本發(fā)明涉及大棚智能化管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于云服務(wù)器的農(nóng)業(yè)大棚智能控制方法。

背景技術(shù)：

在我國各地使用大棚種植的技術(shù)已經(jīng)非常普及，大棚種植能更有效的管理各種農(nóng)作物種植，避免外界惡劣的氣候，達到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進生長發(fā)育、防治病蟲害等目的。隨著大棚技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，配套大棚使用的各種管理設(shè)備種類也越來越多，如灌溉系統(tǒng)、施肥系統(tǒng)、通風(fēng)設(shè)備、溫濕度探測設(shè)備等，這些設(shè)備也確實能幫助農(nóng)業(yè)用戶對大棚的種植管理。但是目前的大棚種植配套設(shè)備也存在一些問題：智能化程度不夠，絕大部分還是需要人工來采集數(shù)據(jù)、人工啟動各種設(shè)備，因此種植過程中增加了人工成本；目前多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)智能大棚是采用Zigbee無線通訊協(xié)議來進行近距離的數(shù)據(jù)傳輸，距離短且傳輸速率低，不能實現(xiàn)遠距離傳輸及監(jiān)控。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題的不足，提供一種基于云服務(wù)器的農(nóng)業(yè)大棚智能控制方法，能實現(xiàn)狀態(tài)實時監(jiān)測、云端數(shù)據(jù)儲存以及遠程/本地人為控制、狀態(tài)聯(lián)動控制的多種設(shè)備控制策略，進而提高種植大棚智能管理系統(tǒng)的集約化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是：一種基于云服務(wù)器的農(nóng)業(yè)大棚智能控制方法，針對一個區(qū)域的多個農(nóng)業(yè)大棚設(shè)置統(tǒng)一的云端服務(wù)器和監(jiān)控中心，在每個大棚內(nèi)部設(shè)置實時圖像監(jiān)控單元、數(shù)字定位單元、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、光照強度傳感器、氣體濃度傳感器、土壤濕度傳感器以及土壤成分傳感器：

S1、根據(jù)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫設(shè)定大棚內(nèi)的光照、溫度、濕度和二氧化碳濃度參數(shù)以及土壤肥力參數(shù)；

S2、通過設(shè)置在大棚內(nèi)部的傳感器監(jiān)測大棚內(nèi)的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度、光照強度、土壤濕度以及土壤的肥力，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至監(jiān)控中心；實時圖像監(jiān)控單元將拍攝到的圖像通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對接受的圖像進行壓縮處理后傳輸至云端服務(wù)器，手持終端能夠通過4G網(wǎng)絡(luò)讀取云端服務(wù)器內(nèi)儲存的圖像信息；

S3、監(jiān)控中心將收到的傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)與設(shè)定參數(shù)進行比對，選擇相應(yīng)的調(diào)節(jié)設(shè)備，啟動該設(shè)備進行大棚內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)，具體包括以下調(diào)節(jié)方式：

a、當光照強度傳感器檢測到種植大棚內(nèi)光照較弱，則LED補光系統(tǒng)開啟，使大棚內(nèi)光照滿足設(shè)定的光照條件；

b、當大棚內(nèi)二氧化碳氣體含量過低時，則CO₂發(fā)生器啟動工作，使大棚內(nèi)二氧化碳氣體濃度達到設(shè)定值；

c、當大棚內(nèi)空氣溫度和濕度不滿足設(shè)定條件時，增濕水泵、地源熱泵和降溫水簾啟動工作，進而調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的環(huán)境；

d、當土壤濕度傳感器和土壤成分傳感器檢測到土壤的濕度以及營養(yǎng)元素不滿足設(shè)定條件時，灌溉系統(tǒng)以及營養(yǎng)液噴淋器啟動工作，以調(diào)節(jié)土壤的環(huán)境條件；

在調(diào)節(jié)的過程中，傳感器持續(xù)監(jiān)測大棚內(nèi)的各項數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)控中心，直到大棚內(nèi)監(jiān)測到某項數(shù)據(jù)與設(shè)定參數(shù)一致，關(guān)閉與該項數(shù)據(jù)相關(guān)的調(diào)節(jié)設(shè)備；

該智能控制方法還具有給予參觀者控制調(diào)節(jié)設(shè)備權(quán)限的方法，具體為：每個大棚都具有一個數(shù)字定位單元，數(shù)字定位單元包括一個隨機數(shù)字生成器以及顯示屏，隨機數(shù)字生成器將生成的數(shù)字傳輸至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心接收到該信息后，將該數(shù)字與同一時間內(nèi)其他大棚顯示的數(shù)字進行比對，若數(shù)字有重復(fù)的情況，監(jiān)控中心會發(fā)出指令使該數(shù)字生成器重新生成一組數(shù)字，再進行對比，直到同一時間該大棚的數(shù)字與其他大棚的數(shù)字均不相同，發(fā)出指令使顯示屏顯示此數(shù)字；當參觀人員到達某一個大棚時，通過手持終端在APP中輸入所在大棚的顯示屏上所顯示的數(shù)字時，監(jiān)控中心判定該手持終端位于該數(shù)字對應(yīng)的大棚附近，則給予該手持終端控制該大棚的調(diào)節(jié)設(shè)備的控制權(quán)限；

