專利名稱：農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能控制領(lǐng)域，具體涉及用于農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)的智能控制終端。
背景技術(shù)：
我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的未來(lái)是從機(jī)械化向電腦自控化、數(shù)字化方向發(fā)展。農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，在減輕體力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率方面起到了重大作用。電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備及其監(jiān)控系統(tǒng)迅速趨向自動(dòng)化和智能化。計(jì)算機(jī)智能化管理系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，將使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程更科學(xué)、更精確。帶有電腦及各種檢測(cè)儀器和計(jì)量?jī)x器的農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用，將指導(dǎo)人們根據(jù)各種變異情況實(shí)時(shí)實(shí)地采取相應(yīng)的農(nóng)事操作。目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還沒(méi)有采用智能監(jiān)測(cè)終端對(duì)農(nóng)業(yè)大棚的照明和其它環(huán)境因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不能設(shè)置較為詳細(xì)的時(shí)間表及其控制策略，只能通過(guò)接觸器簡(jiǎn)單控制燈的開(kāi)關(guān)，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的多場(chǎng)景模式照明，而且，缺少可移動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)操作性不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了實(shí)現(xiàn)按時(shí)間表及控制策略對(duì)農(nóng)業(yè)大棚中的照明及其溫度、濕度環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而提供了一種農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端。本發(fā)明包含主控制器1、交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路2、帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3和通風(fēng)、給水及排水閥門控制電路4，主控制器1的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端連接交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路2的信號(hào)輸入端，帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3的數(shù)據(jù)輸出端連接主控制器1的溫度/濕度/照度的數(shù)據(jù)輸入端，主控制器1的通風(fēng)、給水或排水控制信號(hào)輸出端連接通風(fēng)、給水及排水閥門控制電路4的信號(hào)輸入端。本發(fā)明的主控制器1的內(nèi)部預(yù)存有詳盡的時(shí)間表及控制策略，主控制器1可以按照時(shí)間表讀取相應(yīng)的控制策略控制交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路2來(lái)改變燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而可以調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的照度環(huán)境；主控制器1將帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3采集到的數(shù)據(jù)與預(yù)存的控制閾值進(jìn)行比較，并結(jié)合季節(jié)和時(shí)間信息，給出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)通風(fēng)、給水及排水閥門控制電路4，從而調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的溫度、濕度環(huán)境。本發(fā)明提供了詳盡的時(shí)間表及控制策略用于滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)照明條件的需求，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)大棚內(nèi)的多個(gè)環(huán)境因素進(jìn)行控制。本發(fā)明減輕了體力勞動(dòng)，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是具體實(shí)施方式
二的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是具體實(shí)施方式
三的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是具體實(shí)施方式
七的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是具體實(shí)施方式
