一种水培分层管理冗余系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种水培分层管理冗余系统及方法,包括机柜主控、机柜副控、层主控和触屏模块，所述层主控的数量为一个或多个，所述机柜主控用于向机柜副控和多个层主控发送水肥更换指令，所述机柜副控用于控制存液箱部分的水肥更换流程，所述层主控用于控制本层种植槽部分的水肥更换流程，所述触屏模块用于手动发送水肥更换指令，当机柜主控无应答时，所述系统进入冗余模式。本发明专利技术实施例在机柜主控发生故障、或机柜主控和某个层主控之间通信中断时，会进入冗余模式，机柜副控代替机柜主控，控制各个层主控的水肥更换流程，保证所有种植层能及时得到水分、养料的供应，提高系统的可靠性和稳定性。的可靠性和稳定性。的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种水培分层管理冗余系统及方法


[0001]本专利技术涉及水培管理
，具体涉及一种水培分层管理冗余系统及方法。

技术介绍

[0002]我国正处于现代农业发展的新阶段，以水培种植为代表的智慧农业已成为趋势，成为农业快速发展的高支撑，发展水培技术是助力国家农业转型再升级的关键。
[0003]传统的水培种植技术多采用传统管理模式，对人工经验以及专业人员的长时间劳作依赖度偏高，层与层之间联系程度低，制约了行业发展。如营养液配比、给水排水、补光换气、参数设置与传感器数据采集，需要人为参与或者人为干预，水培种植技术的智能化程度相对较低。
[0004]基于传统的水培种植技术，现有改进的水培种植设备，有一套控制系统，可以控制营养液配比、给水排水、补光换气、参数设置、传感器数据采集等，在一定程度上方便了种植者种植作物。但是，对于多层水培设备的分层管理，各层种植层全都依靠主控去控制，存在一定的不可控因素，如主控发生故障、或主控和某个种植层之间通信中断等，会造成某个种植层不能及时得到水分、养料的供应，影响作物生长。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述技术问题，提出了如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种水培分层管理冗余系统,包括机柜主控、机柜副控、层主控和触屏模块，所述层主控的数量为一个或多个，所述机柜主控用于向机柜副控和多个层主控发送水肥更换指令，所述机柜副控用于控制存液箱部分的水肥更换流程，所述层主控用于控制本层种植槽部分的水肥更换流程，所述触屏模块用于手动发送水肥更换指令，当机柜主控无应答时，所述系统进入冗余模式。
[0007]进一步地，所述机柜副控包括第一控制芯片、第一继电器板、存液箱、第一水泵、第二水泵、第一料盒、第二料盒、第三料盒,第一控制芯片的第一引脚与第一继电器板的输入端电连接，第一控制芯片的第二引脚与的第一液位传感器电连接，第一控制芯片的第三引脚与的第二液位传感器电连接，第一控制芯片的第四引脚与的第三液位传感器电连接，第一控制芯片的第五引脚与的第四液位传感器电连接，第一控制芯片的第六引脚与的第五液位传感器电连接，第一控制芯片的第七引脚与的第一温度传感器电连接，第三水泵第一端的末端设置于第一料盒内，第三水泵第二端通过第一存液管与第一水阀的第一端连接，第四水泵第一端的末端设置于第二料盒内，第四水泵第二端通过第二存液管与第二水阀的第一端连接，第五水泵第一端的末端设置于第三料盒内，第五水泵第二端通过第三存液管与第三水阀的第一端连接，第一水阀的第二端、第二水阀的第二端、第三水阀的第二端与第四存液管的第一端连接，第四存液管的第二端通过第四水阀与存液箱连接，第一至第四液位传感器设置于第一至第四存液管内，第五液位传感器和第一温度传感器设置于存液箱内，第一水泵的第一端与存液箱连接，第一水泵的第二端与层主控的水肥入口连接，净水入口
与存液箱连接，第二水泵的第一端与污水出口连接，第二水泵的第二端与层主控的水肥出口连接，第一继电器板的输出端与第一至第五水泵的第三端、第一至第四水阀的第三端电连接；