該智能控制方法還具有網(wǎng)絡(luò)失效后的臨時控制方法，具體為：在大棚內(nèi)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測器、數(shù)據(jù)備份器以及備用傳感器，通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測器檢測調(diào)節(jié)設(shè)備的控制器與監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)通信情況，通過數(shù)據(jù)備份器實時備份當前控制器接收到的控制參數(shù)，通過備用傳感器采集大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)并反饋至控制器，當網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測器監(jiān)測到控制器與監(jiān)控中心之間的網(wǎng)絡(luò)失效時，控制器從數(shù)據(jù)備份器中提取備份的控制參數(shù)、并且從備用傳感器中提取采集的環(huán)境參數(shù)，通過比對備份的控制參數(shù)與采集的環(huán)境參數(shù)，對調(diào)節(jié)設(shè)備進行相應(yīng)的控制。

作為本發(fā)明一種基于云服務(wù)器的農(nóng)業(yè)大棚智能控制方法的進一步優(yōu)化：所述監(jiān)控中心為可編程邏輯控制器或單片機。

作為本發(fā)明一種基于云服務(wù)器的農(nóng)業(yè)大棚智能控制方法的進一步優(yōu)化：所述實時圖像監(jiān)控單元包括云臺、可調(diào)焦變倍的高清攝像頭以及顯示器。

有益效果

1、本發(fā)明的農(nóng)業(yè)大棚智能控制方法，可降低人工監(jiān)控成本和誤差，通過對大棚內(nèi)的溫度、濕度、光照強度、CO₂濃度等信息進行采集，傳送到中央控制器內(nèi)進行集中處理，從而對大棚內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)、CO₂發(fā)生器、灌溉系統(tǒng)、溫控裝置、營養(yǎng)液噴淋裝置等執(zhí)行機構(gòu)進行控制，以達到農(nóng)作物生長的最佳環(huán)境，實現(xiàn)對種植大棚內(nèi)的作物進行高效、科學(xué)的管理，降低成本，提高經(jīng)濟收益；

2、本發(fā)明的農(nóng)業(yè)大棚智能控制方法還具有給予參觀者控制調(diào)節(jié)設(shè)備權(quán)限的功能，為了便于參觀者體驗農(nóng)業(yè)種植智能化管理，在每個種植大棚上設(shè)置了數(shù)字定位單元及顯示屏，當參觀者到達種植大棚時，通過手中的智能手機輸入正確的數(shù)字碼，即可獲得該種植大棚的相應(yīng)控制權(quán)限，參觀者通過智能手機就可以對大棚的智能調(diào)節(jié)單元進行控制，增強了參觀者得體驗感；

3、本發(fā)明的農(nóng)業(yè)大棚智能控制方法還具有網(wǎng)絡(luò)失效后的應(yīng)急處理方法，即使調(diào)控設(shè)備與監(jiān)控中心之間的網(wǎng)絡(luò)通信斷開，通過數(shù)據(jù)備份器向調(diào)控設(shè)備發(fā)送備份的控制參數(shù)，控制器結(jié)合該備份的控制參數(shù)與備用傳感器反饋的環(huán)境參數(shù)，同樣能夠使大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)達到網(wǎng)絡(luò)斷開前監(jiān)控中心發(fā)來的最后一個控制參數(shù)的要求，實現(xiàn)自動控制的功能而不會處于失控狀態(tài)。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

一種基于云服務(wù)器的農(nóng)業(yè)大棚智能控制方法，針對一個區(qū)域的多個農(nóng)業(yè)大棚設(shè)置統(tǒng)一的云端服務(wù)器和監(jiān)控中心（采用STC12C5608AD單片機），在每個大棚內(nèi)部設(shè)置實時圖像監(jiān)控單元、數(shù)字定位單元、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、光照強度傳感器、氣體濃度傳感器（采用MG811型CO₂氣體傳感器）、土壤濕度傳感器以及土壤成分傳感器。

S1、根據(jù)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫設(shè)定大棚內(nèi)的光照、溫度、濕度和二氧化碳濃度參數(shù)以及土壤肥力參數(shù)；

溫度的設(shè)定：在作物種植之前，通過查閱數(shù)據(jù)庫和根據(jù)用戶經(jīng)驗設(shè)定農(nóng)作物三基點溫度，根據(jù)作物生育階段及生長活動的晝夜變化設(shè)定環(huán)境溫度。在三基點的溫度范圍內(nèi)一般白天進行光合作用設(shè)定較高的溫度。晚上只有呼吸作用，溫度設(shè)定較低。

濕度的設(shè)定：在作物種植之前，通過通過查閱數(shù)據(jù)庫和根據(jù)用戶經(jīng)驗設(shè)定農(nóng)作物空氣濕度和土壤濕度范圍。通過實時監(jiān)測，將精度誤差控制在5%之內(nèi)。

