一種家庭農(nóng)場的控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種家庭農(nóng)場的控制裝置，本發(fā)明還涉及一種家庭農(nóng)場的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2013年“家庭農(nóng)場”的概念是首次在中央一號文件中出現(xiàn)。在中國，家庭農(nóng)場是指以家庭成員為主要勞動力，從事農(nóng)業(yè)規(guī)?；⒓s化、商品化生產(chǎn)經(jīng)營。但是，隨著城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，數(shù)以億計的農(nóng)民工進城打工，在不少村莊則出現(xiàn)了 “青壯年荒”，或者說是“勞力荒”，使得家庭農(nóng)場規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展遇到困難和阻力。
[0003]現(xiàn)代化的信息技術(shù)和智能控制技術(shù)在家庭農(nóng)場中很少有應(yīng)用。以露天式的大規(guī)模種植為主要形勢的家庭農(nóng)場，主要靠人工的巡查來決定是否澆水、何時澆水，澆水設(shè)施也都是人工現(xiàn)場控制的，基本沒有實現(xiàn)自動化；以溫室大棚為主的家庭農(nóng)場的種植，溫室的溫度、濕度也主要靠人工檢查，溫度的控制也主要是人工控制，土壤濕度、空氣濕度的控制也主要是人工現(xiàn)場控制。光照強度的控制也主要靠人工掀起或者蓋下溫室的覆蓋物來控制。當(dāng)前，無論何種形勢的家庭農(nóng)場都不具備農(nóng)業(yè)信息遠程傳輸和監(jiān)控的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決以上問題，本發(fā)明提供一種家庭農(nóng)場的控制裝置。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供一種家庭農(nóng)場的控制方法。
[0006]本發(fā)明所采用的第一技術(shù)方案是，一種家庭農(nóng)場的控制裝置，包括數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器上分別通過導(dǎo)線連接有信號調(diào)理電路、外部儲存器、系統(tǒng)時鐘、電源模塊、鍵盤、液晶顯示器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、外圍聲光報警單元、通訊模塊；信號調(diào)理電路通過導(dǎo)線連接有第一多路選擇開關(guān)，第一多路選擇開關(guān)上分別通過導(dǎo)線連接有溫度傳感器、空氣濕度傳感器、光照強度傳感器、土壤濕度傳感器和攝像頭；數(shù)模轉(zhuǎn)換器上依次通過導(dǎo)線連接有第二多路選擇開關(guān)、功率放大單元、光電隔離模塊和執(zhí)行機構(gòu)；通訊模塊連接有監(jiān)控中心上位機。
[0007]本發(fā)明的特點還在于，
[0008]電源模塊包括第一電源和第二電源；第一電源和第二電源通過單刀雙擲開關(guān)與數(shù)字信號處理器相連接。
[0009]通訊模塊采用無線通訊模塊，無線通訊模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)分別連接移動終端和監(jiān)控中心上位機。
[0010]通訊模塊采用電力線載波通訊模塊，電力線載波通訊模塊通過電力線與監(jiān)控中心上位機相連接。
[0011]執(zhí)行機構(gòu)包括溫度執(zhí)行機構(gòu)、空氣濕度執(zhí)行機構(gòu)、光照強度執(zhí)行機構(gòu)、土壤濕度執(zhí)行機構(gòu)；所述溫度執(zhí)行機構(gòu)、空氣濕度執(zhí)行機構(gòu)、光照強度執(zhí)行機構(gòu)、土壤濕度執(zhí)行機構(gòu)分別與光電隔離模塊相連接。
[0012]數(shù)字信號處理器采用DSP2812 ;數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用TLC5615 ;系統(tǒng)時鐘采用DS1302 ；無線通訊模塊采用TC35I ;溫度傳感器采用DS18B20或者PT100 ;空氣濕度傳感器采用HMP50U型號；光照強度傳感器采用QLS60 ;土壤濕度傳感器采用PHTS-5V-V。
