一种设施农业环境全自动测控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种设施农业环境全自动测控系统，所述系统包括PLC控制器、集线器、人机交互设备、环境参数检测传感器、空调远程控制模块、空调、风机、排风扇和水泵，所述PLC控制器与集线器连接，所述集线器分别与环境参数检测传感器、空调远程控制模块连接，所述人机交互设备通过通信接口与PLC控制器连接，所述空调远程控制模块用于对空调进行启停控制；所述PLC控制器的输入端接有开关，输出端接有接触器，所述风机、排风扇和水泵通过接触器与电源连接。本实用新型专利技术可以在没有人工的干预下，实现对设施农业环境的自动测控，很好地实现了空调设备与PLC环境检测系统的统一控制，实现设施农业内环境温度的精确控制。

A facility automatic measuring and controlling system for agricultural environment

The utility model discloses a full automatic control system of agricultural facilities environment, the system includes a PLC controller, a hub and a human-computer interaction device, environment parameter detection sensors, remote control air conditioning module, air conditioner, fan, exhaust fan and water pump, the PLC controller and the hub connecting, the hub is respectively connected with the environmental parameters detection of the sensor and the air conditioning remote control module, the human-computer interaction device through the communication interface connected with the PLC controller, the remote control of air conditioning air conditioning module is used to start and stop control; the PLC controller is connected with the input end of a switch, the output end is connected with a contactor, the fan, exhaust fan and water pump connected by contactor with the power supply. The utility model can in no artificial intervention, to achieve automatic control of the environment of agricultural facilities, good implementation of the unified detection control system for air conditioning equipment and PLC environment, to achieve precise control of temperature in the environment of agricultural facilities.

【技术实现步骤摘要】
一种设施农业环境全自动测控系统
本专利技术涉及一种全自动测控系统，尤其是一种设施农业环境全自动测控系统，属于农业设施环境监控领域。
技术介绍
