殼外側(cè)頂部安裝有天線a，機殼內(nèi)安裝有ABS絕緣板，ABS絕緣板通過ABS立柱支撐，ABS絕緣板上表面設(shè)置有繼電器單元，機殼設(shè)有下位機前面板，下位機前面板上安裝有控制盒，控制盒上設(shè)置有數(shù)碼管、指示燈和操作按鍵，機殼的兩側(cè)面上均安裝有移動摳手，其中一個側(cè)面還安裝有電源插座a和空氣開關(guān)，機殼上與下位機前面板相對的面上安裝有電源插座單元，電源插座單元上設(shè)置有若干負載電源插座；[0012]繼電器單元分別與電源插座單元和空氣開關(guān)通過AC220V電源線連接，繼電器單元與控制盒通過DC12V信號線連接，控制盒與天線a通過天線延長線連接，空氣開關(guān)還與電源插座和控制盒通過導(dǎo)線連接。本實用新型的特點還在于，其中傳感器數(shù)據(jù)分析模塊包括空氣溫濕度測定傳感器、土壤溫濕度測定傳感器、PH值及土壤氮磷鉀含量測定傳感器，光照強度測定傳感器和CO2含量測定傳感器，傳感器數(shù)據(jù)分析模塊上還設(shè)置有電源插座b和天線b。其中負載電源插座設(shè)置有12個。本實用新型的有益效果是:I)本實用新型設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機，可精確實時檢測和顯示設(shè)施大棚內(nèi)的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照強度、PH值以及C02、土壤氮磷鉀含量等參數(shù)。2 )本實用新型設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機，能根據(jù)檢測的棚內(nèi)環(huán)境條件控制大棚內(nèi)的通風(fēng)窗、保溫簾、加溫、加濕、照明、滴灌、施加CO2等設(shè)備自動工作。3)本實用新型設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機結(jié)合溫室內(nèi)的物理模型、作物的生長模型和溫室生產(chǎn)的經(jīng)濟模型，基于WINDOWS操作系統(tǒng)平臺，而自主研發(fā)設(shè)計的一套與我國溫室生產(chǎn)現(xiàn)狀相適應(yīng)的環(huán)境控制優(yōu)化軟件，可以遠程實現(xiàn)對棚舍內(nèi)的數(shù)據(jù)進行采集、存儲、比對、統(tǒng)計和打印，通過互聯(lián)網(wǎng)與我公司建立的專家系統(tǒng)實現(xiàn)遠程交互。4)本實用新型設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機可實現(xiàn)上位機和下位機之間一對多的管理模式，即一臺上位機可與多臺下 位機實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)交流管理，方便用戶利用一臺計算機上位機對多臺溫室大棚內(nèi)的下位機信息實現(xiàn)通訊，合理節(jié)省資源，降低成本投入。 5 )本實用新型設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機適用范圍廣泛，對大中小型溫室大棚均滿足要求。

圖1是本實用新型的設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機上位機結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實用新型的設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機下位機結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實用新型的設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機下位機后視圖；圖4是本實用新型的設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機下位機機殼左視圖；圖5是本實用新型的設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機下位機中傳感器數(shù)據(jù)分析模塊結(jié)構(gòu)圖。圖中，1.無線模塊，2.主機，3.電源插座b，4.天線b，5.顯示器，6.鼠標(biāo)，7.鍵盤，