八的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，本具體實(shí)施方式
由主控制器1、交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路2、帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3和通風(fēng)、給水及排水閥門控制電路4組成，主控制器1的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端連接交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路2的信號(hào)輸入端，帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3的數(shù)據(jù)輸出端連接主控制器1的溫度/濕度/照度的數(shù)據(jù)輸入端，主控制器1的通風(fēng)、給水或排水控制信號(hào)輸出端連接通風(fēng)、給水及排水閥門控制電路4的信號(hào)輸入端。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖2說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3由譯碼器3-1、多路開(kāi)關(guān)3-2、近端溫度傳感器3-3、近端濕度傳感器3-4和近端照度傳感器3-5組成，近端溫度傳感器3-3、近端濕度傳感器3-4和近端照度傳感器3-5的數(shù)據(jù)輸出端分別連接多路開(kāi)關(guān)3-2的一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端，多路開(kāi)關(guān)3-2的數(shù)據(jù)輸出端連接主控制器1的溫度/濕度/照度的數(shù)據(jù)輸入端，主控制器1的信號(hào)選擇端通過(guò)譯碼器3-1連接多路開(kāi)關(guān)3-2的控制信號(hào)輸入端。采用本具體實(shí)施方式
時(shí)，近端溫度傳感器3-3、近端濕度傳感器3-4和近端照度傳感器3-5安裝在主控制器1的附近，近端溫度傳感器3-3、近端濕度傳感器3-4或近端照度傳感器3-5將采集到模擬信號(hào)通過(guò)多路開(kāi)關(guān)3-2送入到主控制器1中，主控制器1將獲取的模擬信號(hào)與預(yù)存的控制閾值進(jìn)行比較并送給通風(fēng)、給水及排水閥門控制電路4開(kāi)關(guān)閥門的命令，從而調(diào)節(jié)整個(gè)農(nóng)業(yè)大棚的溫度或濕度環(huán)境，其中通風(fēng)、給水及排水閥門控制電路4由多個(gè)電磁閥或繼電器構(gòu)成。其他組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的智能化監(jiān)控，提高了生產(chǎn)效率。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖3說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3由第一UART/RS-485接口轉(zhuǎn)換模塊3-6、第一485總線3-7、多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的溫度傳感器3-8、多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的濕度傳感器3-9和多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的照度傳感器3-10組成，多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的溫度傳感器3-8、多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的濕度傳感器3-9和多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的照度傳感器3-10的數(shù)據(jù)輸出端都通過(guò)第一485總線3-7連接第一UART/RS-485接口轉(zhuǎn)換模塊3-6的數(shù)據(jù)輸入端，第一UART/RS-485接口轉(zhuǎn)換模塊3-6的數(shù)據(jù)輸出端連接主控制器1的溫度/濕度/照度的數(shù)據(jù)輸入端；通風(fēng)、給水及排水閥門控制電路4由第二UART/RS-485接口轉(zhuǎn)換模塊4-1、第二485總線4-2、多個(gè)含RS-485接口的通風(fēng)閥門控制電路4-3、多個(gè)含RS-485接口的排水閥門控制電路4-4和多個(gè)含RS-485接口的給水閥門控制電路4-5組成，主控制器1的通風(fēng)、給水或排水控制信號(hào)輸出端連接第二UART/RS-485接口轉(zhuǎn)換模塊4-1的控制信號(hào)輸入端，多個(gè)含RS-485接口的通風(fēng)閥門控制電路4-3、多個(gè)含RS-485接口的排水閥門控制電路4-4和多個(gè)含RS-485接口的給水閥門控制電路4-5的信號(hào)輸入端都通過(guò)第二485總線4-2連接第二UART/RS-485接口轉(zhuǎn)換模塊4-1的信號(hào)輸出端。采用本具體實(shí)施方式
