一種用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出了一種用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，包括：多組智能控制子系統(tǒng)，其中，每組智能控制子系統(tǒng)應(yīng)用于一個(gè)消防灌溉區(qū)域，每組智能控制子系統(tǒng)包括：傳感器模塊；數(shù)據(jù)采集器；可編程控制器通過(guò)通信接口接收由數(shù)據(jù)采集器轉(zhuǎn)發(fā)的多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將每項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的環(huán)境因子閾值進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)超過(guò)環(huán)境因子閾值的環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果生成執(zhí)行指令；被控設(shè)備電路；執(zhí)行器；通信模塊；中心控制平臺(tái)通過(guò)通信模塊接收來(lái)自可編程控制器的多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將通過(guò)可視化界面將項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶(hù)查看，以對(duì)每個(gè)消防灌溉區(qū)域的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉、防火噴淋一體化設(shè)備的智能控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及苗圃管理和智能控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]苗圃是各類(lèi)喬木、花灌木、地被植物的種植場(chǎng)所，因?yàn)檎嫉孛娣e較大，林木種植密度高，所以大面積灌溉成為主要成本之一，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
[0003]第一，傳統(tǒng)采用人工移動(dòng)消防水帶的方式進(jìn)行苗圃灌溉，造成人工成本增加；
[0004]第二，澆灌方式粗放，僅憑經(jīng)驗(yàn)判斷澆灌水量是否合理，為保證苗木澆透水，往往采用過(guò)量澆灌方式，造成用水量的浪費(fèi)。
[0005]同時(shí)，火災(zāi)是最為突出的苗圃安全隱患之一，主要體現(xiàn)在:在大風(fēng)干燥、雜草枯枝落葉較多且尚未及時(shí)清理的秋季，極易誘發(fā)火災(zāi)；在雜草枯枝落葉慪肥的重點(diǎn)區(qū)域，物料腐熟過(guò)程中產(chǎn)生大量熱，也成為苗圃火災(zāi)的多發(fā)地段。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0007]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉、防火噴淋一體化設(shè)備的智能控制。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，包括:多組智能控制子系統(tǒng)，其中，每組智能控制子系統(tǒng)應(yīng)用于一個(gè)消防灌溉區(qū)域，所述苗圃劃分為多個(gè)消防灌溉區(qū)域，其中，每組智能控制子系統(tǒng)包括:傳感器模塊，用于采集所在消防灌溉區(qū)域的多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集器，所述數(shù)據(jù)采集器的輸入端與所述傳感器模塊的輸出端相連，用于接收所述多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；可編程控制器，所述可編程控制器通過(guò)通信接口接收由所述數(shù)據(jù)采集器轉(zhuǎn)發(fā)的所述多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將每項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的環(huán)境因子閾值進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)超過(guò)所述環(huán)境因子閾值的環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果生成執(zhí)行指令；被控設(shè)備電路，所述被控設(shè)備電路通過(guò)所述通信接口接收所述執(zhí)行指令，并解析所述執(zhí)行指令以設(shè)置執(zhí)行器的作業(yè)內(nèi)容，并向所述執(zhí)行器發(fā)送作業(yè)指令，其中，所述作業(yè)指令包括對(duì)應(yīng)執(zhí)行器的作業(yè)內(nèi)容；執(zhí)行器，所述執(zhí)行器接收來(lái)自所述被控設(shè)備電路的作業(yè)指令，并根據(jù)所述作業(yè)指令完成對(duì)應(yīng)的作業(yè)內(nèi)容；通信模塊，所述通信模塊與所述可編程控制器進(jìn)行通信；中心控制平臺(tái)，所述中心控制平臺(tái)與每組智能控制子系統(tǒng)的通信模塊進(jìn)行通信，用于預(yù)設(shè)多項(xiàng)環(huán)境狀態(tài)的環(huán)境因子閾值，將所述多項(xiàng)環(huán)境狀態(tài)的環(huán)境因子閾值通過(guò)所述通信模塊發(fā)送至所述可編程控制器，以及通過(guò)所述通信模塊接收來(lái)自所述可編程控制