8.下位機前面板，9.控制盒，10.數(shù)碼管，11.指示燈，12.操作按鍵，13.天線a，14.天線延長線，15.DC12V信號線，16.AC220V電源線，17.機殼，18.電源插座單元，19.電源插座a，20.繼電器單元，21.ABS絕緣板，22.ABS立柱，23.CO2含量測定傳感器，24.移動摳手，25.空氣開關(guān)，26.光照強度測定傳感器，27.負載電源插座，28.pH值及土壤氮磷鉀含量測定傳感器，29.傳感器數(shù)據(jù)分析模塊，30.空氣溫濕度測定傳感器，31.土壤溫濕度測定傳感器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明。[0029]本實用新型的由上位機、下位機和傳感器數(shù)據(jù)分析模塊29組成；上位機和下位機之間通過無線模塊I進行無線收發(fā)信號，以無線傳輸方式進行通訊；如圖1所示，上位機由無線模塊1、主機2、顯示器5、鍵盤7、鼠標(biāo)6組成，主機2安裝有設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理專用軟件；主機2分別和無線模塊1、顯示器5、鍵盤7、鼠標(biāo)6連接；下位機包括兩大部分，第一部分是下位機主體，為箱體結(jié)構(gòu)，如圖2所示可拆分為下位機前面板8和機殼17兩部分；下位機前面板8上安裝有控制盒9，控制盒9內(nèi)部安裝有指示燈11、數(shù)碼管10、操作按鍵12。機殼17內(nèi)部安裝有繼電器單元20，繼電器單元20安裝于ABS絕緣板21上表面，ABS絕緣板21與機殼17之間通過ABS立柱22連接。如圖3所示機殼17上與前面板8相對的面上安裝有電源插座單元18，電源插座單元18安裝有12個負載電源插座27。如圖4所示，機殼17兩側(cè)面安裝有移動摳手24。其中右側(cè)面安裝有電源插座19和空氣開關(guān)25。 其中繼電器單元20分別與電源插座單元18和空氣開關(guān)25通過AC220V電源線16連接，繼電器單元20與控制盒9通過DC12V信號線15連接，控制盒9與天線al3通過天線延長線14連接，空氣開關(guān)25還與電源插座19和控制盒9通過導(dǎo)線連接。第二部分是傳感器數(shù)據(jù)分析模塊29，如圖5，傳感器數(shù)據(jù)分析模塊29包括5個傳感器:空氣溫濕度測定傳感器30、土壤溫濕度測定傳感器31、PH值及土壤氮磷鉀含量測定傳感器28、光照強度測定傳感器26和CO2含量測定傳感器23，傳感器數(shù)據(jù)分析模塊29上還設(shè)置有電源插座b3和天線b4。電路連接及通訊關(guān)系:AC220V市電通過電源線與本實用新型上位機電源插座連接，電源接通后，打開上位機主機2和顯示器5電源，開啟操作計算機系統(tǒng)。將設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機專用軟件打開，使其處于正常運行狀態(tài)。AC220V市電通過電源線與下位機主體電源插座19連接，下位機主體利用空氣開關(guān)25通斷特性控制電源的接通和斷開。打開空氣開關(guān)25，使下位機主體接通電源，幾秒后，下位機主體預(yù)熱完成，處于正常運行狀態(tài)。AC220V市電通過電源線與傳感器數(shù)據(jù)分析模塊29接通，各傳感器(空氣溫濕度測定傳感器30、土壤溫濕度測定傳感器31、pH值及土壤氮磷鉀含量測定傳感器28，光照強度測定傳感器26，CO2含量測定傳感器23)將采集到的樣本信息，輸送給傳感器數(shù)據(jù)分析模塊29，利用無線傳輸天線b4將其分析后的數(shù)據(jù)信息通過天線al3無線傳輸?shù)较挛粰C主體和上位機。傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過上位機設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機專業(yè)軟件后臺分析整理后，最終信息一方面通過上位機軟件顯示出來，一方面上位機又通過無線模塊I無線回傳至下位機，并通過下位機前面板8上的數(shù)碼管10顯示。本實用新型設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機的上位機可同時與多組下位機之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)、命令的傳送，并予以顯示和操作。從而實現(xiàn)上位機和下位機能夠?qū)崿F(xiàn)一對多的通訊方式。本實用新型可以通過設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機專用軟件實現(xiàn)傳感器所檢測的溫度、濕度、光照、CO2, pH值、氮磷鉀含量等時時數(shù)據(jù)與軟件系統(tǒng)設(shè)置的對應(yīng)指標(biāo)參數(shù)范圍對比，若所檢測到的時時參數(shù)超過或低于設(shè)定值時，上位機和下位機將發(fā)出聲音報警或顏色報警提示。手動操作模式下，由用戶根據(jù)需要判斷是否對環(huán)境進行調(diào)控；如需調(diào)整，操作者可通過手動利用下位機操作按鍵調(diào)整或利用上位機安裝的設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機專用軟件調(diào)整。自動狀態(tài)下，本實用新 型直接判斷是否對環(huán)境進行調(diào)控，啟動調(diào)控命令。無論是手動還是自動狀態(tài)，控制盒接到啟動命令后，把AC220V電源電壓調(diào)整成DC12V信號線作用于繼電器單元20某一繼電器進行控制，繼電器根據(jù)指令進行吸合或斷開，進而為負載提供電源或斷開電源，用于實現(xiàn)對負載(通風(fēng)設(shè)施、加濕設(shè)施、光照設(shè)施、CO2施加設(shè)施)調(diào)整的控制。