本實(shí)用新型涉及溫控領(lǐng)域，具體是一種新型智能化溫室自動(dòng)控制裝置。

背景技術(shù)：

隨著人民生活水平的提高，蔬菜、水果的季節(jié)性供應(yīng)已經(jīng)不能滿足城鄉(xiāng)居民的需求。在這種情況下，若采用大量從外地調(diào)運(yùn)的方法來(lái)滿足供應(yīng)要求，勢(shì)必增加交通運(yùn)輸?shù)膲毫?，而且鮮嫩程度大大受到影響。溫室是一種可以改變植物生長(zhǎng)環(huán)境、為植物生長(zhǎng)提供最佳條件、避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱?chǎng)所。它以采光覆蓋材料作為全部或部分結(jié)構(gòu)材料，可在冬季或其他不適宜露地植物生產(chǎn)的季節(jié)栽培植物。溫室生產(chǎn)以達(dá)到調(diào)節(jié)產(chǎn)期、促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)育、防治病蟲害及提高質(zhì)量、產(chǎn)量等為目的。目前，我國(guó)的溫室內(nèi)環(huán)境大多數(shù)依靠人工憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)管理，缺乏系統(tǒng)的科學(xué)指導(dǎo)。這不僅增加了農(nóng)民的投資，而且也增加了消費(fèi)者的負(fù)擔(dān)。另一方面，由于我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力大量過(guò)剩，溫室的一次性投資大，資金短缺以及對(duì)操作過(guò)程主要為人工操作等因素，限制了溫室控制技術(shù)的擴(kuò)展?？傊?，現(xiàn)有溫室技術(shù)硬件方面比較成熟，但是在計(jì)算機(jī)控制方面還是比較落后，具體表現(xiàn)在：1、只實(shí)現(xiàn)對(duì)部分單一因子進(jìn)行測(cè)控；2、沒(méi)有溫室主動(dòng)調(diào)控環(huán)境的設(shè)施；3、裝置體積大、能耗大、對(duì)操作人員素質(zhì)要求高。因此，發(fā)展一種低成本、易布置、高性能、全自動(dòng)控制并適合我國(guó)國(guó)情的新型溫室自動(dòng)控制裝置迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種新型智能化溫室自動(dòng)控制裝置，它能解決地現(xiàn)有溫室成本高、安裝難度大、監(jiān)控點(diǎn)單一的問(wèn)題。該裝置自動(dòng)化系數(shù)高、能夠?qū)崟r(shí)對(duì)溫室進(jìn)行在線檢測(cè)，并且根據(jù)檢測(cè)結(jié)果采取有效措施。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種新型智能化溫室自動(dòng)控制裝置，包括控制模塊，所述控制模塊的輸入端分別連接太陽(yáng)能供電模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊。所述控制模塊連接開關(guān)控制模塊；所述控制模塊的輸出端分別連接制動(dòng)系統(tǒng)、聲光報(bào)警模塊；所述控制模塊通過(guò)第一無(wú)線通訊模塊連接上位機(jī)；所述控制模塊通過(guò)第二無(wú)線通訊模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤水分傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、CO₂傳感器。

所述制動(dòng)系統(tǒng)包括繼電器、繼電器驅(qū)動(dòng)器，控制模塊連接繼電器驅(qū)動(dòng)器，繼電器驅(qū)動(dòng)器連接繼電器，制動(dòng)系統(tǒng)用于通過(guò)控制模塊來(lái)控制電動(dòng)遮陽(yáng)網(wǎng)開閉、滴噴灌設(shè)備開閉、CO₂發(fā)生器開閉、電動(dòng)天窗開閉、風(fēng)機(jī)開閉、生物效能燈開閉、地?zé)峒訙匮b置開閉。

所述太陽(yáng)能供電模塊包括太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器、蓄電池，所述太陽(yáng)能電池板連接太陽(yáng)能控制器，太陽(yáng)能控制器連接蓄電池。

所述控制模塊連接存儲(chǔ)模塊、晶振電路。

所述溫度傳感器為多個(gè)，分布在溫室內(nèi)部四壁，溫度傳感器選用型號(hào)為DS18B20傳感器。

所述空氣濕度傳感器安裝在溫室屋頂正下方，所述空氣濕度傳感器選用型號(hào)為RSY-2B濕度傳感器。

所述土壤水分傳感器為多個(gè)，分布安裝在距離地下土壤0.2米的溫室地面下，所述土壤水分傳感器采用ML2X ThetaProbe針式水分探頭。

所述光照強(qiáng)度傳感器為多個(gè)，分布安裝在溫室內(nèi)部四壁，所述光照強(qiáng)度傳感器選用N-Si硅光電池。

所述CO₂傳感器安裝在距離地面0.5米高度的墻壁上，所述CO₂傳感器選用紅外CO₂濃度儀。

所述電動(dòng)遮陽(yáng)網(wǎng)分別在安裝在溫室四周墻壁上端以及溫室屋頂；

所述滴噴灌設(shè)備包括微型閥門、噴頭；

所述CO₂發(fā)生器用于通過(guò)碳酸氫銨和硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生CO₂；