器的多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將通過(guò)可視化界面將所述項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶(hù)查看，以對(duì)每個(gè)所述消防灌溉區(qū)域的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器模塊包括:土壤水分傳感器，用于檢測(cè)所在消防灌溉區(qū)域的土壤含水量；土壤溫度傳感器，用于檢測(cè)所在消防灌溉區(qū)域的土壤溫度；紅外/溫度傳感器，用于生成環(huán)境溫度模擬信號(hào)輸出電壓，所述環(huán)境溫度模擬信號(hào)輸出電壓用于表征所在消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度；煙霧傳感器，用于生成煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓，所述煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓用于表征所在消防灌溉區(qū)域的煙霧濃度。
[0010]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器模塊塊中各傳感器均采用太陽(yáng)能電池板供電。
[0011]在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，所述多項(xiàng)環(huán)境狀態(tài)的環(huán)境因子閾值包括:土壤含水量下限值、所述土壤溫度上限值、環(huán)境溫度上限值、各個(gè)消防灌溉區(qū)域間溫差閾值和煙霧濃度上限值。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述可編程控制器根據(jù)接收到的各消防灌溉區(qū)域土壤含水量和土壤溫度，當(dāng)判斷某一區(qū)域土壤含水量低于設(shè)定該區(qū)域土壤含水量下限值，且該區(qū)域土壤溫度低于所述土壤溫度上限值時(shí)，判斷所在消防灌溉區(qū)域處于缺水狀態(tài)且適宜灌溉，且苗圃所在區(qū)域24小時(shí)內(nèi)無(wú)中到大雨時(shí)，生成實(shí)施供水的執(zhí)行指令。
[0013]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述可編程控制器根據(jù)接收到的環(huán)境溫度模擬信號(hào)輸出電壓，當(dāng)判斷所述環(huán)境溫度模擬信號(hào)輸出電壓超過(guò)所述環(huán)境溫度上限值時(shí)，則環(huán)境溫度超過(guò)上限值，判斷所在消防灌溉區(qū)域存在火患，生成啟動(dòng)滅火的執(zhí)行指令。
[0014]在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，所述可編程控制器還用于通過(guò)所述通信模塊接收由所述中心控制平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)的其他消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度，當(dāng)判斷所在消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度與其他消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度的差值大于所述各消防灌溉區(qū)域間溫差閾值時(shí)，判斷所在消防灌溉區(qū)域存在火患，生成啟動(dòng)滅火的執(zhí)行指令。
[0015]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述可編程控制器根據(jù)接收到的煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓，當(dāng)判斷所述煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓超過(guò)所述煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓臨界值時(shí)，則煙霧濃度超過(guò)上限值，判斷所在消防灌溉區(qū)域存在火患，生成啟動(dòng)滅火的執(zhí)行指令。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述通信模塊采用GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)與所述中心控制平臺(tái)和所述可編程控制器進(jìn)行通信。
[0017]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述中心控制平臺(tái)還用于獲取所述苗圃所在區(qū)域的公共氣象預(yù)報(bào)信息，并將所述公共氣象預(yù)報(bào)信息通過(guò)所述通信模塊發(fā)送給所述可編程控制器，所述可編程控制器在統(tǒng)計(jì)超過(guò)所述環(huán)境因子閾值的環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)之后，根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果和所述公共氣象預(yù)報(bào)信息生成執(zhí)行指令。