另外本實用新型安裝的設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機專用軟件可以遠程實現(xiàn)對棚舍內(nèi)的數(shù)據(jù)進行采集、存儲、比對、統(tǒng)計和打印，通過互聯(lián)網(wǎng)與我公司建立的專家系統(tǒng)實現(xiàn)遠程交互。對通常情況下，本實用新型的下位機主體和傳感器數(shù)據(jù)分析模塊29 —般由用戶安置在設(shè)施大棚內(nèi)部，每臺下位機可擴展I 255個傳感器分析數(shù)據(jù)分析模塊29，用戶可根據(jù)棚內(nèi)面積計算安裝I套還是多套傳感器分析數(shù)據(jù)分析模塊，傳感器數(shù)據(jù)分析模塊29與下位機之間通過無線傳送依靠無線傳送方式進行信息通訊。上位機設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機專業(yè)軟件對傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行后臺整理后，通過上位機軟件顯示出來，同時將信息又回傳至下位機前面板8上的數(shù)碼管10顯示，每臺上位機可同時與多組下位機之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)、命令的傳送，并予以顯示和操作。從而實現(xiàn)上位機和下位機能夠?qū)崿F(xiàn)一對多的通訊方式；本實用新型設(shè)備可根據(jù)同一用戶設(shè)施大棚數(shù)量，選擇一臺或多臺下位機，實現(xiàn)本使用新型設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機適用范圍廣泛，滿足大中小型設(shè)施大棚的不同需求。本實用新型檢測設(shè)施大棚內(nèi)的空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照強度、PH值以及CO2、土壤氮磷鉀含量等參數(shù)主要是依靠不同型號傳感器采集樣品信息。并通過上位機軟件將時時信息和系統(tǒng)設(shè)定信息范圍比對后判斷是否下達調(diào)控命令，如下調(diào)控，則啟動對應(yīng)負載(大棚內(nèi)的通風(fēng)窗、保溫簾、加溫、加濕、照明、滴灌、施加CO2)工作。本實用新型所安裝的設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機專用軟件是結(jié)合溫室內(nèi)的物理模型、作物的生長模型和溫室生產(chǎn)的經(jīng)濟模型，基于WINDOWS操作系統(tǒng)平臺，而自主研發(fā)設(shè)計的一套與我國溫室生產(chǎn)現(xiàn)狀相適應(yīng)的環(huán)境控制優(yōu)化軟件，可以遠程實現(xiàn)對棚舍內(nèi)的數(shù)據(jù)進行采集、存儲、比對、統(tǒng)計和打印，通過互聯(lián)網(wǎng)與我公司建立的專家系統(tǒng)實現(xiàn)遠程交互。AC220 V市電通過電源線與本實用新型上位機電源插座連接，電源接通后，打開上位機主機2和顯示器5電源，開啟操作計算機系統(tǒng)。將設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機專用軟件打開，使其處于正常運行狀態(tài)。AC220V市電通過電源線與下位機主體的電源插座al9連接，下位機主體利用空氣開關(guān)25通斷特性控制電源的接通和斷開。打開空氣開關(guān)，使下位機主體接通電源，幾秒后，下位機主體預(yù)熱完成，處于正常運行狀態(tài)。AC220V市電通過電源線與傳感器數(shù)據(jù)分析模塊接通，各傳感器(空氣溫濕度測定傳感器、土壤溫濕度測定傳感器、PH值和土壤氮磷鉀含量測定傳感器等參數(shù)，光照強度測定傳感器，CO2含量測定傳感器)將采集到的樣本信息，輸送給傳感器數(shù)據(jù)分析模塊，利用無線傳輸天線將其分析后的數(shù)據(jù)信息通過天線無線傳輸?shù)较挛粰C主體和上位機。傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過上位機設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機專業(yè)軟件后臺分析整理后，最終信息一方面通過上位機軟件顯示出來，一方面上位機又通過天線無線回傳至下位機，并通過前面板上的數(shù)碼管顯示。本實用新型設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機的上位機可同時與多組下位機之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)、命令的傳送，并予以顯示和操作。從而實現(xiàn)上位機和下位機能夠?qū)崿F(xiàn)一對多的通訊方式。本實用新型可以通過設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機專用軟件實現(xiàn)傳感器所檢測的溫度、濕度、光照、CO2, pH值、氮磷鉀含量等時時數(shù)據(jù)與軟件系統(tǒng)設(shè)置的對應(yīng)指標(biāo)參數(shù)范圍對比，若所檢測到的時時參數(shù)超過或低于設(shè)定值時，上位機和下位機將發(fā)出聲音報警或顏色報警提示。