多温室集中控制系统技术方案

本发明专利技术涉及温室设备技术领域，尤其多温室集中控制系统，包括：FPGA和多组调节机构；所述FPGA包括：控制模块；所述控制模块，用于在当前控制周期内，将各温室的环境数据与对应预设阈值进行比较，利用比例控制算法，得到对应控制变量；所述调节机构，设置在对应的温室中，用于根据当前控制周期内每个温室的控制变量调节对应温室的环境数据。本发明专利技术能够同时控制多个温室的环境数据，且不依赖人工完成。

Multi greenhouse centralized control system

【技术实现步骤摘要】
多温室集中控制系统
本专利技术涉及温室设备
，尤其多温室集中控制系统。
技术介绍
现代培育过程中使用温室技术建立一个模拟适合植物生长的气候条件，创造一个人工气象环境，来消除温度等环境因素对植物生长的约束。且温室能克服环境对植物生长的限制，能使不同的植物品种在不适合生长的季节产出，使季节对植物的生长不再产生过度影响，大大减少其对自然条件的依赖。但是由于温室内的大部分培育环境包括温湿度及土壤环境调控工作目前依旧由人工完成，效率低下、调控精度低且费时费力。
技术实现思路
本专利技术提供的多温室集中控制系统，其同时控制多个温室的环境数据，且不依赖人工完成。本专利技术提供的多温室集中控制系统，其特征在于，包括：FPGA和多组调节机构；所述FPGA包括：控制模块；所述控制模块，用于在当前控制周期内，将各温室的环境数据与对应预设阈值进行比较，利用比例控制算法，得到对应控制变量；所述调节机构，设置在对应的温室中，用于根据当前控制周期内每个温室的控制变量调节对应温室的环境数据。进一步地，还包括：无线通信单元，用于将各温室的环境数据传递至FPGA；以及，将各温室的控制变量传递至对应调节机构。更进一步地，所述FPGA还包括：接收解码模块，用于将无线通信单元传递的各温室的环境数据进行解码，并将解码后的各温室的环境数据传递至控制模块。再进一步地，所述FPGA还包括：数据发送模块，用于将控制模块计算的各温室的控制变量传递至无线通信单元。还进一步地，所述FPGA还包括：存储模块，用于存储各温室的预设阈值。又进一步地，还包括：多组传感器，用于周期性对应采集每个温室的环境数据，并将采集到的各温室的环境数据发送至无线通信单元。优选地，还包括：显示单元，用于显示当前控制周期内各温室的环境数据和调节机构的工作状态。优选地，还包括：操作单元，用于将调节各温室的预设阈值，并将各温室的预设阈值输入至存储模块。优选地，所述操作单元，还用于控制调节机构的工作状态。在上述技术方案中，所述无线通信单元，包括一个第一紫峰通讯模块和多个与第二紫峰通讯模块；所述第一紫峰通讯模块分别与接收解码模块和数据发送模块相连；每个第二紫峰通讯模块都分别与对应调节机构和传感器相连。在本专利技术中，利用FPGA将各温室的环境数据与对应的预设阈值进行对比，然后计算出对应的控制变量；然后再利用各温室对应的调节机构根据控制变量对各温室的环境数据进行调节，从而使每个温室的环境数据与对应预设阈值相同。由此，本专利技术对各温室的控制摆脱了人工调节，在同个控制周期内，能同时控制多个温室，不但提高了控制的效率，还提高了控制的精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的系统结构示意图；图2为本专利技术实施例的控制流程示意图；图3为本专利技术实施例中显示单元的界面图；图4为本专利技术实施例中交互单元的界面图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，以同时控制n个温室为例：本实施例提供的多温室集中控制系统，包括：FPGA1、多组调节机构2、无线通信单元3、多组传感器4、显示单元5和操作单元6。所述FPGA1包括：控制模块1.1、接收解码模块1.2、数据发送模块1.3和存储模块1.4；所述控制模块1.1，用于在当前控制周期内，将各温室的环境数据与对应预设阈值进行比较，利用比例控制算法，得到对应控制变量；每组调节机构2，设置在对应的温室中，用于根据当前控制周期内每个温室的控制变量调节对应温室的环境数据。在本实施例中，利用FPGA1将各温室的环境数据与对应的预设阈值进行对比，然后计算出对应的控制变量；然后再利用各温室对应的调节机构2根据控制变量对各温室的环境数据进行调节，从而使每个温室的环境数据与对应预设阈值相同。