時(shí)，多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的溫度傳感器3-8、多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的濕度傳感器3-9和多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的照度傳感器3-10分布在農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)上，并且每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)上都安裝有多個(gè)含RS-485接口的通風(fēng)閥門控制電路4-3、多個(gè)含RS-485接口的排水閥門控制電路4-4和多個(gè)含RS-485接口的給水閥門控制電路4-5，主控制器1通過(guò)尋址獲取農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的某個(gè)控制節(jié)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的溫度或濕度情況并將獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)與預(yù)存的控制閾值進(jìn)行比較，然后通過(guò)尋址送給該控制節(jié)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)含RS-485接口的通風(fēng)閥門控制電路4-3、含RS-485接口的排水閥門控制電路4-4或含RS-485接口的給水閥門控制電路4-5開(kāi)關(guān)閥門的命令，從而可以對(duì)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的某個(gè)區(qū)域的溫度或濕度環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。其他組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
二相比，本發(fā)明的終端實(shí)現(xiàn)了對(duì)大棚內(nèi)每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)大棚內(nèi)每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)區(qū)域的不同溫度或濕度情況采取不同的控制策略，更加提高了生產(chǎn)效率。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖1說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是它還包含電力載波通信接口電路12、485總線收發(fā)器14和電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)13，電力載波通信接口電路12的信號(hào)傳輸端通過(guò)電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)13連接主控制器1的通信傳輸端，485總線收發(fā)器14的信號(hào)傳輸端通過(guò)電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)13連接主控制器1的通信傳輸端，電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)13的控制信號(hào)輸入端連接主控制器1的電力載波與485通信的選擇控制信號(hào)輸出端。其他組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。本具體實(shí)施方式
的485總線收發(fā)器14采用的型號(hào)為MAX485EPA，在使用時(shí)需要加入RS-485信號(hào)隔離電路。采用本具體實(shí)施方式
時(shí)，本發(fā)明的終端與大棚內(nèi)各個(gè)燈節(jié)點(diǎn)的通訊方式采用電力載波或485總線傳輸，利用電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)13可以在硬件電路上實(shí)現(xiàn)這兩種通訊方式的轉(zhuǎn)換。如果在每個(gè)燈節(jié)點(diǎn)上安裝有鎮(zhèn)流器智能控制模塊，則本發(fā)明的終端可以通過(guò)電力載波通信網(wǎng)關(guān)模塊或485總線定時(shí)查詢燈節(jié)點(diǎn)的情況，而且可以根據(jù)帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3所獲得的照度測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)燈節(jié)點(diǎn)上安裝的鎮(zhèn)流器智能控制模塊調(diào)節(jié)控制節(jié)點(diǎn)燈的明暗度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)上照明區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖1說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是它還包含聲音提示電路9、線路檢測(cè)電路10和照度檢測(cè)并執(zhí)行電路11，照度檢測(cè)并執(zhí)行電路11的輸出端連接主控制器1的照度檢測(cè)信號(hào)輸入端，聲音提示電路9的輸入端連接主控制器1的報(bào)警信號(hào)輸出端，線路檢測(cè)電路10的輸出端連接主控制器1的線路檢測(cè)信號(hào)輸入端。其他組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。本具體實(shí)施方式
中照度檢測(cè)并執(zhí)行電路11可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大棚內(nèi)光線情況并給出開(kāi)關(guān)信號(hào)，在特殊天氣條件下，本發(fā)明的終端可以根據(jù)照度檢測(cè)并執(zhí)行電路11的結(jié)果提前開(kāi)關(guān)燈或延遲開(kāi)關(guān)燈；線路檢測(cè)電路10可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交流接觸器的狀態(tài)，如果線路出現(xiàn)故障，聲音提示電路5便可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖1說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是它還包含232接口模塊5、GSM通信或GPRS通信收發(fā)器6和RS-485接口模塊7，主控制器1的一個(gè)通訊端口連接232接口模塊5的一個(gè)信號(hào)傳輸端，232接口模塊5的另一個(gè)信號(hào)傳輸端連接GSM通信或GPRS通信收發(fā)器6的信號(hào)傳輸端，232接口模塊5的又一個(gè)信號(hào)傳輸端連接RS-485接口模塊7的信號(hào)傳輸端。其他組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。采用本具體實(shí)施方式
