專利名稱：一種煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種煙草育苗大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)煙草育苗過程是在大棚內(nèi)放置普通溫度計(jì)，通過人為觀察和記錄大棚內(nèi)溫 度，從而手工進(jìn)行棚膜的巻起和放下、遮蔭網(wǎng)的打開和關(guān)閉，需要加水、施藥、施肥時(shí)采用人 工操作，不僅操作麻煩，效率低下，而且對(duì)水、肥、藥的加入量難以精確控制。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種基于嵌入式技術(shù)，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)大棚的數(shù)據(jù)采集，巻 膜、遮蔭、滴灌、噴灌等機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制，且能通過擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)更多聯(lián)體大棚的自動(dòng)控制，并具 有網(wǎng)絡(luò)接口，可方便地實(shí)現(xiàn)大棚集中控制的煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置， 本實(shí)用新型所述的煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置，由主控模塊、溫濕度傳感器、LCD、 鍵盤、驅(qū)動(dòng)模塊和電源組成，主控模塊板上有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、LCD接口、鍵盤接口、 RS485總線 接口 、CAN總線接口 、控制信號(hào)輸出總線接口 ， LCD、鍵盤分別通過LCD接口 、鍵盤接口與主控 模塊連接，至少1個(gè)溫濕度傳感器通過RS485總線與主控模塊連接，驅(qū)動(dòng)模塊通過控制信號(hào) 輸出總線與主控模塊連接，電源為各模塊提供工作電源。 驅(qū)動(dòng)模塊包括巻膜驅(qū)動(dòng)、遮蔭驅(qū)動(dòng)、滴灌驅(qū)動(dòng)、噴灌驅(qū)動(dòng)，巻膜驅(qū)動(dòng)通過繼電器與 巻膜電機(jī)連接，遮蔭驅(qū)動(dòng)通過繼電器和接觸器與遮蔭電機(jī)連接，滴灌驅(qū)動(dòng)通過繼電器與電 磁閥連接，噴灌驅(qū)動(dòng)通過繼電器與電磁閥連接。滴灌驅(qū)動(dòng)電路上連接的電磁閥和噴灌驅(qū)動(dòng) 電路上的電磁閥的旁路均連接有手動(dòng)球閥。 電源由變壓器、整流橋和穩(wěn)壓器構(gòu)成，分別供給驅(qū)動(dòng)模塊和主控模塊工作電源， LCD 、溫濕度傳感器由主控模塊提供工作電源。 所述的CAN總線接口連接有計(jì)算機(jī)。 本實(shí)用新型所述的煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置，以主控模塊為核心，在大棚內(nèi)安 裝1個(gè)或者多個(gè)溫濕度傳感器，采用LCD、鍵盤完成人機(jī)交互，驅(qū)動(dòng)模塊通過控制信號(hào)輸出 總線接口與主控板連接。主控模塊采用基于ARM技術(shù)的微控制器，使用嵌入式實(shí)時(shí)操作系 統(tǒng)，并具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、LCD接口 、鍵盤接口 、 RS485總線接口 、 CAN總線接口 、控制信號(hào)輸出 總線接口等。溫濕度傳感器通過RS485總線與主控模塊連接，完成大棚內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)采集， LCD、鍵盤分別通過對(duì)應(yīng)接口與主控模塊連接，完成人機(jī)交互功能。驅(qū)動(dòng)模塊通過控制信號(hào) 輸出總線與主控模塊連接，接收主控模塊輸出的控制信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng) 作，并對(duì)巻膜、遮蔭、噴灌、滴灌進(jìn)行自動(dòng)控制，還可以通過CAN總線與計(jì)算機(jī)相連接實(shí)現(xiàn)集 中遠(yuǎn)程控制。本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理簡單，成本低，通用性和實(shí)用性強(qiáng)，可靠性好，可以 大大提高煙草育苗生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升生產(chǎn)的管理水 平。適用于對(duì)溫室大棚自動(dòng)控制的相關(guān)行業(yè)。