[0018]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，以苗圃主要環(huán)境因子傳感器、執(zhí)行器和自動(dòng)控制技術(shù)為核心，構(gòu)建智能灌溉、防火噴淋一體化系統(tǒng)。利用紅外/溫度傳感器采集苗圃空氣溫度、負(fù)壓式土壤水分傳感器采集土壤含水量、土壤溫度傳感器，通過(guò)自動(dòng)控制算法用程序?qū)崿F(xiàn)控制噴灌系統(tǒng)，達(dá)到自動(dòng)(含手動(dòng))灌溉、防火的目的。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉、防火噴淋一體化設(shè)備的智能控制，使同一執(zhí)行器既能在土壤墑情不足時(shí)自動(dòng)化的合理用水、補(bǔ)充水分，又能在火災(zāi)隱患發(fā)生初期自動(dòng)啟動(dòng)灌溉設(shè)備，將火情消滅在初始狀態(tài)。即，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)灌溉、防火噴淋一體化設(shè)備，采用一個(gè)執(zhí)行器即實(shí)現(xiàn)灌溉功能、又具備消防條件。
[0019]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)的示意圖；
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的傳感器模塊的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例提供一種應(yīng)用苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成有智能控制灌溉、防火噴淋等功能。
[0025]首先，本發(fā)明根據(jù)保證運(yùn)輸車(chē)輛、耕作機(jī)具、作業(yè)人員的正常通行以及苗圃排水、灌溉的考慮，將苗圃劃分為多個(gè)消防灌溉區(qū)域，每個(gè)消防灌溉區(qū)域?qū)?yīng)為將苗圃道路系統(tǒng)及排水灌溉系統(tǒng)劃分出的區(qū)塊。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，包括:多組智能控制子系統(tǒng)I和中心控制平臺(tái)2。
[0027]每組智能控制子系統(tǒng)I應(yīng)用于一個(gè)消防灌溉區(qū)域，用于完成所在消防灌溉區(qū)域內(nèi)環(huán)境因子的監(jiān)控及環(huán)境狀態(tài)的改變，并與中心控制平臺(tái)2進(jìn)行信息交互，最終實(shí)現(xiàn)中心控制平臺(tái)2對(duì)各個(gè)消防灌溉區(qū)域的監(jiān)控。
[0028]具體地，每組智能控制子系統(tǒng)I包括:傳感器模塊11、數(shù)據(jù)采集器12、可編程控制器13、被控設(shè)備電路14、執(zhí)行器15和通信模塊16。
[0029]傳感器模塊11用于采集所在消防灌溉區(qū)域的多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，例如，土壤環(huán)境數(shù)據(jù)、溫度環(huán)境數(shù)據(jù)等。
[0030]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，傳感器模塊11包括:土壤水分傳感器111、土壤溫度傳感器112、紅外/溫度傳感器113和煙霧傳感器114。其中，傳感器模塊11中各傳感器塊均采用太陽(yáng)能電池板供電.
[0031]具體地，土壤水分傳感器111用于檢測(cè)所在消防灌溉區(qū)域的土壤含水量。其中，土壤水分傳感器111采用負(fù)壓式土壤水分傳感器，其輸入電壓為5V，可以采用太陽(yáng)能電池板供電。負(fù)壓式土壤水分傳感器用土壤吸力與土壤水分成反比的關(guān)系，對(duì)土壤含水量進(jìn)行檢測(cè)。
[0032]土壤溫度傳感器112用于檢測(cè)所在消防灌溉區(qū)域的土壤溫度。具體地，土壤溫度傳感器112利用鉑電阻的阻值隨溫度變化而變化，并呈一定函數(shù)關(guān)系的特性來(lái)進(jìn)行測(cè)溫，從而獲得土壤溫度。
[0033]紅外/溫度傳感器113用于生成環(huán)境溫度模擬信號(hào)輸出電壓，其中該環(huán)境溫度模擬信號(hào)輸出電壓用于表征所在消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度。具體地，紅外/溫度傳感器113是利用輻射熱效應(yīng)，探測(cè)器件接收輻射能后引起溫度升高，再由接觸型測(cè)溫元件測(cè)量溫度改變量，輸出模擬信號(hào)輸出電壓，從而測(cè)定所在消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度。
[0034]煙霧傳感器114用于生成煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓，其中該煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓用于表征所在消防灌溉區(qū)域的煙霧濃度。其中，煙霧傳感器114的輸入電壓為5v，可采用太陽(yáng)能電池板供電，具有TTL、模擬信號(hào)雙路輸出，當(dāng)檢測(cè)到煙霧濃度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，TTL輸出低電平，模擬信號(hào)在工作時(shí)輸出0-5V電壓，煙霧濃度越高，模擬信號(hào)輸出電壓越大。
[0035]數(shù)據(jù)采集器12的輸入端與傳感器模塊11的輸出端相連，用于接收來(lái)自傳感器模塊11的多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。具體地，數(shù)據(jù)采集器12接收傳感器模塊11中各個(gè)傳感器單元發(fā)送來(lái)的環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將上述環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)通信接口 17傳輸給可編程控制器13，以作為可編程控制器13操作執(zhí)行器15的依據(jù)。
