一种日光温室保温被控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种日光温室保温被控制装置及方法，属于温室大棚控制技术领域，包括温室，所述温室的上端设置有保温被，所述保温被的一端与温室顶部固定连接，所述保温被的另一端设置有保温被横杆，所述保温被横杆与保温被控制杆相连，所述保温被控制杆与温室底部相连，所述保温被控制杆与保温被减速电机相连，所述温室内部设置有温室内环境传感器节点，所述温室外侧设置有温室外环境传感器节点，所述温室的正前方安装有图像监测传感器节点，所述温室内还设置有主控制器节点

【技术实现步骤摘要】
一种日光温室保温被控制装置及方法


[0001]本专利技术涉及温室大棚控制
，尤其是涉及一种日光温室保温被控制装置及方法
。

技术介绍

[0002]日光温室种植是中国特有的一种温室作物种植方式，以其建造简单，成本低廉，在中国得到广泛的应用
。
但是以往的专利技术多针对控制设备较高级的连栋温室或通用技术，没有针对日光温室的控制方法
。
日光温室中的环境控制设备主要包括保温被
、
卷膜
、
顶窗等
。
其中保温被在北方低温度地区的温室生产中起着至关重要的作用，误操作可能造成重大的生产事故，造成温室的减产甚至绝收
。
保温被的操作失误也会对生产人员造成极大的安全威胁，由于限位失灵
、
卷过等操作失误，导致保温被操作造成的人员事故时有发生
。
[0003]公开号
CN101887279A
的专利公开了一种日光温室保温被控制装置，该装置包括电机
、
温度传感器
、
湿度传感器
、
光照传感器及控制器，可以实现保温被的自动控制，但是该装置仅根据监测到的环境因素控制保温被的收拢
、
展开及停止，受环境因素影响大，不能识别工作人员是否处于危险当中且容易发生机械故障
。
公开号为
CN206411534U
的专利公开了一种新型温室大棚保温被自动控制系统，包括大棚主体
、
保温被
、
立杆
、
支撑杆
、
卷被机
、
卷被机运行状态监测传感器，可以监测大棚内外环境条件，还以监测大棚卷被机的运行状态，但是其不能识别工作人员和保温被之间的位置关系
。
[0004]现有技术中，基本实现了对日光温室保温被的自动远程控制，但是并未对操作人员动态进行监控，无法保证控制的安全性
。
尤其是自动控制模式下，缺少对造作人员动态的的监控，使安全隐患升高
。
因此，上述问题亟待解决
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种日光温室保温被控制装置及方法，实现保温被的远程自动控制；通过对温室内外环境的监测和传感器的反馈实现保温被的开度控制；通过对操作人员的识别，确保保温被的运行安全
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种日光温室保温被控制装置，包括温室，所述温室的上端设置有保温被，所述保温被的一端与温室顶部固定连接，所述保温被的另一端设置有保温被横杆，所述保温被横杆与保温被控制杆相连，所述保温被控制杆与温室底部相连，所述保温被横杆上设置有保温被减速电机，所述温室内部设置有温室内环境传感器节点，所述温室外侧设置有温室外环境传感器节点，所述温室的正前方安装有图像监测传感器节点，所述温室内还设置有主控制器节点；所述主控制器节点位于温室后墙或耳房中
。
[0007]优选的，温室内环境传感器节点
、
温室外环境传感器节点
、
图像监测传感器节点与主控制器节点间均采用无线通讯方式连接
。
[0008]优选的，温室内环境传感器节点用于获取温室中空气温度
、
空气湿度和光照强度的实时数据；
[0009]温室外环境传感器节点用于获取温室外部空气温度
、
空气湿度
、
光照强度
、
风速风向
、
降雨状态的实时数据；
[0010]图像监测传感器节点设置有多个，用于拍摄温室的正面照片；
[0011]主控制器节点用于获取温室内环境传感器节点
、
温室外环境传感器节点和图像监测传感器节点的数据，并进行图像识别判断，控制保温被减速电机的收拢
、
展开及停止
。
[0012]本专利技术还提供了一种日光温室保温被控制方法，包括以下步骤：
[0013]S1、
通过温室内环境传感器节点对温室内环境进行监测，通过温室外环境传感器节点对温室外环境进行监测，通过图像监测传感器节点获取温室前屋面轮廓和保温被展开区域的图像；
[0014]S2、
主控制器节点获取温室内环境传感器节点
、
温室外环境传感器节点和图像监测传感器节点的数据，计算当前开度，根据目标开度控制保温被减速电机正反转，判断是否到达目标开度或是否有报警信息，若到达目标开度或有报警信息，则停止保温被减速电机转动
。
[0015]优选的，主控制器节点的功能包括保温被减速电机正反转运行控制
、
获取各传感器节点数据