所述電動(dòng)天窗包括微型電機(jī)、窗戶，微型電機(jī)連接窗戶；

所述風(fēng)機(jī)包括微型電機(jī)、扇葉，微型電機(jī)連接扇葉；

所述生物效能燈用于夜間補(bǔ)光；

所述地?zé)峒訙匮b置包括溫室、地坪、軸流式風(fēng)機(jī)、進(jìn)氣道、排氣道，溫室頂部以及四周全部采用5mm浮法玻璃覆蓋，通過(guò)鋁合金型材、膠條進(jìn)行固定密封。

所述控制模塊為單片機(jī)控制芯片AT89S52，控制模塊連接信號(hào)放大電路模塊，信號(hào)放大電路模塊包括儀表放大器。

采用上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型一種新型智能化溫室自動(dòng)控制裝置，通過(guò)溫室內(nèi)裝設(shè)的溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤水分傳感器、光照傳感器、CO₂傳感器采集溫室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、土壤濕度、光照強(qiáng)度、CO₂濃度等環(huán)境參數(shù)信息，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后傳輸?shù)娇刂颇K，控制模塊經(jīng)過(guò)初步分析判斷通過(guò)無(wú)線通訊模塊上傳到上位機(jī)，上位機(jī)通過(guò)人機(jī)交互，發(fā)出控制命令對(duì)電動(dòng)遮陽(yáng)網(wǎng)、噴滴灌設(shè)備、CO₂發(fā)生器、電動(dòng)天窗、風(fēng)機(jī)、生物效能燈以及溫室地?zé)峁苁叫顭峒訙匮b置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，以達(dá)到栽培作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要，為作物生產(chǎn)提供最適宜的生態(tài)環(huán)境，以大幅度提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)化系數(shù)高，可靠性好，安裝方便，給溫室工作人員帶來(lái)了極大的便利，推廣性好。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型的單片機(jī)AT89S52的引腳功能圖；

圖3為本實(shí)用新型的時(shí)鐘電路圖；

圖4為本實(shí)用新型的開關(guān)控制電路圖；

圖5為本實(shí)用新型的A/D轉(zhuǎn)換電路圖；

圖6為本實(shí)用新型的復(fù)位電路圖；

圖7為本實(shí)用新型的鍵盤輸入電路圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種新型智能化溫室自動(dòng)控制裝置，包括控制模塊，所述控制模塊的輸入端分別連接太陽(yáng)能供電模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊。所述控制模塊連接開關(guān)控制模塊。所述控制模塊的輸出端分別連接制動(dòng)系統(tǒng)、聲光報(bào)警模塊。所述控制模塊通過(guò)第一無(wú)線通訊模塊連接上位機(jī)。所述控制模塊通過(guò)第二無(wú)線通訊模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤水分傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、CO₂傳感器。

所述制動(dòng)系統(tǒng)包括繼電器、繼電器驅(qū)動(dòng)器，控制模塊連接繼電器驅(qū)動(dòng)器，繼電器驅(qū)動(dòng)器連接繼電器，制動(dòng)系統(tǒng)用于通過(guò)控制模塊來(lái)控制電動(dòng)遮陽(yáng)網(wǎng)開閉、滴噴灌設(shè)備開閉、CO₂發(fā)生器開閉、電動(dòng)天窗開閉、風(fēng)機(jī)開閉、生物效能燈開閉、地?zé)峒訙匮b置開閉。

所述太陽(yáng)能供電模塊包括太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能控制器、蓄電池，所述太陽(yáng)能電池板連接太陽(yáng)能控制器，太陽(yáng)能控制器連接蓄電池。

所述控制模塊連接存儲(chǔ)模塊、晶振電路。

所述溫度傳感器為多個(gè)，分布在溫室內(nèi)部四壁，溫度傳感器選用型號(hào)為DS18B20傳感器。

所述空氣濕度傳感器安裝在溫室屋頂正下方，所述空氣濕度傳感器選用型號(hào)為RSY-2B濕度傳感器。

所述土壤水分傳感器為多個(gè)，分布安裝在距離地下土壤0.2米的溫室地面下，所述土壤水分傳感器采用ML2X ThetaProbe針式水分探頭。

所述光照強(qiáng)度傳感器為多個(gè)，分布安裝在溫室內(nèi)部四壁，所述光照強(qiáng)度傳感器選用N-Si硅光電池。

所述CO₂傳感器安裝在距離地面0.5米高度的墻壁上，所述CO₂傳感器選用紅外CO₂濃度儀。

所述電動(dòng)遮陽(yáng)網(wǎng)分別在安裝在溫室四周墻壁上端以及溫室屋頂；

所述滴噴灌設(shè)備包括微型閥門、噴頭；

所述CO₂發(fā)生器用于通過(guò)碳酸氫銨和硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生CO₂；