[0036]可編程控制器13通過(guò)通信接口 17接收由數(shù)據(jù)采集器12轉(zhuǎn)發(fā)的多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將每項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的環(huán)境因子閾值進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)超過(guò)環(huán)境因子閾值的環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果生成執(zhí)行指令。
[0037]需要說(shuō)明的是，上述環(huán)境因子閾值是由用戶(hù)通過(guò)中心控制平臺(tái)2預(yù)設(shè)后，由中心控制平臺(tái)2通過(guò)通信模塊16發(fā)送至可編程控制器13。
[0038]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多項(xiàng)環(huán)境狀態(tài)的環(huán)境因子閾值包括:土壤含水量下限值、土壤溫度上限值、環(huán)境溫度上限值、各個(gè)消防灌溉區(qū)域間溫差閾值和煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓臨界值。
[0039]需要說(shuō)明的是，上述環(huán)境因子閾值根據(jù)苗圃大田內(nèi)苗木品種的不同，其數(shù)值也相應(yīng)不同。
[0040]可編程控制器13可通過(guò)對(duì)軟件參數(shù)的設(shè)定自動(dòng)控制算法，當(dāng)環(huán)境狀態(tài)無(wú)法滿(mǎn)足上述參環(huán)境因子閾值時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行器15的控制，起到改善土壤墑情或滅火的作用。
[0041]被控設(shè)備電路14通過(guò)通信接口 17接收來(lái)自可編程控制器13的執(zhí)行指令，并解析該執(zhí)行指令以設(shè)置執(zhí)行器15的作業(yè)內(nèi)容，并向執(zhí)行器15發(fā)送作業(yè)指令。其中，作業(yè)指令包括對(duì)應(yīng)執(zhí)行器的作業(yè)內(nèi)容。即，被控設(shè)備電路14在接收到執(zhí)行指令后，首先分析出需要執(zhí)行該指令的相關(guān)的執(zhí)行器和執(zhí)行器的作業(yè)內(nèi)容，然后將上述作業(yè)內(nèi)容以作業(yè)指令形式發(fā)送給相關(guān)的執(zhí)行器15。即，被控設(shè)備電路14可以按照可編程控制器13的執(zhí)行指令，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器15按設(shè)定要求作業(yè)。
[0042]進(jìn)一步可知，通信接口 17可以實(shí)現(xiàn)可編程控制器13與數(shù)據(jù)采集器12、被控設(shè)備電路14的線(xiàn)路連接與通信。其中，通信接口 17可以采用GPRS通信技術(shù)。
[0043]本發(fā)明通過(guò)太陽(yáng)能板對(duì)傳感器模塊11的實(shí)時(shí)供電、利用GPRS技術(shù)進(jìn)行傳感器模塊I采集數(shù)據(jù)的信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)了在基礎(chǔ)設(shè)施尚不完善的遠(yuǎn)郊信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，并節(jié)省了綜合布線(xiàn)費(fèi)用。
[0044]執(zhí)行器15接收來(lái)自被控設(shè)備電路14的作業(yè)指令，并根據(jù)作業(yè)指令完成對(duì)應(yīng)的作業(yè)內(nèi)容，從而改變當(dāng)前消防灌溉區(qū)域的環(huán)境狀態(tài)。
[0045]下面針對(duì)不同環(huán)境因子下，對(duì)可編程控制器13生成相應(yīng)的執(zhí)行指令，控制執(zhí)行器15作業(yè)的過(guò)程分別進(jìn)行說(shuō)明。
[0046](I) 土壤含水量和土壤溫度
[0047]可編程控制器13可以根據(jù)預(yù)設(shè)的各個(gè)消防灌溉區(qū)域需水狀態(tài)對(duì)應(yīng)的土壤含水量下限值及土壤溫度上限值，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器15對(duì)土壤的按需供水。
[0048]具體地，可編程控制器13根據(jù)接收到的各個(gè)消防灌溉區(qū)域土壤含水量和土壤溫度，當(dāng)當(dāng)判斷某一區(qū)域土壤含水量低于設(shè)定該區(qū)域土壤含水量下限值，且該區(qū)域土壤溫度低于土壤溫度上限值時(shí)，判斷所在消防灌溉區(qū)域處于缺水狀態(tài)且適宜灌溉，且苗圃所在區(qū)域24小時(shí)內(nèi)無(wú)中到大雨時(shí)，即土壤墑情不足，生成實(shí)施供水的執(zhí)行指令。被控設(shè)備電路14根據(jù)該執(zhí)行指令，向?qū)?yīng)的執(zhí)行器15發(fā)送作業(yè)指令，執(zhí)行器15在收到作業(yè)指令后啟動(dòng)實(shí)施供水，啟動(dòng)對(duì)苗圃大田實(shí)施灌溉。
