一種溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，涉及分布式數(shù)字控制技術(shù)領(lǐng)域。包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)、數(shù)字I/O模塊和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊，數(shù)據(jù)采集監(jiān)視節(jié)點(diǎn)無(wú)線連接數(shù)字I/O模塊和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊。該分布式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室系統(tǒng)的分布式遠(yuǎn)程控制，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】
一種溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及分布式數(shù)字控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來(lái)，自動(dòng)化水平低、管理落后是困擾我國(guó)溫室生產(chǎn)的主要難題。而溫室產(chǎn)業(yè)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中已經(jīng)成為應(yīng)用最為廣泛、研究投入最多和具有廣闊的發(fā)展前景的重要組成部分，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志。在溫室生產(chǎn)中引入溫室環(huán)境智能控制技術(shù)，有利于進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益，有利于繼續(xù)健全技術(shù)服務(wù)體系、提升溫室管理的科學(xué)水平。將對(duì)溫室產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用。
[0003]網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件WebAccess是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方式構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)的，在系統(tǒng)中根據(jù)各個(gè)計(jì)算機(jī)的功能分配，分別承擔(dān)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)、管理、顯示、操作、報(bào)警、報(bào)表、趨勢(shì)等功能，這些數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在各個(gè)子系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)之間傳送，并通過(guò)子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)連接到系統(tǒng)中的各個(gè)自動(dòng)化設(shè)備，形成分布式控制系統(tǒng)(DCS)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控。溫室環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)多變量、大慣性、非線性系統(tǒng)，目前各種溫室控制方法都有一定的局限性，模糊控制具有較好的響應(yīng)速度，但穩(wěn)態(tài)精度欠佳，PID穩(wěn)態(tài)精度較好，但易產(chǎn)生超調(diào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)合理、利用PID與模糊控制兩種方法聯(lián)合進(jìn)行控制、具有很好的應(yīng)用前景。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括工程節(jié)點(diǎn)WEB服務(wù)器、客戶端服務(wù)器和監(jiān)控節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，其技術(shù)要點(diǎn)是:所述得監(jiān)控節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步包括:
[0006]數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)，是用于接收采集到的溫室內(nèi)的溫度信息，與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫度比較，若誤差在模糊控制所要求的范圍內(nèi)，則采用模糊控制調(diào)節(jié)溫室內(nèi)溫度;若誤差在PID控制所要求的范圍內(nèi)，則采用PID控制調(diào)節(jié)溫室內(nèi)溫度的裝置；
[0007]數(shù)字I/O模塊，在作為輸入設(shè)備的情況下，是用于接收溫室內(nèi)調(diào)控設(shè)備的起停信號(hào)的裝置;在作為輸出設(shè)備的情況下，是用于發(fā)送溫室內(nèi)調(diào)控設(shè)備起停所需的控制信號(hào)的裝置；
[0008]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊，是用于采集溫室內(nèi)的溫度和濕度信息，并用于將數(shù)據(jù)上傳的裝置；
[0009]數(shù)據(jù)采集監(jiān)視節(jié)點(diǎn)無(wú)線連接數(shù)字I/O模塊和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊。
[0010]數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)采用RS232/485協(xié)議與數(shù)字I/O模塊和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行通訊。
[0011]溫室內(nèi)調(diào)控設(shè)備包括排風(fēng)機(jī)、加熱器、天窗、卷簾、遮陽(yáng)網(wǎng)及保溫幕。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:該溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)，
[0013]綜合使用PID和模糊控制兩種調(diào)控方法對(duì)溫室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行調(diào)控，在實(shí)際溫度與設(shè)定值比較誤差較大時(shí)使用模糊控制，誤差較小時(shí)使用PID控制，能較好的避免兩種方法各自的缺點(diǎn)，兩者結(jié)合后使溫室內(nèi)溫度調(diào)控取得了較好的效果。該分布式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室系統(tǒng)的分布式遠(yuǎn)程控制，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實(shí)用新型的溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖1和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明，以下描述僅作為示范和解釋，并不對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。
[0017]本實(shí)施例中的溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括工程節(jié)點(diǎn)WEB服務(wù)器1、客戶端2和監(jiān)控節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)3，工程節(jié)點(diǎn)WEB服務(wù)器1、客戶端2(可設(shè)置多個(gè))與監(jiān)控節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)3經(jīng)Inter網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，其中，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)3進(jìn)一步包括:數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)(SCADA節(jié)點(diǎn))4(可設(shè)置多個(gè))、網(wǎng)關(guān)及路由器5、數(shù)字I/O模塊6及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊7，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)4采用RS232/485協(xié)議與數(shù)字I/O模塊6進(jìn)行通訊，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)4經(jīng)網(wǎng)關(guān)及路由器5與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊7進(jìn)行通訊。