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圖1煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置示意圖。 圖2煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置應(yīng)用簡圖。 圖中，l-主控模塊；2-溫濕度傳感器；3-LCD ;4-鍵盤；5-驅(qū)動(dòng)模塊；6-電源。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖說明具體實(shí)施方式
。 實(shí)施例1 如圖l所示，一種煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置，由主控模塊1、溫濕度傳感器2、 LCD3、鍵盤4、驅(qū)動(dòng)模塊5和電源6組成，主控模塊板上有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、LCD接口、鍵盤接口、 RS485總線接口 、CAN總線接口 、控制信號(hào)輸出總線接口 ， LCD3、鍵盤4分別通過LCD接口 、鍵 盤接口與主控模塊1連接，至少1個(gè)溫濕度傳感器2通過RS485總線與主控模塊1連接，驅(qū) 動(dòng)模塊5通過控制信號(hào)輸出總線與主控模塊1連接，電源6為各模塊提供工作電源。驅(qū)動(dòng) 模塊5包括巻膜驅(qū)動(dòng)電路、遮蔭驅(qū)動(dòng)電路、滴灌驅(qū)動(dòng)電路、噴灌驅(qū)動(dòng)電路，巻膜驅(qū)動(dòng)電路通 過繼電器與巻膜電機(jī)連接，遮蔭驅(qū)動(dòng)電路通過繼電器和接觸器與遮蔭電機(jī)連接，滴灌驅(qū)動(dòng) 電路通過繼電器與電磁閥連接，噴灌驅(qū)動(dòng)電路通過繼電器與電磁閥連接。所述的電源由變 壓器、整流橋和穩(wěn)壓器構(gòu)成，分別供給驅(qū)動(dòng)模塊和主控模塊工作電源，LCD、溫濕度傳感器由 主控模塊提供工作電源。CAN總線接口連接有計(jì)算機(jī)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚內(nèi)的供養(yǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控 制。 主控模塊采用基于ARM7T匿I-S內(nèi)核的LPC2368微處理器，軟件基于嵌入式實(shí)時(shí)操 作系統(tǒng)uCOS-II編寫，板上通過總線擴(kuò)展了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、LCD接口 、鍵盤接口 、 RS485總線接 口 、 CAN總線接口 、控制信號(hào)輸出總線接口等。 LCD、鍵盤分別通過LCD接口、鍵盤接口與主控模塊連接，本例采用320X240圖形 點(diǎn)陣LCD模塊，自制鍵盤。 溫濕度傳感器通過RS485總線與主控模塊連接，完成大棚內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)的采集， 通過RS485總線可以連接多個(gè)傳感器，本例連接1個(gè)溫濕度傳感器。 驅(qū)動(dòng)模塊通過控制信號(hào)輸出總線與主控模塊連接，接收主控模塊輸出的控制信 號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)模塊包括巻膜驅(qū)動(dòng)電路、遮蔭驅(qū)動(dòng)電路、滴 灌驅(qū)動(dòng)電路、噴灌驅(qū)動(dòng)電路等。巻膜驅(qū)動(dòng)部分，本例提供8路DC24V巻膜電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用繼 電器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的巻膜電機(jī)動(dòng)作。遮蔭驅(qū)動(dòng)部分本例提供1路AC380V遮蔭電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用繼 電器和接觸器驅(qū)動(dòng)遮蔭電機(jī)動(dòng)作。滴灌驅(qū)動(dòng)部分，本例提供2路DC24V電磁閥驅(qū)動(dòng)，通過繼 電器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的電磁閥動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)滴水、滴肥的自動(dòng)切換。噴灌驅(qū)動(dòng)部分，本例提供2路 DC24V電磁閥驅(qū)動(dòng)，通過繼電器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的電磁閥動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)噴水、噴藥的自動(dòng)切換。更換 該模塊可以驅(qū)動(dòng)其它類型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。擴(kuò)展該模塊可以驅(qū)動(dòng)更多的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 電源負(fù)責(zé)提供各模塊的工作電源，本例中電源部分由變壓器、整流橋和穩(wěn)壓器構(gòu) 成，提供DC24V供給驅(qū)動(dòng)模塊，DC12V供給主控模塊，LCD、溫濕度傳感器的供電由主控模塊 完成。 