[0049]如果土壤含水量低，而土壤溫度較高時(shí)，即時(shí)澆水會(huì)迅速降低土壤溫度，反不利于水份吸收。以銀杏種植區(qū)域?yàn)槔?，土壤溫度、濕度傳感器埋?0cm處，當(dāng)土壤含水量為田間最大持水量50%時(shí)，且土壤溫度低于28°C時(shí)，執(zhí)行器15啟動(dòng)，實(shí)施供水。
[0050]進(jìn)一步，可編程控制器13可以根據(jù)設(shè)定不同品種苗木種植區(qū)域需水狀態(tài)對(duì)應(yīng)的土壤水吸力范圍，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器15對(duì)土壤的按需供水。
[0051](2)本區(qū)域環(huán)境溫度
[0052]可編程控制器13根據(jù)接收到的環(huán)境溫度模擬信號(hào)輸出電壓，當(dāng)判斷溫度模擬信號(hào)輸出電壓超過(guò)環(huán)境溫度上限值時(shí)，則環(huán)境溫度超過(guò)上限值，判斷所在消防灌溉區(qū)域存在火，，生成啟動(dòng)滅火的執(zhí)行指令。被控設(shè)備電路14根據(jù)該執(zhí)行指令，向?qū)?yīng)的執(zhí)行器15發(fā)送作業(yè)指令，執(zhí)行器15在收到作業(yè)指令后啟動(dòng)滅火。
[0053](3)區(qū)域間溫度差值
[0054]可編程控制器13還用于通過(guò)通信模塊16接收由中心控制平臺(tái)2轉(zhuǎn)發(fā)的其他消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度，當(dāng)判斷所在消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度與其他消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度的差值大于各消防灌溉區(qū)域間溫差閾值時(shí)，判斷所在消防灌溉區(qū)域存在火患，生成啟動(dòng)滅火的執(zhí)行指令。被控設(shè)備電路14根據(jù)該執(zhí)行指令，向?qū)?yīng)的執(zhí)行器15發(fā)送作業(yè)指令，執(zhí)行器15在收到作業(yè)指令后啟動(dòng)滅火。即，由高溫區(qū)域的執(zhí)行器啟動(dòng)滅火。
[0055]例如，當(dāng)某一消防灌溉區(qū)氣溫超過(guò)80攝氏度，該區(qū)域的執(zhí)行器啟動(dòng)滅火；當(dāng)不同消防灌溉區(qū)氣溫溫差超過(guò)30攝氏度時(shí)，高溫區(qū)域執(zhí)行器啟動(dòng)滅火。
[0056](4)煙霧濃度
[0057]可編程控制器13根據(jù)接收到的煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓，當(dāng)判斷煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓超過(guò)煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓臨界值時(shí)，則煙霧濃度超過(guò)上限值，判斷所在消防灌溉區(qū)域存在火患，生成啟動(dòng)滅火的執(zhí)行指令。被控設(shè)備電路14根據(jù)該執(zhí)行指令，向?qū)?yīng)的執(zhí)行器15發(fā)送作業(yè)指令，執(zhí)行器15在收到作業(yè)指令后啟動(dòng)滅火。
[0058]在本發(fā)明的實(shí)施例中，執(zhí)行器15可以為噴灌設(shè)備。即，當(dāng)需要對(duì)苗圃大田進(jìn)行灌溉供水和滅火時(shí)，啟動(dòng)噴灌設(shè)備進(jìn)行供水。
[0059]可選擇地，所述噴灌設(shè)備，采用全塑節(jié)水灌溉系統(tǒng)，根據(jù)不同消防灌溉區(qū)域不同植被需求，確定灌溉量，然后控制信號(hào)輸出，結(jié)合中心控制平臺(tái)的指令，控制電磁閥的開(kāi)關(guān)，BP可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉。亦可在某一消防灌溉區(qū)域發(fā)現(xiàn)火患后，電磁閥自動(dòng)全面開(kāi)啟，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅火。
[0060]通信模塊16與可編程控制器13進(jìn)行通信。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通信模塊16采用GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)與中心控制平臺(tái)2和可編程控制器13進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)中心控制平臺(tái)2與每個(gè)消防灌溉區(qū)域內(nèi)的智能控制子系統(tǒng)I的交互。
[0061]中心控制平臺(tái)2對(duì)來(lái)自每組智能控制子系統(tǒng)I的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化。
[0062]中心控制平臺(tái)2與每組智能控制子系統(tǒng)I的通信模塊16通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)(Internet)進(jìn)行通信，用于預(yù)設(shè)多項(xiàng)環(huán)境狀態(tài)的環(huán)境因子閾值，將上述多項(xiàng)環(huán)境狀態(tài)的環(huán)境因子閾值通過(guò)通信模塊16發(fā)送至可編程控制器13，以及通過(guò)通信模塊16接收對(duì)應(yīng)權(quán)限內(nèi)的來(lái)自可編程控制器13的多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將通過(guò)可視化界面將項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶(hù)查看，以對(duì)每個(gè)消防灌溉區(qū)域的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