[0018]數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)4，用于接收采集到的溫室內(nèi)的溫度信息，與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫度比較，若誤差在模糊控制所要求的范圍內(nèi)，則采用模糊控制調(diào)節(jié)溫室內(nèi)溫度;若誤差在PID控制所要求的范圍內(nèi)，則采用PID控制調(diào)節(jié)溫室內(nèi)溫度。SCADA節(jié)點(diǎn)為安裝有組態(tài)軟件webaccess監(jiān)控節(jié)點(diǎn)版的便攜式計(jì)算機(jī)，該便攜式計(jì)算機(jī)與環(huán)境因子監(jiān)測(cè)設(shè)備、調(diào)控設(shè)備及連接總線一起構(gòu)成監(jiān)控節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。溫室內(nèi)調(diào)控設(shè)備包括用于使溫室溫度降低的排風(fēng)機(jī)、用于對(duì)溫室進(jìn)行加熱的加熱器、天窗、卷簾、遮陽(yáng)網(wǎng)及保溫幕，用戶可根據(jù)需要自行選擇和設(shè)置。
[0019]本實(shí)施例中的網(wǎng)關(guān)及路由器5型號(hào)為ADAMISSOZjDAMjSlOZjDAMjSSOZ是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)，支持RS-422/485和USB接口，室外范圍可達(dá)1000米，主要用于無(wú)線傳感器終端與上位機(jī)的連接與組網(wǎng)；ADAM-2510Z是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由器，用于擴(kuò)展無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，連接無(wú)線傳感器終端與協(xié)調(diào)器。
[0020]數(shù)字I/O模塊6，在作為輸入設(shè)備的情況下，用于接收溫室內(nèi)調(diào)控設(shè)備的起停信號(hào)，；在作為輸出設(shè)備的情況下，用于發(fā)送溫室內(nèi)調(diào)控設(shè)備起停所需的控制信號(hào)的，型號(hào)為ADAM-4050 ο
[0021 ]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊7，用于采集溫室內(nèi)的溫度和濕度信息，并用于將數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)4。本實(shí)施例采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊7作為環(huán)境因子監(jiān)測(cè)設(shè)備使用，型號(hào)為ADAM-203 IZ、ADAM-2017PZ，其中，ADAM-203 IZ支持802.15.4協(xié)議，支持2*AA鋰電池供電，戶外傳輸可達(dá)110米，內(nèi)置溫度與濕度傳感器輸入，精度滿足溫室測(cè)控要求，ADAM-2031Z主要用于采集光照強(qiáng)度等模擬量輸入信號(hào)。
[0022]本實(shí)施例中溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的工作過(guò)程如下:首先由無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊7采集溫室內(nèi)的溫度和濕度等信息，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上傳給數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)4，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)4將采集到的溫度與設(shè)置好的閾值進(jìn)行比較，若誤差在模糊控制的閾值范圍內(nèi)，則發(fā)出指令信號(hào)給數(shù)字I/O模塊6，來(lái)控制調(diào)控設(shè)備的開(kāi)啟和關(guān)閉；若誤差在PID控制的閾值范圍內(nèi)，則發(fā)出指令信號(hào)給數(shù)字I/O模塊6，來(lái)控制調(diào)控設(shè)備的開(kāi)啟和關(guān)閉，通過(guò)調(diào)節(jié)，使溫室保持在植物生長(zhǎng)所需要的溫度環(huán)境下。而經(jīng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊7采集到的溫度和其他環(huán)境信息最終被上傳并存儲(chǔ)至工程節(jié)點(diǎn)WEB服務(wù)器I，供客戶端2訪問(wèn)。
[0023]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域內(nèi)的熟練的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，而不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)。本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括工程節(jié)點(diǎn)WEB服務(wù)器、客戶端服務(wù)器和監(jiān)控節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，其特征在于:所述得監(jiān)控節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步包括: 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)，是用于接收采集到的溫室內(nèi)的溫度信息，與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫度比較，若誤差在模糊控制所要求的范圍內(nèi)，則采用模糊控制調(diào)節(jié)溫室內(nèi)溫度;若誤差在PID控制所要求的范圍內(nèi)，則采用PID控制調(diào)節(jié)溫室內(nèi)溫度的裝置； 數(shù)字I/O模塊，在作為輸入設(shè)備的情況下，是用于接收溫室內(nèi)調(diào)控設(shè)備的起停信號(hào)的裝置;在作為輸出設(shè)備的情況下，是用于發(fā)送溫室內(nèi)調(diào)控設(shè)備起停所需的控制信號(hào)的裝置；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊，是用于采集溫室內(nèi)的溫度和濕度信息，并用于將數(shù)據(jù)上傳的裝置； 數(shù)據(jù)采集監(jiān)視節(jié)點(diǎn)無(wú)線連接數(shù)字I/O模塊，數(shù)據(jù)采集監(jiān)視節(jié)點(diǎn)經(jīng)網(wǎng)關(guān)及路由器與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊連接。2.如權(quán)利要求1所述的溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視節(jié)點(diǎn)采用RS232/485協(xié)議與數(shù)字I/O模塊和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行通訊。3.如權(quán)利要求1所述的溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:溫室內(nèi)調(diào)控設(shè)備包括排風(fēng)機(jī)、加熱器、天窗、卷簾、遮陽(yáng)網(wǎng)及保溫幕。
【文檔編號(hào)】G05D27/02GK205563323SQ201620089960
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年1月29日
【發(fā)明人】張志霞, 王鐵良, 許童羽, 呂學(xué)品, 徐靜
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)