[0013]本發(fā)明所采用的第二技術(shù)方案是，一種家庭農(nóng)場的控制方法，采用上述的家庭農(nóng)場的控制裝置，具體按照以下步驟實施:
[0014]步驟1、將家庭農(nóng)場的控制裝置初始化，通過數(shù)字信號處理器連接的鍵盤設(shè)置家庭農(nóng)場的溫度、空氣濕度、光照強度和土壤濕度環(huán)境參數(shù)、發(fā)送家庭農(nóng)場現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)到監(jiān)控中心上位機的時間間隔以及現(xiàn)場參數(shù)的發(fā)送和查詢次序；現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)的設(shè)定值根據(jù)不同的作物及作物的不同生長時期的生長參數(shù)進行設(shè)置；時間間隔根據(jù)用戶需求進行設(shè)定；家庭農(nóng)場的現(xiàn)場參數(shù)的發(fā)送和查詢次序依次為現(xiàn)場溫度、空氣濕度、光照強度、土壤濕度及攝像頭采集到的圖像；
[0015]步驟2、數(shù)字信號處理器判斷發(fā)送現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)到監(jiān)控中心上位機的時間間隔是否到達；
[0016]步驟2.1、當(dāng)時間間隔到，數(shù)字信號處理器啟動通訊模塊開始工作，通訊模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)按照現(xiàn)場參數(shù)的發(fā)送次序發(fā)送現(xiàn)場參數(shù)到監(jiān)控中心上位機并在監(jiān)控中心上位機上顯示；之后數(shù)字信號處理器判斷家庭農(nóng)場現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)是否發(fā)送完畢，若未發(fā)送完畢則啟動通訊模塊繼續(xù)發(fā)送，若發(fā)送完畢則結(jié)束程序；
[0017]步驟2.2、若通訊模塊發(fā)送現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)到監(jiān)控中心上位機的時間間隔未到，則按現(xiàn)場參數(shù)的發(fā)送次序的查詢順序輪流采集溫度傳感器、空氣濕度傳感器、光照強度傳感器、土壤濕度傳感器和攝像頭的實時值及圖片并依次通過第一多路選擇開關(guān)依次通過信號調(diào)理電路對信號進行調(diào)理、并將調(diào)理好的數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器將對采集的數(shù)值進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)值和各自的設(shè)定值作比較，數(shù)字信號處理器依次輪流判斷溫度、空氣濕度、光照強度、土壤濕度、圖像各個環(huán)境參數(shù)的實際值是否在設(shè)定值的范圍內(nèi)；
[0018]步驟2.2.1、若實際值在設(shè)定值的范圍內(nèi)，則在液晶顯示器顯示現(xiàn)場的溫度、空氣濕度、光照強度、土壤濕度環(huán)境參數(shù)以及圖像；
[0019]步驟2.2.2、若實際值不在設(shè)定的范圍內(nèi)，則數(shù)字信號處理器驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)進行調(diào)整現(xiàn)場環(huán)境，數(shù)字信號處理器繼續(xù)判斷經(jīng)過調(diào)整后的出現(xiàn)異常的傳感器的實際值是否在設(shè)定值的范圍內(nèi)，若經(jīng)過調(diào)整的參數(shù)在設(shè)定值的范圍內(nèi)，則執(zhí)行機構(gòu)停止工作，并在液晶顯示器顯示當(dāng)前現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)的實際值；
[0020]步驟3、若經(jīng)過調(diào)整的參數(shù)仍然不在設(shè)定值的范圍內(nèi)，數(shù)字信號處理器斷定執(zhí)行機構(gòu)出現(xiàn)故障，數(shù)字信號處理器控制外圍聲光報警單元發(fā)出報警信號，并啟動無線通訊通訊模塊或者電力線載波模塊發(fā)送報警信號至監(jiān)控中心上位機，同時通過無線通訊模塊將報警信息發(fā)送至移動終端，以提醒用戶；
[0021]步驟4、故障恢復(fù)后，重新從第I步開始工作，無限循環(huán)。