设施农业包括畜禽养殖和温室设施两种，随着现代农业畜牧业和植物工厂的发展，设施农业在生产作业中，环境参数对动植物的生长、产量有重要的影响，使得对环境参数的测控要求越来越高。在一些设施农业，如温室、家禽孵化、家畜产仔等，其生产环境对温度的控制相对较高的场所，空调作为一种商业化的成熟的设备，是环境温度调节设备的理想选择。现有的设施农业环境参数监测系统有无线监测、有线监测；无线监测一般是采用电子采集电路和无线传输网络，这种电子电路环境参数采集系统一般很难对风机等执行机构进行控制；有线监测以PLC控制系统、总线技术系统较多，能够实现对现场参数的采集和对执行机构控制；现有的系统以风机、排风扇、降温湿帘等机构对环境进行调节，但空调作为独立的设备，很难和现有的检测系统一体实现全自动控制。因此有必要设计一种能融合空调自动启停的全自动设施农业环境监测和控制的系统，通过空调的自动启停控制来满足现代设施对较高环境控制的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术的缺陷与不足，提供了一种设施农业环境全自动测控系统，该系统将对空调的启停控制与PLC监测融合一体，实现对环境的全自动测控，相当方便和简便。本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种设施农业环境全自动测控系统，包括PLC控制器、集线器、人机交互设备、环境参数检测传感器、空调远程控制模块和空调，所述PLC控制器与集线器连接，所述集线器分别与环境参数检测传感器、空调远程控制模块连接，所述人机交互设备通过通信接口与PLC控制器连接，所述空调远程控制模块用于对空调进行启停控制。作为一种优选方案，所述系统还包括风机、排风扇和水泵；所述PLC控制器的输入端接有开关，输出端接有接触器，所述开关包括风机启停开关、排风扇启停开关和水泵启停开关，所述风机、排风扇和水泵通过接触器与电源连接。作为一种优选方案，所述PLC控制器包括总线接口，总线通过该总线接口连接到集线器的输入端，所述集线器的输出端分别与空调远程控制模块、环境参数检测传感器连接。作为一种优选方案，所述空调远程控制模块包括单片机、红外发射电路、总线接口电路和按键电路，所述红外发射电路、总线接口电路和按键电路分别与单片机连接。作为一种优选方案，所述红外发射电路包括第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和红外发射管，所述第一三极管的发射极与第二三极管的发射极相连接，构成功率放大电路，第一三极管的基极通过第一电阻与单片机相连接，第一三极管的集电极连接电源，所述第二三极管的基极通过第二电阻与单片机相连接，第二三极管的集电极与红外发射管的阳极相连接，所述红外发射管的阴极通过第三电阻接地；单片机与第一三极管的基极相连接的端子输出载波信号，与第二三极管的基极相连接的端子输出基带信号，载波信号和基带信号合成输出调制载波信号，通过红外发射管发射出去。作为一种优选方案，所述总线接口电路采用总线接口芯片，总线接口芯片的RO引脚连接单片机的RXD端，为单片机的数据接收端；总线接口芯片的DI引脚连接单片机的TXD端，为单片机的数据发送端；总线接口芯片的A/B引脚通过集线器与PLC控制器的A/B端相连接，为总线接口芯片与PLC控制器的数据收发端，总线接口芯片的A引脚和B引脚之间接有第四电阻；总线接口芯片的DE引脚为高电平时，总线接口芯片处于发送状态，将单片机的数据发送给PLC控制器；总线接口芯片的RE引脚为高电平时，总线接口芯片处于接收状态，将PLC控制器的数据/指令发送给单片机。作为一种优选方案，所述空调远程控制模块还包括复位电路和晶振电路，所述复位电路包括第一负载电容、复位按键和第一上拉电阻，所述复位按键的一端与单片机的RST端连接，另一端与第一上拉电阻串联后与电源连接，复位按键与第一上拉电阻的串联电路与第一负载电容并联；所述晶振电路包括第二负载电容、第三负载电容和晶振，所述晶振的一端与单片机的XTAL1端连接，另一端与单片机的XTAL2端连接，所述第二负载电容的一端与单片机的XTAL1端连接，另一端与第三负载电容连接后，连接到单片机的XTAL2端，第二负载电容和第三负载电容的连接点接地。作为一种优选方案，所述按键电路包括第一温度设定按键、第二温度设定按键和停止按键，所述第一温度设定按键、第二温度设定按键和停止按键并联，且第一温度设定按键、第二温度设定按键和停止按键的一端分别连接单片机三个不同的输入端，第一温度设定按键、第二温度设定按键和停止按键的另一端短接，并通过串联第二上拉电阻、第一负载电容后与电源连接。作为一种优选方案，所述空调远程控制模块还包括温度指示电路，所述温度指示电路包括第一指示灯、第二指示灯、第五电阻和第六电阻，所述第一指示灯与第一温度设定按键相对应，所述第二指示灯与第二温度设定按键相对应，所述第一指示灯与第五电阻并联，所述第二指示灯与第六电阻并联，所述第一指示灯和第五电阻的一端与单片机的对应输出端连接，所述第二指示灯和第六电阻的一端与单片机的对应输出端连接，所述第一指示灯、第二指示灯、第五电阻和第六电阻的另一端短接，并与电源连接。