[0063]進(jìn)一步，中心控制平臺(tái)2還用于獲取苗圃所在區(qū)域的公共氣象預(yù)報(bào)信息，并將該公共氣象預(yù)報(bào)信息通過(guò)通信模塊16發(fā)送給可編程控制器13?？删幊炭刂破?3在統(tǒng)計(jì)超過(guò)環(huán)境因子閾值的環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)之后，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果和公共氣象預(yù)報(bào)信息生成執(zhí)行指令。即，可編程控制器13將傳感器模塊11采集的數(shù)據(jù)結(jié)合氣象資料綜合決定對(duì)執(zhí)行器15發(fā)出指令。例如，苗圃所在區(qū)域24小時(shí)之內(nèi)有中到大雨，則即使土壤水含量低于限定值，執(zhí)行器15也不實(shí)施灌溉作業(yè)。
[0064]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，以苗圃主要環(huán)境因子傳感器、執(zhí)行器和自動(dòng)控制技術(shù)為核心，構(gòu)建智能灌溉、防火噴淋一體化系統(tǒng)。利用紅外/溫度傳感器采集苗圃空氣溫度、負(fù)壓式土壤水分傳感器采集土壤含水量、土壤溫度傳感器，通過(guò)自動(dòng)控制算法用程序?qū)崿F(xiàn)控制噴灌系統(tǒng)，達(dá)到自動(dòng)(含手動(dòng))灌溉、防火的目的。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉、防火噴淋一體化設(shè)備的智能控制，使同一執(zhí)行器既能在土壤墑情不足時(shí)自動(dòng)化的合理用水、補(bǔ)充水分，又能在火災(zāi)隱患發(fā)生初期自動(dòng)啟動(dòng)灌溉設(shè)備，將火情消滅在初始狀態(tài)。即，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)灌溉、防火噴淋一體化設(shè)備，采用一個(gè)執(zhí)行器即實(shí)現(xiàn)灌溉功能、又具備消防條件。
[0065]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0066]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，其特征在于，包括: 多組智能控制子系統(tǒng)，其中，每組智能控制子系統(tǒng)應(yīng)用于一個(gè)消防灌溉區(qū)域，所述苗圃劃分為多個(gè)消防灌溉區(qū)域，其中，每組智能控制子系統(tǒng)包括: 傳感器模塊，用于采集所在消防灌溉區(qū)域的多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)采集器，所述數(shù)據(jù)采集器的輸入端與所述傳感器模塊的輸出端相連，用于接收所述多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)； 可編程控制器，所述可編程控制器通過(guò)通信接口接收由所述數(shù)據(jù)采集器轉(zhuǎn)發(fā)的所述多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將每項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的環(huán)境因子閾值進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)超過(guò)所述環(huán)境因子閾值的環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果生成執(zhí)行指令； 被控設(shè)備電路，所述被控設(shè)備電路通過(guò)所述通信接口接收所述執(zhí)行指令，并解析所述執(zhí)行指令以設(shè)置執(zhí)行器的作業(yè)內(nèi)容，并向所述執(zhí)行器發(fā)送作業(yè)指令，其中，所述作業(yè)指令包括對(duì)應(yīng)執(zhí)行器的作業(yè)內(nèi)容； 執(zhí)行器，所述執(zhí)行器接收來(lái)自所述被控設(shè)備電路的作業(yè)指令，并根據(jù)所述作業(yè)指令完成對(duì)應(yīng)的作業(yè)內(nèi)容； 通信模塊，所述通信模塊與所述可編程控制器進(jìn)行通信； 中心控制平臺(tái)，所述中心控制平臺(tái)與每組智能控制子系統(tǒng)的通信模塊進(jìn)行通信，用于預(yù)設(shè)多項(xiàng)環(huán)境狀態(tài)的環(huán)境因子閾值，將所述多項(xiàng)環(huán)境狀態(tài)的環(huán)境因子閾值通過(guò)所述通信模塊發(fā)送至所述可編程控制器，以及通過(guò)所述通信模塊接收來(lái)自所述可編程控制器的多項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將通過(guò)可視化界面將所述項(xiàng)環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶(hù)查看，以對(duì)每個(gè)所述消防灌溉區(qū)域的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。