圖2中Jl-J8為安裝在大棚上的巻膜機(jī)構(gòu)，本例采用DC24V巻膜電機(jī)；ZY為遮蔭 機(jī)構(gòu)，本例采用AC380V電機(jī)+減速機(jī)；DCF1、DCF2、QF1、QF2組成滴灌機(jī)構(gòu)，DCF1、DCF2為電磁閥，對(duì)應(yīng)清水入口和肥液入口 ，本例采用DC24V電磁閥，通過打開DCF1或DCF2選擇清水 或者肥液進(jìn)入大棚滴灌管路，QF1、QF2為手動(dòng)球閥，分別旁路DCF1和DCF2，當(dāng)電磁閥出現(xiàn)故 障的時(shí)候可以通過球閥手動(dòng)進(jìn)行滴灌操作；DCF3、DCF4、QF3、QF4組成滴灌機(jī)構(gòu)，DCF3、DCF4 為電磁閥，本例采用DC24V電磁閥，對(duì)應(yīng)清水入口和藥液入口 ，通過打開DCF3或DCF4選擇 清水或者藥液進(jìn)入大棚噴灌管路，QF3、QF4為手動(dòng)球閥，分別旁路DCF3和DCF4，當(dāng)電磁閥出 現(xiàn)故障的時(shí)候可以通過球閥手動(dòng)進(jìn)行噴灌操作。同時(shí)，大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)通過CAN總線連 至控制中心的計(jì)算機(jī)。 具體工作方式如下 大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)每隔5s采集一次大棚內(nèi)的溫濕度，通過LCD顯示大棚自動(dòng)控制 系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)、報(bào)警及錯(cuò)誤信息、大棚溫濕度、巻膜、遮蔭、噴灌、滴灌機(jī)構(gòu)狀態(tài)等信息并 將溫濕度等一些必要的信息定時(shí)寫入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。同時(shí)，不斷將上述信息上傳給控制中心 的計(jì)算機(jī)并接收計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令。 大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)提供手動(dòng)、自動(dòng)、定時(shí)、遠(yuǎn)程4種控制模式，控制模式可以通過 鍵盤進(jìn)行設(shè)置，也可以通過控制中心的計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置。下面分別根據(jù)不同控制模式 進(jìn)行說明 a.手動(dòng)模式 此模式下操作人員需要在本地進(jìn)行操作。根據(jù)當(dāng)前的溫濕度情況，如果需要打開 或關(guān)閉巻膜、遮蔭，在巻膜、遮蔭設(shè)置菜單中設(shè)定需要操作的巻膜、遮蔭目標(biāo)開度，系統(tǒng)根據(jù) 設(shè)定值自動(dòng)將設(shè)定的機(jī)構(gòu)動(dòng)作至目標(biāo)開度。本例8個(gè)巻膜機(jī)構(gòu)和可以整體設(shè)置也可以單 獨(dú)進(jìn)行設(shè)置，并且有0 % 、 25 % 、 50 % 、 75 % 、 100 %開度可調(diào)。本例有一個(gè)遮蔭機(jī)構(gòu)，有0 % 、 25%、50%、75%、100%開度可調(diào)。 如果需要加肥或者加水，在滴灌設(shè)置菜單中設(shè)定加肥或者加水以及目標(biāo)時(shí)間，系 統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值輸出控制信號(hào)，打開DCF1或者DCF2，選擇清水或者肥液進(jìn)入大棚滴灌管路， 目標(biāo)時(shí)間到達(dá)后自動(dòng)關(guān)閉電磁閥。如果DCF1或DCF2損壞，可以通過旁路球閥QF1和QF2 進(jìn)行手動(dòng)操作。 如果需要噴藥或者噴水，在噴灌設(shè)置菜單中設(shè)定噴藥或者噴水以及目標(biāo)時(shí)間，系 統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值輸出控制信號(hào)，打開DCF3或者DCF4，選擇清水或者藥液進(jìn)入大棚噴灌管路， 目標(biāo)時(shí)間到達(dá)后自動(dòng)關(guān)閉電磁閥。如果DCF3或DCF4損壞，可以通過旁路球閥QF3和QF4 進(jìn)行手動(dòng)操作。 b.自動(dòng)模式 此模式下需要在自動(dòng)控制參數(shù)設(shè)置菜單設(shè)定巻膜、遮蔭的自動(dòng)打開溫度和濕度，
系統(tǒng)將根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行控制，本例中，當(dāng)棚內(nèi)溫度大于設(shè)定的打開溫度，將自動(dòng)打開巻膜和