本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果：1、本专利技术能够实现将空调设备与PLC控制技术融合一体，PLC控制器可以通过集线器自动发送空调控制指令给空调远程控制模块，由空调远程控制模块根据指令对空调进行启停控制，还可以通过环境参数检测传感器检测设施农业环境的参数(如温度、湿度、光照度等)，并根据这些环境参数，通过空调远程控制模块手动对空调进行启停控制，方便用户进行操作。2、本专利技术系统还设置了风机、排风扇和水泵，可以根据环境参数检测传感器采集的参数，由PLC控制器进行运算，如温度过高(采集的温度参数大于或等于设定的温度阈值)或湿度过高(采集的湿度参数大于或等于设定的湿度阈值)时，PLC控制器可以通过接触器驱动风机、排风扇和水泵工作，待温度或湿度下降到符合要求时，PLC控制器可以通过接触器使风机、排风扇和水泵停止工作。3、本专利技术系统可以在没有人工的干预下，实现对设施农业环境的自动测控，很好地实现了空调设备与环境检测系统的统一控制，实现设施农业内环境温度的精确控制，目前国内外没有融合空调自动启停的设施农业环境全自动测控系统，是具有创新性的一种全自动设施农业环境测控制系统。附图说明图1为本专利技术的设施农业环境全自动测控系统结构示意图。图2为本专利技术的设施农业环境全自动测控系统中PLC控制器与环境参数检测传感器、空调远程控制模块的关系示意图。图3为本专利技术的设施农业环境全自动测控系统中空调远程控制模块的电路框图。图4为本专利技术的设施农业环境全自动测控系统中空调远程控制模块的电路原理图。图1～图3中，1-PLC控制器，2-集线器，3-人机交互设备，4-空调远程控制模块，5-环境参数检测传感器，6-风机，7-排风扇，8-水泵，9-空调，10-控制柜，11-单片机，12-红外发射电路，13-总线接口电路，14-复位电路，15-晶振电路，16-按键电路，16-温度指示电路；图4中，Q1-第一三极管，Q2-第二三极管，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设施农业环境全自动测控系统，其特征在于：包括PLC控制器、集线器、人机交互设备、环境参数检测传感器、空调远程控制模块和空调，所述PLC控制器与集线器连接，所述集线器分别与环境参数检测传感器、空调远程控制模块连接，所述人机交互设备通过通信接口与PLC控制器连接，所述空调远程控制模块用于对空调进行启停控制。

【技术特征摘要】
1.一种设施农业环境全自动测控系统，其特征在于：包括PLC控制器、集线器、人机交互设备、环境参数检测传感器、空调远程控制模块和空调，所述PLC控制器与集线器连接，所述集线器分别与环境参数检测传感器、空调远程控制模块连接，所述人机交互设备通过通信接口与PLC控制器连接，所述空调远程控制模块用于对空调进行启停控制。2.根据权利要求1所述的一种设施农业环境全自动测控系统，其特征在于：所述系统还包括风机、排风扇和水泵；所述PLC控制器的输入端接有开关，输出端接有接触器，所述开关包括风机启停开关、排风扇启停开关和水泵启停开关，所述风机、排风扇和水泵通过接触器与电源连接。3.根据权利要求1所述的一种设施农业环境全自动测控系统，其特征在于：所述PLC控制器包括总线接口，总线通过该总线接口连接到集线器的输入端，所述集线器的输出端分别与空调远程控制模块、环境参数检测传感器连接。4.根据权利要求1所述的一种设施农业环境全自动测控系统，其特征在于：所述空调远程控制模块包括单片机、红外发射电路、总线接口电路和按键电路，所述红外发射电路、总线接口电路和按键电路分别与单片机连接。5.根据权利要求4所述的一种设施农业环境全自动测控系统，其特征在于：所述红外发射电路包括第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和红外发射管，所述第一三极管的发射极与第二三极管的发射极相连接，构成功率放大电路，第一三极管的基极通过第一电阻与单片机相连接，第一三极管的集电极连接电源，所述第二三极管的基极通过第二电阻与单片机相连接，第二三极管的集电极与红外发射管的阳极相连接，所述红外发射管的阴极通过第三电阻接地；单片机与第一三极管的基极相连接的端子输出载波信号，与第二三极管的基极相连接的端子输出基带信号，载波信号和基带信号合成输出调制载波信号，通过红外发射管发射出去。6.根据权利要求4所述的一种设施农业环境全自动测控系统，其特征在于：所述总线接口电路采用总线接口芯片，总线接口芯片的RO引脚连接单片机的RXD端，为单片机的数据接收端；总线接口芯片的DI引脚连接单片机的TXD端，为单片机的数据发送端；总线接...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆海霞，刘厚诚，郭德明，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44