時(shí)，上位控制機(jī)8可以通過(guò)GSM通信或GPRS通信收發(fā)器6利用無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)對(duì)本發(fā)明的終端進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，本發(fā)明的終端可以從上位控制機(jī)8下載新的控制策略；上位控制機(jī)8還可以通過(guò)RS-485接口模塊7直接對(duì)本發(fā)明的終端進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控，改變本發(fā)明的終端中預(yù)存的控制策略。
具體實(shí)施方式
七結(jié)合圖4說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
四的不同點(diǎn)是電力載波通信接口電路12由高通濾波器12-1、耦合變壓器12-2、繼電器12-3、諧振濾波器12-4、調(diào)制解調(diào)器12-5、中央控制器12-6組成，高通濾波器12-1的一端連接耦合變壓器12-2的一端，耦合變壓器12-2的另一端連接繼電器12-3的一端，繼電器12-3的另一端連接諧振濾波器12-4的一端，諧振濾波器12-4的另一端連接調(diào)制解調(diào)器12-5的一端，調(diào)制解調(diào)器12-5的另一端連接中央控制器12-6的電力載波通信端口，中央控制器12-6的電力載波信號(hào)傳輸端通過(guò)電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)13連接主控制器1的通信傳輸端，中央控制器12-6的控制信號(hào)輸出端連接繼電器12-3的控制線圈12-7的信號(hào)輸入端。高通濾波器12-1用于濾除工頻或工頻的奇數(shù)倍頻的信號(hào)。主控制器1向中央控制器12-6發(fā)送采用電力載波通信的控制信號(hào)，然后中央控制器12-6給繼電器12-3的控制線圈12-7一個(gè)信號(hào)使繼電器吸合形成傳輸通路，于是主控制器1就可以利用傳輸通路與低壓電線15互換信息。本具體實(shí)施方式
中電力載波采用FSK的調(diào)制方式。其他組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
四相同。本具體實(shí)施方式
的終端通過(guò)低壓電力線15進(jìn)行信息的傳遞可以對(duì)連接在低壓電力線15上的每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)燈的開(kāi)關(guān)動(dòng)作進(jìn)行控制，而且不用單獨(dú)布線，節(jié)約成本。
具體實(shí)施方式
八結(jié)合圖5說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是本具體實(shí)施方式
中主控制器1由單片機(jī)U1、時(shí)鐘芯片U2、外存儲(chǔ)器U3、電阻排U4、開(kāi)關(guān)K1、第一電容C1、第二電阻C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第一電阻R1、第二電阻R2、第一晶振X1和第二晶振X2組成，單片機(jī)U1的1腳與第一電阻R1的一端、第一電容C1的一端和開(kāi)關(guān)K1的靜觸點(diǎn)連接，第一電阻R1的另一端、電阻排U4的1腳、時(shí)鐘芯片U2的1腳、外存儲(chǔ)器U3的8腳、單片機(jī)U1的11腳和32腳都連接第一電源+VA，開(kāi)關(guān)K1的動(dòng)觸點(diǎn)與第二電阻R2的一端連接，第二電阻R2的另一端與第一電容C1的另一端連接并接地，單片機(jī)U1的11腳與第二電容C2的一端連接，第二電容C2的另一端與單片機(jī)U1的12腳連接并接地，單片機(jī)U1的13腳與第三電容C3的一端和第二晶振X2的一端連接，第三電容C3的另一端與第四電容C4的一端連接并接地，第四電容C4的另一端與第二晶振X2的另一端和單片機(jī)U1的14腳連接，單片機(jī)U1的18腳與外存儲(chǔ)器U3的6腳和電阻排U4的7腳連接，單片機(jī)U1的19腳與時(shí)鐘芯片U2的6腳和電阻排U4的4腳連接，單片機(jī)U1的20腳與時(shí)鐘芯片U2的7腳和電阻排U4的5腳連接，時(shí)鐘芯片U2的5腳連接單片機(jī)U1的21腳，時(shí)鐘芯片U2的8腳連接第二電源+VB，時(shí)鐘芯片U2的2腳和時(shí)鐘芯片U2的3腳通過(guò)第一晶振X1相連接，外存儲(chǔ)器U3的7腳連接單片機(jī)U1的24腳，外存儲(chǔ)器U3的5腳與單片機(jī)U1的23腳和電阻排U4的8腳連接，單片機(jī)U1的32腳與單片機(jī)U1的31腳通過(guò)第五電容C5相連接，單片機(jī)U1的31腳、時(shí)鐘芯片U2的4腳、外存儲(chǔ)器U3的1腳、外存儲(chǔ)器U3的2腳、外存儲(chǔ)器U3的3腳和外存儲(chǔ)器U3的4腳都接地；照度檢測(cè)并執(zhí)行電路11由光敏元件11-1、第一半波整流電路11-2、第一光耦U5和第三電阻R3組成，220V交流電源的輸出端連接光敏元件2-1的一端，光敏元件11-1的另一端連接第一半波整流電路11-2的電源輸入端，第一半波整流電路11-2的一個(gè)輸出端連接第一光耦U5的1腳，第一半波整流電路2-2的另一個(gè)輸出端連接第一光耦U5的2腳，第一光耦U5的4腳連接第一電源+VA，第一光耦U5的3腳與第一電阻R3的一端和主控制器1的單片機(jī)U1的15腳連接，第一電阻R3的另一端接地；線路檢測(cè)電路10由第二半波整流電路10-1、第二光耦U6和第四電阻R4組成，220V交流電源的輸出端連接第二半波整流電路10-1的電源輸入端，第二半波整流電路10-1的一個(gè)輸出端連接第二光耦U6的1腳，第二半波整流電路10