[0022]本發(fā)明的特點還在于，
[0023]若實際值不在設(shè)定的范圍內(nèi)，則數(shù)字信號處理器驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)進行調(diào)整現(xiàn)場環(huán)境具體按照以下步驟實施:當(dāng)溫度出現(xiàn)異常時，則溫度執(zhí)行機構(gòu)自動開啟或者關(guān)閉溫度設(shè)備，以調(diào)整家庭農(nóng)場的現(xiàn)場溫度，直到現(xiàn)場溫度達到要求值后自動關(guān)閉溫度設(shè)備；當(dāng)濕度出現(xiàn)異常時，則濕度執(zhí)行機構(gòu)會自動啟動澆水設(shè)備開始澆水，直到現(xiàn)場濕度達到要求值后自動關(guān)閉澆水設(shè)備；當(dāng)光照強度異常時，光照強度執(zhí)行機構(gòu)自動覆蓋或者掀起溫室覆蓋物，直到光照強度達到要求值后自動覆蓋或者掀起溫室覆蓋物，當(dāng)空氣濕度異常時，空氣濕度執(zhí)行機構(gòu)自動啟動或者關(guān)閉通風(fēng)設(shè)備，直到空氣濕度達到要求值后自動啟動或者關(guān)閉通風(fēng)設(shè)備。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明裝置具有調(diào)試方便、控制精度高、可靠性高、可遠程集中監(jiān)控、遠程指導(dǎo)等優(yōu)點。本裝置可節(jié)省大量的人力、物力，解決了當(dāng)前中國式家庭農(nóng)場經(jīng)營的難題，實現(xiàn)了家庭農(nóng)場經(jīng)營的自動化和信息化?？纱龠M家庭農(nóng)場的高效管理，加快家庭農(nóng)場的規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展步伐。
[0025]本發(fā)明采用自動檢測技術(shù)和數(shù)字信號處理器(DSP)技術(shù)，具有自動控制的功能，從而使得用戶省力、省時。
[0026]本發(fā)明采用了 GSM無線傳輸技術(shù)或者電力載波技術(shù)，使得裝置具有了遠程集中監(jiān)控的功能。通訊方式靈活，可以節(jié)省花費在人力巡查上花費的人力、物力；
[0027]本發(fā)明具有實時報警功能，利用了微控制器技術(shù)和GSM技術(shù)(或者電力載波技術(shù))，報警信息可以遠傳至上位機監(jiān)控中心和用戶手機。用戶可以做出及時的處理，避免了不必要的損失。
[0028]本發(fā)明因設(shè)置了攝像頭，使用者可以方便的實現(xiàn)遠程診斷。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明家庭農(nóng)場的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2是本發(fā)明家庭農(nóng)場的控制方法的工作流程圖。
[0031]圖中，1.數(shù)字信號處理器，3.外部儲存器，4.系統(tǒng)時鐘，5.鍵盤，6.液晶顯示器，7.數(shù)模轉(zhuǎn)換器，8.外圍聲光報警單元，9.無線通訊模塊，10.信號調(diào)理電路，11.第一多路選擇開關(guān)，12.溫度傳感器，13.空氣濕度傳感器，14.光照強度傳感器，15.土壤濕度傳感器，16.攝像頭，17.第二多路選擇開關(guān)，18.功率放大單元，19.光電隔離模塊，20.執(zhí)行機構(gòu)，21.第一電源，22.第二電源，23.單刀雙擲開關(guān)，24.移動終端，25.監(jiān)控中心上位機，26.電力線載波通訊模塊。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0033]根據(jù)中國式家庭農(nóng)場的主要以溫室大棚或者大面積的規(guī)?；N植為主的特點，本發(fā)明利用檢測技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)和無線通訊技術(shù)或者電力載波技術(shù)開發(fā)了通用于溫室大棚和大面積規(guī)模種植的家庭農(nóng)場現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)的自動控制和遠程監(jiān)控裝置。
[0034]本發(fā)明提供一種家庭農(nóng)場的控制裝置，包括數(shù)字信號處理器1，數(shù)字信號處理器I上分別通過導(dǎo)