[0008]当存液箱部分执行给水流程时，净水入口的水进入存液箱内，当存液箱PL1内水位达到第一预设高水位时，净水入口的水关闭，第一继电器板控制第一水泵打开，将存液箱内的水存入层主控的水肥入口；
[0009]当存液箱部分执行排水流程时，第一继电器板控制第二水泵打开，将层主控水肥出口处的污水从污水出口排出；
[0010]当存液箱部分执行营养液供给流程时，执行完给水流程后，第一继电器板控制第三至第五水泵打开，将营养液从第一至第三料盒中存入第一至第三存液管内，当第一至第三存液管内的营养液达到第一条件时，第三至第五水泵关闭，第一继电器板控制第一至第三水阀打开，将第一至第三存液管内的营养液存入第四存液管内，当第四存液管内营养液达到第一预设给养液位时，第一至第三水阀关闭，第一继电器板控制第四水阀打开，将第四存液管内的营养液存入存液箱内，当存液箱内营养液达到第二预设给养液位时，第四水阀关闭，第一继电器板控制第一水泵打开，将存液箱内的营养液存入层主控的水肥入口。
[0011]进一步地，所述层主控包括第二控制芯片、第二继电器板、第三继电器板、种植槽、缓冲槽，第二控制芯片的第一引脚与第二继电器板的输入端电连接，第二控制芯片的第二引脚与第三继电器板的输入端电连接，第二控制芯片的第三引脚与电机的第三端电连接，第二控制芯片的第四引脚与第六液位传感器电连接，第二控制芯片的第五引脚与第七液位传感器电连接，第二控制芯片的第八引脚与第二温度传感器电连接，第六液位传感器设置于种植槽内，第七液位传感器和第二温度传感器设置于缓冲槽内，电机的第一端与水肥入口连接，电机的第二端通过第五水阀与缓冲槽连接，水肥出口通过第六水阀与缓冲槽连接，种植槽和缓冲槽之间设有第六水泵，种植槽和缓冲槽之间设有第七水泵，第二继电器板的输出端与第六至第七水泵的第三端、换气扇电连接，第三继电器板的输出端与第五至第六水阀的第三端、补光灯电连接；
[0012]当种植槽部分执行给水流程时，第二控制芯片控制电机打开，第三继电器板控制第五水阀打开，将水肥入口处的水存入缓冲槽内，当缓冲槽内的水位达到第二预设高水位时，电机和第五水阀关闭，第二继电器板控制第六水泵打开，将缓冲槽内的水存入种植槽内，当种植槽内水位达到第三预设高水位时，第六水泵关闭；
[0013]当种植槽部分执行排水流程时，第二继电器板控制第七水泵打开，将种植槽内的污水排入缓冲槽内，当缓冲槽内的污水位达到第二预设高水位时，第七水泵关闭，第三继电器板控制第六水阀打开，将缓冲槽内的污水排入水肥出口；
[0014]当种植槽部分执行营养液供给流程，且种植槽内营养液低于第三预设给养液位时，第二控制芯片控制电机打开，第三继电器板控制第五水阀打开，将水肥入口处的营养液存入缓冲槽内，当缓冲槽内营养液达到第四预设给养液位时，电机和第五水阀关闭，第二继电器板控制第六水泵打开，将缓冲槽内的营养液存入种植槽内，当种植槽内营养液达到第五预设给养液位时，第六水泵关闭。
[0015]进一步地，第一至第三存液管内的营养液达到第一条件为：同时满足第一存液管内的营养液达到第六预设给养液位以上、第二存液管内的营养液达到第七预设给养液位以
上、第三存液管内的营养液达到第八预设给养液位以上。
[0016]进一步地，进入冗余模式的流程为：
[0017]单个层主控向机柜主控上传各感器数据，若四次上传数据均未收到机柜主控的应答信号，则该层主控向机柜副控发送请求启用冗余模式，机柜副控接收到请求后，机柜副控向所有的层主控发送启用冗余模式指令，所有的层主控向机柜副控上传各感器数据。
[0018]进一步地，所述系统包括无线模块和服务器，所述机柜主控将接收的信息通过无线模块发送至服务器。
[0019]第二方面，本专利技术实施例提供了一种水培分层管理冗余方法，
[0020]机柜主控向机柜副控和多个层主控发送水肥更换指令，或触屏模块手动发送水肥更换指令；