、
处理分析数据和远程服务器通讯；
[0016]其中，保温被减速电机正反转运行控制通过主节点信号输出，控制保温被减速电机的正反转接触器吸合，实现保温被的展开
、
收拢及停止操作；
[0017]传感器节点数据获取功能是指通过自组网的低功耗无线数据传输通讯，接入传感器节点，获取温室内外环境数据和图像监测传感器节点数据；
[0018]处理分析数据功能主要包括两部分，第一部分是保温被目标开度的设定，该功能是在获取温室内外温度后，根据提前预设的开度计算模型，计算保温被的目标开度；第二部分是保温被展开
、
收拢
、
停止的反馈控制，主控制器节点获得目标开度后控制保温被展开或收拢操作，通过实时接收图像监测传感器节点数据进行保温被当前开度的判断，与目标开度进行比较，当保温被当前开度到达目标开度时，进行停止操作，并发出警报，当警报解除后继续运行；
[0019]远程服务器通讯功能是指主控制器节点支持网络通讯，能够通过网络通讯协议与服务器建立连接，接收来自服务器的控制指令并上传当前的工作状态
。
[0020]优选的，主控制器节点为由
ARM+
实时操作系统构成的多任务嵌入式系统
。
[0021]优选的，图像监测传感器节点获取连续的温室前屋面轮廓和保温被展开区域的图像，主控制器节点以投影距离的方式判断保温被的当前开度，实现保温被的开度反馈控制；
[0022]图像监测传感器节点拍摄人员与温室的位置图像，通过主控制器节点判断人员与温室的位置关系，从而判断保温被运行是否安全，当监测到人员靠近，存在安全隐患时，主控制器发出警报，停止当前的操作
。
[0023]优选的，保温被的开度获取过程是先利用基于形状的识别方法对图像中的温室和保温被横杆卷轴进行识别，进而计算保温被横杆在温室投影中的相对位置，计算出保温被的开度；
[0024]温室外表面为弧形结构，计算保温被开度时，采用二次函数模型对温室外表面进行拟合，计算过程中以地面作为坐标0点，拟合公式如式
(1)
：
[0025]y
＝
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种日光温室保温被控制装置，其特征在于，包括温室，所述温室的上端设置有保温被，所述保温被的一端与温室顶部固定连接，所述保温被的另一端设置有保温被横杆，所述保温被横杆与保温被控制杆相连，所述保温被控制杆与温室底部相连，所述保温被横杆上设置有保温被减速电机，所述温室内部设置有温室内环境传感器节点，所述温室外侧设置有温室外环境传感器节点，所述温室的正前方安装有图像监测传感器节点，所述温室内还设置有主控制器节点；所述主控制器节点位于温室后墙或耳房中
。2.
根据权利要求1所述的一种日光温室保温被控制装置，其特征在于，温室内环境传感器节点
、
温室外环境传感器节点
、
图像监测传感器节点与主控制器节点间均采用无线通讯方式连接
。3.
根据权利要求1所述的一种日光温室保温被控制装置，其特征在于，温室内环境传感器节点用于获取温室中空气温度
、
空气湿度和光照强度的实时数据；温室外环境传感器节点用于获取温室外部空气温度
、
空气湿度
、
光照强度
、
风速风向
、
降雨状态的实时数据；图像监测传感器节点设置有多个，用于拍摄温室的正面照片；主控制器节点用于获取温室内环境传感器节点
、
温室外环境传感器节点和图像监测传感器节点的数据，并进行图像识别判断，控制保温被减速电机的收拢
、
展开及停止
。4.
一种日光温室保温被控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
通过温室内环境传感器节点对温室内环境进行监测，通过温室外环境传感器节点对温室外环境进行监测，通过图像监测传感器节点获取温室前屋面轮廓和保温被展开区域的图像；
S2、
主控制器节点获取温室内环境传感器节点
、
温室外环境传感器节点和图像监测传感器节点的数据，计算当前开度，根据目标开度控制保温被减速电机正反转，判断是否到达目标开度或是否有报警信息，若到达目标开度或有报警信息，则停止保温被减速电机转动
。5.
根据权利要求4所述的一种日光温室保温被控制方法，其特征在于，主控制器节点的功能包括保温被减速电机正反转运行控制
、
获取各传感器节点数据
、
处理分析数据和远程服务器通讯；其中，保温被减速电机正反转运行控制通过主节点信号输出，控制保温被减速电机的正反转接触器吸合，实现保温被的展开
、
收拢及停止操作；传感器节点数据获取功能是指通过自组网的低功耗无线数据传输通讯，接入传感器节点，获取温室内外环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛曼丽，雷喜红，王艳芳，李蔚，肖帅，芦天罡，王晓丽，张辉鑫，王福东，王冰华，孙丹，
申请(专利权)人：北京市农业技术推广站，
类型：发明
国别省市：