手動操作模式下，由用戶根據(jù)需要判斷是否對環(huán)境進行調(diào)控；如需調(diào)整，操作者可通過手動利用下位機操作按鍵調(diào)整或利用上位機安裝的設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機專用軟件調(diào)整。自動狀態(tài)下，本實用新型直接判斷是否對環(huán)境進行調(diào)控，啟動調(diào)控命令。無論是手動還是自動狀態(tài)，控制盒接到啟動命令后，把AC220V電源電壓調(diào)整成DCl2V信號線作用于繼電器單元某一繼電器進行控制，繼電器根據(jù)指令進行吸合或斷開，進而為負載提供電源或斷開電源，用于實現(xiàn)對負載(通風(fēng)設(shè)施、力口濕設(shè)施、光照設(shè)施、CO2施加設(shè)施)調(diào)整的控制。另外本實用新型安裝的設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機專用軟件可以遠程實現(xiàn)對棚舍內(nèi)的數(shù)據(jù)進行采集、存儲、比對、統(tǒng)計和打印，通過互聯(lián)網(wǎng)與我公司建立 的專家系統(tǒng)實現(xiàn)遠程交互。
權(quán)利要求1.一種設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機，其特征在于，包括上位機和下位機，所述上位機包括主機(2)，主機(2)與無線模塊(I)、顯示器(5)、鼠標(biāo)(6)和鍵盤(7)連接， 所述下位機包括主體和傳感器數(shù)據(jù)分析模塊(29)，所述主體包括機殼(17)，機殼(17)外側(cè)頂部安裝有天線a (13)，機殼(17)內(nèi)安裝有ABS絕緣板(21)，ABS絕緣板(21)通過ABS立柱(22)支撐，ABS絕緣板(21)上表面設(shè)置有繼電器單元(20)， 機殼(17)設(shè)有下位機前面板(8)，下位機前面板(8)上安裝有控制盒(9)，控制盒(9)上設(shè)置有數(shù)碼管(10)、指示燈(11)和操作按鍵(12)， 機殼(17)的兩側(cè)面上均安裝有移動摳手(24)，其中一個側(cè)面還安裝有電源插座a (19)和空氣開關(guān)(25)， 機殼(17)上與下位機前面板(8)相對的面上安裝有電源插座單元(18)，電源插座單元(18)上設(shè)置有若干負載電源插座(27)； 所述繼電器單元(20)分別與電源插座單元(18)和空氣開關(guān)(25)通過AC220V電源線(16)連接，繼電器單元(20)與控制盒(9)通過DC12V信號線(15)連接，控制盒(9)與天線a (13)通過天線延長線(14)連接,空氣開關(guān)(25)還與電源插座(19)和控制盒(9)通過導(dǎo)線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機，其特征在于，所述傳感器數(shù)據(jù)分析模塊(29)包括空氣溫濕度測定傳感器(30)、土壤溫濕度測定傳感器(31)、pH值及土壤氮磷鉀含量測定傳感器(28)，光照強度測定傳感器(26)和CO2含量測定傳感器(23)，傳感器數(shù)據(jù)分析模塊(29)上還設(shè)置有電源插座b (3)和天線b (4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所·述的設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機，其特征在于，所述負載電源插座(27)設(shè)置有12個。
專利摘要本實用新型公開了一種設(shè)施農(nóng)業(yè)自動化管理機，包括上位機和下位機，上位機包括主機，主機與無線模塊、顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤連接，下位機包括主體和傳感器數(shù)據(jù)分析模塊，所述主體包括機殼，機殼外側(cè)頂部安裝有天線a，機殼內(nèi)安裝有ABS絕緣板，ABS絕緣板通過ABS立柱支撐，ABS絕緣板上表面設(shè)置有繼電器單元，機殼設(shè)有下位機前面板，下位機前面板上安裝有控制盒，控制盒上設(shè)置有數(shù)碼管、指示燈和操作按鍵，機殼的兩側(cè)面上均安裝有移動摳手，側(cè)面還安裝有電源插座a和空氣開關(guān)，機殼上與下位機前面板相對的面上安裝有電源插座單元，電源插座單元上設(shè)置有若干負載電源插座。解決了傳統(tǒng)設(shè)施農(nóng)業(yè)管理自動化水平低、管理不精確、人工勞動強度大的問題。
文檔編號G05B19/418GK203133593SQ20132012648
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者李毅, 曹克強, 梁永立, 賀益清, 趙思孝, 陳志杰, 韓明玉, 李勃, 陳陵江, 羅劍馳, 呂金殿, 李委, 劉麗華, 王曉萍, 褚苑苑 申請人:西安拓達農(nóng)業(yè)科技有限公司