由此，本实施例对各温室的控制摆脱了人工调节，在同个控制周期内，能同时控制多个温室，不但提高了控制的效率，还提高了控制的精度。在本实施例中，每组调节机构2包括：排风风扇、送风风扇、灌溉系统和补光系统。每个温室的环境数据包括：温室温度T，温室内湿度H和土壤湿度HT，以及光照强度L，CO2气体浓度CCO2，CH2O气体浓度CCH2O和温室内TVOC(总挥发性有机化合物)值。所述接收解码模块1.2，用于将无线通信单元3传递的各温室的环境数据进行解码，并将解码后的各温室的环境数据传递至控制模块1.1。所述数据发送模块1.3，用于将控制模块1.1计算的各温室的控制变量传递至无线通信单元3。存储模块1.4，用于存储各温室的预设阈值；所述存储模块1.4为RAM。所述无线通信单元3，用于将各温室的环境数据传递至FPGA1；以及，将各温室的控制变量传递至对应调节机构2；所述无线通信单元3，包括一个第一紫峰(ZigBee)通讯模块3.1和多个与第二紫峰通讯模块3.2；所述第一紫峰通讯模块3.1分别与接收解码模块1.2和数据发送模块1.3相连；每个第二紫峰通讯模块3.2都分别与对应调节机构2和传感器4相连。所述多组传感器4，用于周期性对应采集每个温室的环境数据，并将采集到的各温室的环境数据发送至无线通信单元3。在本实施例中，每组传感器4都包括：温度传感器、湿度传感器、光照传感器和各气体传感器。如图2所示，在当前控制周期内：首先，会初始化FPGA内部所存储的各个温室环境变量的预设阈值，这些设定值被保存在其内部的一块特定的RAM区域中；其后，将接收到的各温室环境数据进行数据解码；解码后，从RAM中调取各温室环境数据与对应的预设阈值进行比较，计算出对应偏差Error；然后，利用该偏差值计算出该温室内的调节机构2所需的控制变量；最后，将该控制变量发送至对应调节机构2，从而调节对应温室的环境数据。在一个控制周期内，本实施例所述的系统会完成一次环境调节过程，各个调节过程之间独立运行。如图3所示，所述显示单元5，用于显示当前控制周期内各温室的环境数据和调节机构2的工作状态。在本实施例中，显示单元5对各温室的环境数据，并进行实时刷新显示。显示单元5将将温室数据和控制变量以清晰明了的方式展现给控制者。显示单元5显示当前所收到的每个温室的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多温室集中控制系统，其特征在于，包括：FPGA(1)和多组调节机构(2)；/n所述FPGA(1)包括：控制模块(1.1)；/n所述控制模块(1.1)，用于在当前控制周期内，将各温室的环境数据与对应预设阈值进行比较，利用比例控制算法，得到对应控制变量；/n所述调节机构(2)，设置在对应的温室中，用于根据当前控制周期内每个温室的控制变量调节对应温室的环境数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种多温室集中控制系统，其特征在于，包括：FPGA(1)和多组调节机构(2)；
所述FPGA(1)包括：控制模块(1.1)；
所述控制模块(1.1)，用于在当前控制周期内，将各温室的环境数据与对应预设阈值进行比较，利用比例控制算法，得到对应控制变量；
所述调节机构(2)，设置在对应的温室中，用于根据当前控制周期内每个温室的控制变量调节对应温室的环境数据。


2.根据权利要求1所述的多温室集中控制系统，其特征在于，还包括：
无线通信单元(3)，用于将各温室的环境数据传递至FPGA(1)；
以及，将各温室的控制变量传递至对应调节机构(2)。


3.根据权利要求2所述的多温室集中控制系统，其特征在于，所述FPGA(1)还包括：
接收解码模块(1.2)，用于将无线通信单元(3)传递的各温室的环境数据进行解码，并将解码后的各温室的环境数据传递至控制模块(1.1)。


4.根据权利要求3所述的多温室集中控制系统，其特征在于，所述FPGA(1)还包括：
数据发送模块(1.3)，用于将控制模块(1.1)计算的各温室的控制变量传递至无线通信单元(3)。


5.根据权利要求4所述的多温室集中控制系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴细秀，汤子鸣，吴春雨，关文彬，张清勇，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42