-1的另一個(gè)輸出端連接第二光耦U6的2腳，第二光耦U6的4腳連接第一電源+VA，第二光耦U6的3腳與主控制器1的單片機(jī)U1的37腳和第四電阻R4的一端連接，第四電阻R4的另一端接地；交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路2由D觸發(fā)器芯片U8、三極管T1、交流接觸器的控制線圈2-1、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、二極管D1、第六電容C6和第三光耦U7組成，三極管T1的集電極、二極管D1的正極端和第三光耦U7的4腳連接第一電源+VA，三極管T1的發(fā)射極與交流接觸器的控制線圈2-1的一端和第五電阻R5的一端連接，交流接觸器的控制線圈2-1和第五電阻R5的另一端都接地，三極管T1的基極連接D觸發(fā)器芯片U8的1腳，D觸發(fā)器芯片U8的14腳與二極管D1的負(fù)極端和第六電容C6的一端連接，第六電容C6的另一端、D觸發(fā)器芯片U8的4腳、D觸發(fā)器芯片U8的6腳、D觸發(fā)器芯片U8的7腳、D觸發(fā)器芯片U8的8腳和D觸發(fā)器芯片U8的10腳都接地，D觸發(fā)器芯片U8的5腳連接主控制器1的單片機(jī)U1的39腳，D觸發(fā)器芯片U8的3腳與第三光耦U7的3腳和第七電阻R7的一端連接，第七電阻R7的另一端接地，第三光耦U7的4腳與第六電阻R6的一端連接，第六電阻R6的另一端連接第三光耦U7的1腳，第三光耦U7的1腳連接第八電阻R8的一端，第八電阻R8的另一端連接主控制器1的單片機(jī)U1的27腳，第三光耦U7的2腳連接主控制器1的單片機(jī)U1的28腳；主控制器1的單片機(jī)U1的16腳連接聲音提示電路9的信號(hào)輸入端；主控制器1的單片機(jī)U1的26腳連接232接口模塊5的信號(hào)輸出端，主控制器1的單片機(jī)U1的25腳連接232接口模塊5的信號(hào)輸入端；主控制器1的單片機(jī)U1的6腳連接電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)13的電力載波/485信號(hào)輸入端，控制器1的單片機(jī)U1的7腳連接電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)13的電力載波/485信號(hào)輸出端，控制器1的單片機(jī)U1的40腳連接電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)13的控制信號(hào)輸入端；主控制器1的單片機(jī)U1的33腳和34腳連接帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3的譯碼器3-1的兩個(gè)信號(hào)輸入端，主控制器1的單片機(jī)U1的2腳連接帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3的多路開(kāi)關(guān)3-2的數(shù)據(jù)輸出端。采用本具體實(shí)施方式
時(shí)，主控制器1的單片機(jī)U1先從時(shí)鐘芯片U2中讀取時(shí)間信息，再?gòu)耐獯鎯?chǔ)器U3中讀取控制策略通過(guò)交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路2控制燈的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，當(dāng)單片機(jī)U1送給D觸發(fā)器U8的輸入端一個(gè)開(kāi)燈指令時(shí)，交流接觸器的控制線圈2-1通電則交流接觸器吸合使燈打開(kāi)，并且在沒(méi)有給D觸發(fā)器U8的輸入端送入關(guān)燈指令時(shí)，由于D觸發(fā)器的狀態(tài)保持特性會(huì)使燈的狀態(tài)將保持不變。照度檢測(cè)并執(zhí)行電路11中光敏元件11-1受大棚內(nèi)光線的影響導(dǎo)致電路中參數(shù)的變化使得第一光耦U5的3腳輸出一個(gè)高電平或低電平給主控制器1，主控制器1據(jù)此判斷提前開(kāi)關(guān)燈或延遲關(guān)關(guān)燈；線路檢測(cè)電路10中交流接觸器的吸合或斷開(kāi)會(huì)導(dǎo)致線路中參數(shù)的變化使得第一光耦U5的3腳輸出一個(gè)高電平或低電平給主控制器1，主控制器1據(jù)此判斷交流接觸器是處于吸合或斷開(kāi)狀態(tài)；主控制器1發(fā)出兩路控制信號(hào)經(jīng)帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3的譯碼器3-1后送給多路開(kāi)關(guān)3-2用于選擇傳輸溫度、濕度或照度數(shù)據(jù)的某一路開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。其他組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。本具體實(shí)施方式
中主控制器1的單片機(jī)U1采用的型號(hào)為PIC16F877，它是高性能、有8位、40引腳、具有8KBFlash、多路8位A/D的RISC單片機(jī)；主控制器1的時(shí)鐘芯片U2采用的型號(hào)為DS1302N，它是一種帶備份電源的、8腳、具有I2C串行通信功能的高性能、低功耗的時(shí)鐘芯片，提供秒、分、時(shí)、日、周、月、年日歷功能；主控制器1的外存儲(chǔ)器U3采用的型號(hào)為AT24C64，它是容量為8KB、支持兩線I2C串行通信、1000000次擦寫(xiě)的E2PROM；照度檢測(cè)并執(zhí)行電路11中第一光耦U5、線路檢測(cè)電路10中第二光耦U6和交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路2中第三光耦U7采用的型號(hào)為TIP521；交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路2中D觸發(fā)器芯片U8采用的型號(hào)為CD4013BC；帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3中譯碼器3-1采用的型號(hào)為SN74HC139，多路開(kāi)關(guān)3-2采用壓控電子開(kāi)關(guān)CD4066BC，當(dāng)傳感器輸出的是電流信號(hào)時(shí)需將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)再送入電子開(kāi)關(guān)中。