2.如權(quán)利要求1所述的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器模塊包括: 土壤水分傳感器，用于檢測(cè)所在消防灌溉區(qū)域的土壤含水量； 土壤溫度傳感器，用于檢測(cè)所在消防灌溉區(qū)域的土壤溫度； 紅外/溫度傳感器，用于生成環(huán)境溫度模擬信號(hào)輸出電壓，所述環(huán)境溫度模擬信號(hào)輸出電壓用于表征所在消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度； 煙霧傳感器，用于生成煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓，所述煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓用于表征所在消防灌溉區(qū)域的煙霧濃度。
3.如權(quán)利要求2所述的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器模塊中各傳感器塊均采用太陽(yáng)能電池板供電。
4.如權(quán)利要求2所述的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述多項(xiàng)環(huán)境狀態(tài)的環(huán)境因子閾值包括:土壤含水量下限值、所述土壤溫度上限值、環(huán)境溫度上限值、各個(gè)消防灌溉區(qū)域間溫差閾值和煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓臨界值。
5.如權(quán)利要求4所述的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程控制器根據(jù)接收到的各消防灌溉區(qū)域土壤含水量和土壤溫度，當(dāng)判斷某一區(qū)域土壤含水量低于設(shè)定該區(qū)域土壤含水量下限值，且該區(qū)域土壤溫度低于所述土壤溫度上限值時(shí)，判斷所在消防灌溉區(qū)域處于缺水狀態(tài)且適宜灌溉，且苗圃所在區(qū)域24小時(shí)內(nèi)無(wú)中到大雨時(shí)，生成實(shí)施供水的執(zhí)行指令。
6.如權(quán)利要求4所述的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程控制器根據(jù)接收到的環(huán)境溫度模擬信號(hào)輸出電壓，當(dāng)判斷所述環(huán)境溫度模擬信號(hào)輸出電壓超過(guò)所述環(huán)境溫度上限值時(shí)，則環(huán)境溫度超過(guò)上限值，判斷所在消防灌溉區(qū)域存在火患，生成啟動(dòng)滅火的執(zhí)行指令。
7.如權(quán)利要求4所述的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程控制器還用于通過(guò)所述通信模塊接收由所述中心控制平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)的其他消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度，當(dāng)判斷所在消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度與其他消防灌溉區(qū)域的環(huán)境溫度的差值大于所述各個(gè)消防灌溉區(qū)域間溫差閾值時(shí)，判斷所在消防灌溉區(qū)域存在火患，生成啟動(dòng)滅火的執(zhí)行指令。
8.如權(quán)利要求4所述的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程控制器根據(jù)接收到的煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓，當(dāng)判斷所述煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓超過(guò)所述煙霧濃度模擬信號(hào)輸出電壓臨界值時(shí)，則煙霧濃度超過(guò)上限值，判斷所在消防灌溉區(qū)域存在火患，生成啟動(dòng)滅火的執(zhí)行指令。
9.如權(quán)利要求1所述的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述通信模塊采用⑶舊無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)與所述中心控制平臺(tái)和所述可編程控制器進(jìn)行通信。
10.如權(quán)利要求1所述的用于苗圃的智能控制一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述中心控制平臺(tái)還用于獲取所述苗圃所在區(qū)域的公共氣象預(yù)報(bào)信息，并將所述公共氣象預(yù)報(bào)信息通過(guò)所述通信模塊發(fā)送給所述可編程控制器， 所述可編程控制器在統(tǒng)計(jì)超過(guò)所述環(huán)境因子閾值的環(huán)境因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)之后，根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果和所述公共氣象預(yù)報(bào)信息生成執(zhí)行指令。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK104503411SQ201410827467
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】張 成, 王津, 劉鵬飛, 馮旭東, 劉傳芹, 滑霖, 高大為, 梁馨予, 張春江 申請(qǐng)人:熙川數(shù)字（天津）科技有限公司