遮蔭機(jī)構(gòu)，如果棚內(nèi)溫度小于設(shè)定的關(guān)閉溫度，將自動(dòng)關(guān)閉巻膜和遮蔭機(jī)構(gòu)。 此模式下的滴灌和噴灌既可以通過本地設(shè)置，也可以通過進(jìn)計(jì)算機(jī)設(shè)置，設(shè)置方
式與手動(dòng)方式相同。 c.定時(shí)模式 此模式下需要在定時(shí)控制參數(shù)設(shè)置菜單設(shè)定巻膜、遮蔭的定時(shí)打開時(shí)間和關(guān)閉時(shí) 間，系統(tǒng)將根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行控制，本例中，如果系統(tǒng)時(shí)間到達(dá)設(shè)定的定時(shí)打開時(shí)間，將自動(dòng) 打開將自動(dòng)打開巻膜和遮蔭機(jī)構(gòu)，如果系統(tǒng)時(shí)間到達(dá)設(shè)定的定時(shí)關(guān)閉時(shí)間，將自動(dòng)關(guān)閉巻膜和遮蔭機(jī)構(gòu)。 此模式下的滴灌和噴灌既可以通過本地設(shè)置，也可以通過進(jìn)計(jì)算機(jī)設(shè)置，設(shè)置方
式與手動(dòng)方式相同。 d.遠(yuǎn)程模式 此模式下，系統(tǒng)完全通過控制中心計(jì)算機(jī)下發(fā)的指令進(jìn)行各機(jī)構(gòu)的控制，本地操 作無效。
權(quán)利要求一種煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置，由主控模塊、溫濕度傳感器、LCD、鍵盤、驅(qū)動(dòng)模塊和電源組成，其特征在于，主控模塊板上有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、LCD接口、鍵盤接口、RS485總線接口、CAN總線接口、控制信號(hào)輸出總線接口，LCD、鍵盤分別通過LCD接口、鍵盤接口與主控模塊連接，至少1個(gè)溫濕度傳感器通過RS485總線與主控模塊連接，驅(qū)動(dòng)模塊通過控制信號(hào)輸出總線與主控模塊連接，電源為各模塊提供工作電源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置，其特征在于，驅(qū)動(dòng)模塊包括巻 膜驅(qū)動(dòng)電路、遮蔭驅(qū)動(dòng)電路、滴灌驅(qū)動(dòng)電路、噴灌驅(qū)動(dòng)電路，巻膜驅(qū)動(dòng)電路通過繼電器與巻 膜電機(jī)連接，遮蔭驅(qū)動(dòng)電路通過繼電器和接觸器與遮蔭電機(jī)連接，滴灌驅(qū)動(dòng)電路通過繼電 器與電磁閥連接，噴灌驅(qū)動(dòng)電路通過繼電器與電磁閥連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置，其特征在于，滴灌驅(qū)動(dòng)電路上 連接的電磁閥和噴灌驅(qū)動(dòng)電路上的電磁閥的旁路均連接有手動(dòng)球閥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置，其特征在于，電源由變壓器、整 流橋和穩(wěn)壓器構(gòu)成，分別供給驅(qū)動(dòng)模塊和主控模塊工作電源，LCD、溫濕度傳感器由主控模 塊提供工作電源。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置，其特征在于，CAN總線接口連接 有計(jì)算機(jī)。
專利摘要一種煙草育苗大棚自動(dòng)控制裝置涉及農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種煙草育苗大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型由主控模塊、溫濕度傳感器、LCD、鍵盤、驅(qū)動(dòng)模塊和電源組成，主控模塊板上有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、LCD接口、鍵盤接口、RS485總線接口、CAN總線接口、控制信號(hào)輸出總線接口，LCD、鍵盤分別通過LCD接口、鍵盤接口與主控模塊連接，至少1個(gè)溫濕度傳感器通過RS485總線與主控模塊連接，驅(qū)動(dòng)模塊通過控制信號(hào)輸出總線與主控模塊連接，電源為各模塊提供工作電源。本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理簡單，成本低，通用性和實(shí)用性強(qiáng)，可靠性好，可以大大提高煙草育苗生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升生產(chǎn)的管理水平。適用于對(duì)溫室大棚自動(dòng)控制的相關(guān)行業(yè)。
文檔編號(hào)A01G9/24GK201532589SQ2009201113
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者馮柱安, 卯彥, 唐斌, 張?jiān)? 張?jiān)茤|, 張勇, 李俊松, 李慶平, 李江有, 楊松, 楊永平, 段應(yīng)澤, 鹿森 申請(qǐng)人:云南省煙草公司楚雄州公司;云南昆船設(shè)計(jì)研究院