權(quán)利要求
1.農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端，其特征在于它包含主控制器(1)、交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路(2)、帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路(3)和通風(fēng)、給水及排水閥門控制電路(4)，主控制器(1)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端連接交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路(2)的信號(hào)輸入端，帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路(3)的數(shù)據(jù)輸出端連接主控制器(1)的溫度/濕度/照度的數(shù)據(jù)輸入端，主控制器(1)的通風(fēng)、給水或排水控制信號(hào)輸出端連接通風(fēng)、給水及排水閥門控制電路(4)的信號(hào)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端，其特征在于它的帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路(3)由譯碼器(3-1)、多路開(kāi)關(guān)(3-2)、近端溫度傳感器(3-3)、近端濕度傳感器(3-4)和近端照度傳感器(3-5)組成，近端溫度傳感器(3-3)、近端濕度傳感器(3-4)和近端照度傳感器(3-5)的數(shù)據(jù)輸出端分別連接多路開(kāi)關(guān)(3-2)的一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端，多路開(kāi)關(guān)(3-2)的數(shù)據(jù)輸出端連接主控制器(1)的溫度/濕度/照度的數(shù)據(jù)輸入端，主控制器(1)的信號(hào)選擇端通過(guò)譯碼器(3-1)連接多路開(kāi)關(guān)(3-2)的控制信號(hào)輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端，其特征在于它的帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路(3)由第一UART/RS-485接口轉(zhuǎn)換模塊(3-6)、第一485總線(3-7)、多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的溫度傳感器(3-8)、多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的濕度傳感器(3-9)和多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的照度傳感器(3-10)組成，多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的溫度傳感器(3-8)、多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的濕度傳感器(3-9)和多個(gè)遠(yuǎn)端帶RS-485接口的照度傳感器(3-10)的數(shù)據(jù)輸出端都通過(guò)第一485總線(3-7)連接第一UART/RS-485接口轉(zhuǎn)換模塊(3-6)的數(shù)據(jù)輸入端，第一UART/RS-485接口轉(zhuǎn)換模塊(3-6)的數(shù)據(jù)輸出端連接主控制器(1)的溫度/濕度/照度的數(shù)據(jù)輸入端；通風(fēng)、給水及排水閥門控制電路(4)由第二UART/RS-485接口轉(zhuǎn)換模塊(4-1)、第二485總線(4-2)、多個(gè)含RS-485接口的通風(fēng)閥門控制電路(4-3)、多個(gè)含RS-485接口的排水閥門控制電路(4-4)和多個(gè)含RS-485接口的給水閥門控制電路(4-5)組成，主控制器(1)的通風(fēng)、給水或排水控制信號(hào)輸出端連接第二UART/RS-485接口轉(zhuǎn)換模塊(4-1)的控制信號(hào)輸入端，多個(gè)含RS-485接口的通風(fēng)閥門控制電路(4-3)、多個(gè)含RS-485接口的排水閥門控制電路(4-4)和多個(gè)含RS-485接口的給水閥門控制電路(4-5)的信號(hào)輸入端都通過(guò)第二485總線(4-2)連接第二UART/RS-485接口轉(zhuǎn)換模塊(4-1)的信號(hào)輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端，其特征在于它還包含電力載波通信接口電路(12)、485總線收發(fā)器(14)和電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(13)，電力載波通信接口電路(12)的信號(hào)傳輸端通過(guò)電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(13)連接主控制器(1)的通信傳輸端，485總線收發(fā)器(14)的信號(hào)傳輸端通過(guò)電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(13)連接主控制器(1)的通信傳輸端，電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(13)的控制信號(hào)輸入端連接主控制器(1)的電力載波與485通信的選擇控制信號(hào)輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端，其特征在于它還包含聲音提示電路(9)、線路檢測(cè)電路