所述電動(dòng)天窗包括微型電機(jī)、窗戶，微型電機(jī)連接窗戶；

所述風(fēng)機(jī)包括微型電機(jī)、扇葉，微型電機(jī)連接扇葉；

所述生物效能燈用于夜間補(bǔ)光；

所述地?zé)峒訙匮b置包括溫室、地坪、軸流式風(fēng)機(jī)、進(jìn)氣道、排氣道，溫室頂部以及四周全部采用5mm浮法玻璃覆蓋，通過(guò)鋁合金型材、膠條進(jìn)行固定密封。

所述控制模塊為單片機(jī)控制芯片AT89S52，控制模塊連接信號(hào)放大電路模塊，信號(hào)放大電路模塊包括儀表放大器。

如圖2所示，本實(shí)用新型的單片機(jī)AT89S52的引腳功能圖，AT89S52單片機(jī)是ATMEL公司新近推出的高檔型AT89S系列單片機(jī)中的增強(qiáng)型產(chǎn)品，是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在外部結(jié)構(gòu)上，選用常用的PDID形式。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，使用最多的就是I/O口，AT89S52單片機(jī)四組32為I/O口線，分P0、P1、P2和P3四組。其中P0口是一個(gè)8位漏級(jí)開路的雙向I/O口，作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。P1、P2和P3都是具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，其輸出緩沖器均能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。本實(shí)用新型中，檢測(cè)傳感器以及輸出制動(dòng)模塊較多，選用AT89S52單片機(jī)能滿足各種功能需求。

如圖3所示，為本實(shí)用新型的晶振電路圖，當(dāng)系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)時(shí)可以把系統(tǒng)時(shí)鐘切換到這個(gè)低頻時(shí)鐘，以降低功耗，這對(duì)于本實(shí)用新型在使用太陽(yáng)能供電時(shí)尤為重要。系統(tǒng)在使用外部低頻時(shí)鐘進(jìn)入省點(diǎn)模式時(shí)，可以按照以下步驟進(jìn)行：（1）把XTAL1和XTAL2引腳配置為模擬I/O方式；（2）向相應(yīng)的端口鎖存器相應(yīng)位寫1，禁止這兩個(gè)引腳的數(shù)字驅(qū)動(dòng)器輸出；（3）配置并使能外部振蕩器，等待至少1ms；（4）查詢外部振蕩器是否準(zhǔn)備完成；（5）完成系統(tǒng)時(shí)鐘的切換工作。

如圖4所示，為本實(shí)用新型的開關(guān)控制電路圖。開關(guān)模塊主要由繼電器驅(qū)動(dòng)器ULN2803和繼電器組成。ULN2803是八路NPN達(dá)林頓連接晶體管陣，適用于低邏輯點(diǎn)平數(shù)字電路和較高的電流、電壓要求之間的接口。用其驅(qū)動(dòng)5V繼電器，ULN2803輸出端直接接繼電器線圈一端，繼電器線圈的另一端接+5V電源，ULN2803的輸入端直接和單片機(jī)I/O口相連，單片機(jī)輸出高電平時(shí)就可驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)遮陽(yáng)網(wǎng)、噴滴灌設(shè)備、CO₂發(fā)生器、電動(dòng)天窗、風(fēng)機(jī)、生物效能燈以及溫室地?zé)峁苁叫顭峒訙匮b置的啟動(dòng)。

如圖5所示，為本實(shí)用新型的A/D轉(zhuǎn)換電路，ADC0808是一種較為常用的8路模擬量輸入，8位數(shù)字量輸出的逐次比較式ADC芯片。該電路主要功能是讀取溫度傳感器、濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、土壤濕度傳感器以及CO₂傳感器接收電路的值，并通過(guò)ADC0808N將傳感器采集并發(fā)出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成8位的數(shù)字信號(hào)。然后將數(shù)字信號(hào)傳遞給單片機(jī)進(jìn)行處理。

如圖6所示，為本實(shí)用新型的復(fù)位電路圖，當(dāng)上電時(shí)，C1相當(dāng)于短路，使單片機(jī)復(fù)位；在正常工作時(shí)，按下開關(guān)使單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位電路的C1可以選為22uF，R5為200歐姆，R3為1000歐姆。該復(fù)位電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，適合在干擾不是很嚴(yán)重的情況下使用，適合于本實(shí)用新型專利。

如圖7所示，為本實(shí)用新型的鍵盤輸入電路圖，本實(shí)用新型采用獨(dú)立式鍵盤，完成的功能為輸入控制系統(tǒng)的設(shè)定值，以便與測(cè)控系統(tǒng)的采用值進(jìn)行比較，求出系統(tǒng)的誤差和誤差變化率，供系統(tǒng)的控制程序調(diào)用。該鍵盤輸入電路由四個(gè)按鈕組成，由于數(shù)目較少，本實(shí)用新型不再使用鍵盤擴(kuò)展芯片，不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，而且提高了設(shè)計(jì)效率，減少了干擾。

上述的實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，而不應(yīng)視為對(duì)于本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求記載的技術(shù)方案，包括權(quán)利要求記載的技術(shù)方案中技術(shù)特征的等同替換方案為保護(hù)范圍。即在此范圍內(nèi)的等同替換改進(jìn)，也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。