[0021本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水培分层管理冗余系统,其特征在于，包括机柜主控、机柜副控、层主控和触屏模块，所述层主控的数量为一个或多个，所述机柜主控用于向机柜副控和多个层主控发送水肥更换指令，所述机柜副控用于控制存液箱部分的水肥更换流程，所述层主控用于控制本层种植槽部分的水肥更换流程，所述触屏模块用于手动发送水肥更换指令，当机柜主控无应答时，所述系统进入冗余模式。2.根据权利要求1所述的水培分层管理冗余系统，其特征在于，所述机柜副控包括第一控制芯片、第一继电器板、存液箱、第一水泵、第二水泵、第一料盒、第二料盒、第三料盒,第一控制芯片的第一引脚与第一继电器板的输入端电连接，第一控制芯片的第二引脚与的第一液位传感器电连接，第一控制芯片的第三引脚与的第二液位传感器电连接，第一控制芯片的第四引脚与的第三液位传感器电连接，第一控制芯片的第五引脚与的第四液位传感器电连接，第一控制芯片的第六引脚与的第五液位传感器电连接，第一控制芯片的第七引脚与的第一温度传感器电连接，第三水泵第一端的末端设置于第一料盒内，第三水泵第二端通过第一存液管与第一水阀的第一端连接，第四水泵第一端的末端设置于第二料盒内，第四水泵第二端通过第二存液管与第二水阀的第一端连接，第五水泵第一端的末端设置于第三料盒内，第五水泵第二端通过第三存液管与第三水阀的第一端连接，第一水阀的第二端、第二水阀的第二端、第三水阀的第二端与第四存液管的第一端连接，第四存液管的第二端通过第四水阀与存液箱连接，第一至第四液位传感器设置于第一至第四存液管内，第五液位传感器和第一温度传感器设置于存液箱内，第一水泵的第一端与存液箱连接，第一水泵的第二端与层主控的水肥入口连接，净水入口与存液箱连接，第二水泵的第一端与污水出口连接，第二水泵的第二端与层主控的水肥出口连接，第一继电器板的输出端与第一至第五水泵的第三端、第一至第四水阀的第三端电连接；当存液箱部分执行给水流程时，净水入口的水进入存液箱内，当存液箱PL1内水位达到第一预设高水位时，净水入口的水关闭，第一继电器板控制第一水泵打开，将存液箱内的水存入层主控的水肥入口；当存液箱部分执行排水流程时，第一继电器板控制第二水泵打开，将层主控水肥出口处的污水从污水出口排出；当存液箱部分执行营养液供给流程时，执行完给水流程后，第一继电器板控制第三至第五水泵打开，将营养液从第一至第三料盒中存入第一至第三存液管内，当第一至第三存液管内的营养液达到第一条件时，第三至第五水泵关闭，第一继电器板控制第一至第三水阀打开，将第一至第三存液管内的营养液存入第四存液管内，当第四存液管内营养液达到第一预设给养液位时，第一至第三水阀关闭，第一继电器板控制第四水阀打开，将第四存液管内的营养液存入存液箱内，当存液箱内营养液达到第二预设给养液位时，第四水阀关闭，第一继电器板控制第一水泵打开，将存液箱内的营养液存入层主控的水肥入口。3.根据权利要求2所述的水培分层管理冗余系统，其特征在于，所述层主控包括第二控制芯片、第二继电器板、第三继电器板、种植槽、缓冲槽，第二控制芯片的第一引脚与第二继电器板的输入端电连接，第二控制芯片的第二引脚与第三继电器板的输入端电连接，第二控制芯片的第三引脚与电机的第三端电连接，第二控制芯片的第四引脚与第六液位传感器电连接，第二控制芯片的第五引脚与第七液位传感器电连接，第二控制芯片的第八引脚与第二温度传感器电连接，第六液位传感器设置于种植槽内，第七液位传感器和第二温度传
感器设置于缓冲槽内，电机的第一端与水肥入口连接，电机的第二端通过第五水阀与缓冲槽连接，水肥出口通过第六水阀与缓冲槽连接，种植槽和缓冲槽之间设有第六水泵，种植槽和缓冲槽之间设有第七水泵，第二继电器板的输出端与第六至第七水泵的第三端、换气扇电连接，第三继电器板的输出端与第五至第六水阀的第三端、补光灯电连接；当种植槽部分执行给水流程时，第二控制芯片控制电机打开，第三继电器板控制第五水阀打开，将水肥入口处的水存入缓冲槽内，当缓冲槽内的水位达到第二预设高水位时，电机和第五水阀关闭，第二继电器板控制第六水泵打开，将缓冲槽内的水存入种植槽内，当种植槽内水位达到第三预设高水位时，第六水泵关闭；当种植槽部分执行排水流程时，第二继电器板控制第七水泵打开，将种植槽内的污水排入缓冲槽内，当缓冲槽内的污水位达到第二预设高水位时，第七水泵关闭，第三继电器板控制第六水阀打开，将缓冲槽内的污...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳帅，武昊，张耀威，张超，宋凯瑞，边金铎，宋亚州，解丽涛，
申请(专利权)人：泰山学院，
类型：发明
国别省市：