(10)和照度檢測(cè)并執(zhí)行電路(11)，照度檢測(cè)并執(zhí)行電路(11)的輸出端連接主控制器(1)的照度檢測(cè)信號(hào)輸入端，聲音提示電路(9)的輸入端連接主控制器(1)的報(bào)警信號(hào)輸出端，線路檢測(cè)電路(10)的輸出端連接主控制器(1)的線路檢測(cè)信號(hào)輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端，其特征在于它還包含232接口模塊(5)、GSM通信或GPRS通信收發(fā)器(6)和RS-485接口模塊(7)，主控制器(1)的一個(gè)通訊端口連接232接口模塊(5)的一個(gè)信號(hào)傳輸端，232接口模塊(5)的另一個(gè)信號(hào)傳輸端連接GSM通信或GPRS通信收發(fā)器(6)的信號(hào)傳輸端，232接口模塊(5)的又一個(gè)信號(hào)傳輸端連接RS-485接口模塊(7)的信號(hào)傳輸端。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端，其特征在于它的電力載波通信接口電路(12)由高通濾波器(12-1)、耦合變壓器(12-2)、繼電器(12-3)、諧振濾波器(12-4)、調(diào)制解調(diào)器(12-5)、中央控制器(12-6)組成，高通濾波器(12-1)的一端連接耦合變壓器(12-2)的一端，耦合變壓器(12-2)的另一端連接繼電器(12-3)的一端，繼電器(12-3)的另一端連接諧振濾波器(12-4)的一端，諧振濾波器(12-4)的另一端連接調(diào)制解調(diào)器(12-5)的一端，調(diào)制解調(diào)器(12-5)的另一端連接中央控制器(12-6)的電力載波通信端口，中央控制器(12-6)的電力載波信號(hào)傳輸端通過(guò)電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(13)連接主控制器(1)的通信傳輸端，中央控制器(12-6)的控制信號(hào)輸出端連接繼電器(12-3)的控制線圈(12-7)的信號(hào)輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5或6所述的農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端，其特征在于主控制器(1)由單片機(jī)(U1)、時(shí)鐘芯片(U2)、外存儲(chǔ)器(U3)、電阻排(U4)、開(kāi)關(guān)(K1)、第一電容(C1)、第二電阻(C2)、第三電容(C3)、第四電容(C4)、第五電容(C5)、第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第一晶振(X1)和第二晶振(X2)組成，單片機(jī)(U1)的1腳與第一電阻(R1)的一端、第一電容(C1)的一端和開(kāi)關(guān)(K1)的靜觸點(diǎn)連接，第一電阻(R1)的另一端、電阻排(U4)的1腳、時(shí)鐘芯片(U2)的1腳、外存儲(chǔ)器(U3)的8腳、單片機(jī)(U1)的11腳和32腳都連接第一電源(+VA)，開(kāi)關(guān)(K1)的動(dòng)觸點(diǎn)與第二電阻(R2)的一端連接，第二電阻(R2)的另一端與第一電容(C1)的另一端連接并接地，單片機(jī)(U1)的11腳與第二電容(C2)的一端連接，第二電容(C2)的另一端與單片機(jī)(U1)的12腳連接并接地，單片機(jī)(U1)的13腳與第三電容(C3)的一端和第二晶振(X2)的一端連接，第三電容(C3)的另一端與第四電容(C4)的一端連接并接地，第四電容(C4)的另一端與第二晶振(X2)的另一端和單片機(jī)(U1)的14腳連接，單片機(jī)(U1)的18腳與外存儲(chǔ)器(U3)的6腳和電阻排(U4)的7腳連接，單片機(jī)(U1)的19腳與時(shí)鐘芯片(U2)的6腳和電阻排(U4)的4腳連接，單片機(jī)(U1)的20腳與時(shí)鐘芯片(U2)的7腳和電阻排(U4)的5腳連接，時(shí)鐘芯片(U2)的5腳連接單片機(jī)(U1)的21腳，時(shí)鐘芯片(U2)的8腳連接第二電源(+VB)，時(shí)鐘芯片(U2)的2腳和時(shí)鐘芯片(U2)的3腳通過(guò)第一晶振(X1)相連接，外存儲(chǔ)器(U3)的7腳連接單片機(jī)(U1)的24腳，外存儲(chǔ)器(U3)的5腳與單片機(jī)(U1)的23腳和電阻排(U4)的8腳連接，單片機(jī)(U1)的32腳與單片機(jī)(U1)的31腳通過(guò)第五電容(C5)相連接，單片機(jī)(U1)的31腳、時(shí)鐘芯片(U2)的4腳、外存儲(chǔ)器(U3)的1腳、外存儲(chǔ)器(U3)的2腳、外存儲(chǔ)器(U3)的3腳和外存儲(chǔ)器(U3)的4腳都接地；照度檢測(cè)并執(zhí)行電路(11)由光敏元件(11-1)、第一半波整流電路(11-2)、第一光耦(U5)和第三電阻(R3)組成，220V交流電源的輸出端連接光敏元件(2-1)的一端，光敏元件(11-1)的另一端連接第一半波整流電路(11-2)的電源輸入端，第一半波整流電路(11-2)的一個(gè)輸出端連接第一光耦(U5)的1腳，第一半波整流電路(2-2)的另一個(gè)輸出端連接第一光耦(U5)的2腳，第一光耦(U5)的4腳連接第一電源(+VA)，第一光耦(U5)的3腳與第一電阻(R3)的一端和主控制器(1)的單片機(jī)(U1)的15腳連接，第一電阻(R3)的另一端接地；線路檢測(cè)電路(10)由第二半波整流電路(10-1)、第二光耦(U6)和第四電阻(R4)組成，220V交流電源的輸出端連接第二半波整流電路(10-1)的電源輸入端，第二半波整流電路(10-1)的一個(gè)輸出端連接第二光耦(U6)的1腳，第二半波整流電路(10-1)的另一個(gè)輸出端連接第二光耦(U6)的2腳，第二光耦(U6)的4腳連接第一電源(+VA)，第二光耦(U6)的3腳與主控制器(1)的單片機(jī)(U1)的37腳和第四電阻(R4)的一端連接，第四電阻(R4)的另一端接地；交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路(2)由D觸發(fā)器芯片(U8)、三極管(T1)、交流接觸器的控制線圈(2-1)、第五電阻(R5)、第六電阻(R6)、第七電阻(R7)、第八電阻(R8)、二極管(D1)、第六電容(C6)和第三光耦(U7)組成，三極管(T1)的集電極、二極管(D1)的正極端和第三光耦(U7)的4腳連接第一電源(+VA)，三極管(T1)的發(fā)射極與交流接觸器的控制線圈(2-1)的一端和第五電阻(R5)的一端連接，交流接觸器的控制線圈(2-1)和第五電阻(R5)的另一端都接地，三極管(T1)的基極連接D觸發(fā)器芯片(U8)的1腳，D觸發(fā)器芯片(U8)的14腳與二極管(D1)的負(fù)極端和第六電容(C6)的一端連接，第六電容(C6)的另一端、D觸發(fā)器芯片(U8)的4腳、D觸發(fā)器芯片(U8)的6腳、D觸發(fā)器芯片(U8)的7腳、D觸發(fā)器芯片(U8)的8腳和D觸發(fā)器芯片(U8)的10腳都接地，D觸發(fā)器芯片(U8)的5腳連接主控制器(1)的單片機(jī)(U1)的39腳，D觸發(fā)器芯片(U8)的3腳與第三光耦(U7)的3腳和第七電阻(R7)的一端連接，第七電阻(R7)的另一端接地，第三光耦(U7)的4腳與第六電阻(R6)的一端連接，第六電阻(R6)的另一端連接第三光耦(U7)的1腳，第三光耦(U7)的1腳連接第八電阻(R8)的一端，第八電阻(R8)的另一端連接主控制器(1)的單片機(jī)(U1)的27腳，第三光耦(U7)的2腳連接主控制器(1)的單片機(jī)(U1)的28腳；主控制器(1)的單片機(jī)(U1)的16腳連接聲音提示電路(9)的信號(hào)輸入端；主控制器(1)的單片機(jī)(U1)的26腳連接232接口模塊(5)的信號(hào)輸出端，主控制器(1)的單片機(jī)(U1)的25腳連接232接口模塊(5)的信號(hào)輸入端；主控制器(1)的單片機(jī)(U1)的6腳連接電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(13)的電力載波/485信號(hào)輸入端，控制器(1)的單片機(jī)(U1)的7腳連接電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(13)的電力載波/485信號(hào)輸出端，控制器(1)的單片機(jī)(U1)的40腳連接電力載波與485通信轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(13)的控制信號(hào)輸入端；主控制器(1)的單片機(jī)(U1)的33腳和34腳連接帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路(3)的譯碼器(3-1)的兩個(gè)信號(hào)輸入端，主控制器(1)的單片機(jī)(U1)的2腳連接帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路(3)的多路開(kāi)關(guān)(3-2)的數(shù)據(jù)輸出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端，其特征在于電力載波通信接口電路(12)采用FSK的調(diào)制方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端，其特征在于主控制器(1)的單片機(jī)(U1)采用的型號(hào)為PIC16F877，時(shí)鐘芯片(U2)采用的型號(hào)為DS1302N，外存儲(chǔ)器(U3)采用的型號(hào)為AT24C64；照度檢測(cè)并執(zhí)行電路(11)中第一光耦(U5)、線路檢測(cè)電路(10)中第二光耦(U6)和交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路(2)中第三光耦(U7)采用的型號(hào)為TIP521；交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路(2)中D觸發(fā)器芯片(U8)采用的型號(hào)為CD4013BC；帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路(3)中譯碼器(3-1)采用的型號(hào)為SN74HC139，多路開(kāi)關(guān)(3-2)采用壓控電子開(kāi)關(guān)CD4066BC。
全文摘要
農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)控終端，它具體涉及用于農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)的智能控制終端，它的目的是為了實(shí)現(xiàn)按時(shí)間表及控制策略對(duì)農(nóng)業(yè)大棚中的照明及其溫度、濕度環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。本發(fā)明的主控制器1的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端連接交流接觸器驅(qū)動(dòng)電路2的信號(hào)輸入端，帶近端或遠(yuǎn)端溫度/濕度/照度傳感器的測(cè)量電路3的數(shù)據(jù)輸出端連接主控制器1的溫度/濕度/照度的數(shù)據(jù)輸入端，主控制器1的通風(fēng)、給水或排水控制信號(hào)輸出端連接通風(fēng)、給水及排水閥門控制電路4的信號(hào)輸入端。本發(fā)明提供了詳盡的時(shí)間表及控制策略用于滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)照明條件的需求，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)大棚內(nèi)的多個(gè)環(huán)境因素進(jìn)行控制。本發(fā)明減輕了體力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化。
文檔編號(hào)A01G9/24GK1698419SQ200510010129
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日
發(fā)明者劉曉勝, 徐殿國(guó), 李琰, 戚佳金 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)