二氧化碳濃度的設(shè)定：在作物種植之前，通過遁過查閱數(shù)據(jù)庫和根據(jù)用戶經(jīng)驗設(shè)定農(nóng)作物二氧化碳濃度補償點和二氧化碳飽和點。二氧化碳濃度低，農(nóng)作物不能進行旺盛的光合作用，難以早熟高產(chǎn)。當二氧化碳濃度過高時，嚴重將導(dǎo)致作物死亡。因此要控制二氧化碳濃度高于補償點不高于飽和點。

S2、通過設(shè)置在大棚內(nèi)部的傳感器監(jiān)測大棚內(nèi)的空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度、光照強度、土壤濕度以及土壤的肥力，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至監(jiān)控中心；實時圖像監(jiān)控單元將拍攝到的圖像通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心對接受的圖像進行壓縮處理后傳輸至云端服務(wù)器，手持終端能夠通過4G網(wǎng)絡(luò)讀取云端服務(wù)器內(nèi)儲存的圖像信息；

實時圖像監(jiān)控單元包括云臺、可調(diào)焦變倍的高清攝像頭以及顯示器；高清攝像頭將拍攝到的圖像通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸至中央處控制器，中央控制器對接受的圖像進行壓縮處理后傳輸至云端服務(wù)器，手持終端能夠通過4G網(wǎng)絡(luò)讀取云端服務(wù)器內(nèi)儲存的圖像信息；ZigBee是一種新興的近程、低速率、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于近距離無線連接。具有低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本、自組網(wǎng)、高可靠、超視距的特點。

S3、監(jiān)控中心將收到的傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)與設(shè)定參數(shù)進行比對，選擇相應(yīng)的調(diào)節(jié)設(shè)備，啟動該設(shè)備進行大棚內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)，具體包括以下調(diào)節(jié)方式：

a、當光照強度傳感器檢測到種植大棚內(nèi)光照較弱，則LED補光系統(tǒng)開啟，使大棚內(nèi)光照滿足設(shè)定的光照條件；

b、當大棚內(nèi)二氧化碳氣體含量過低時，則CO₂發(fā)生器啟動工作，使大棚內(nèi)二氧化碳氣體濃度達到設(shè)定值；

c、當大棚內(nèi)空氣溫度和濕度不滿足設(shè)定條件時，增濕水泵、地源熱泵和降溫水簾啟動工作，進而調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的環(huán)境；

d、當土壤濕度傳感器和土壤成分傳感器檢測到土壤的濕度以及營養(yǎng)元素不滿足設(shè)定條件時，灌溉系統(tǒng)以及營養(yǎng)液噴淋器啟動工作，以調(diào)節(jié)土壤的環(huán)境條件；

在調(diào)節(jié)的過程中，傳感器持續(xù)監(jiān)測大棚內(nèi)的各項數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)控中心，直到大棚內(nèi)監(jiān)測到某項數(shù)據(jù)與設(shè)定參數(shù)一致，關(guān)閉與該項數(shù)據(jù)相關(guān)的調(diào)節(jié)設(shè)備；

該智能控制方法還具有給予參觀者控制調(diào)節(jié)設(shè)備權(quán)限的方法，具體為：每個大棚都具有一個數(shù)字定位單元，數(shù)字定位單元包括一個隨機數(shù)字生成器以及顯示屏，隨機數(shù)字生成器將生成的數(shù)字傳輸至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心接收到該信息后，將該數(shù)字與同一時間內(nèi)其他大棚顯示的數(shù)字進行比對，若數(shù)字有重復(fù)的情況，監(jiān)控中心會發(fā)出指令使該數(shù)字生成器重新生成一組數(shù)字，再進行對比，直到同一時間該大棚的數(shù)字與其他大棚的數(shù)字均不相同，發(fā)出指令使顯示屏顯示此數(shù)字；當參觀人員到達某一個大棚時，通過手持終端在APP中輸入所在大棚的顯示屏上所顯示的數(shù)字時，監(jiān)控中心判定該手持終端位于該數(shù)字對應(yīng)的大棚附近，則給予該手持終端控制該大棚的調(diào)節(jié)設(shè)備的控制權(quán)限；

該智能控制方法還具有網(wǎng)絡(luò)失效后的臨時控制方法，具體為：在大棚內(nèi)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測器、數(shù)據(jù)備份器以及備用傳感器，通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測器檢測調(diào)節(jié)設(shè)備的控制器與監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)通信情況，通過數(shù)據(jù)備份器實時備份當前控制器接收到的控制參數(shù)，通過備用傳感器采集大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)并反饋至控制器，當網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測器監(jiān)測到控制器與監(jiān)控中心之間的網(wǎng)絡(luò)失效時，控制器從數(shù)據(jù)備份器中提取備份的控制參數(shù)、并且從備用傳感器中提取采集的環(huán)境參數(shù)，通過比對備份的控制參數(shù)與采集的環(huán)境參數(shù)，對調(diào)節(jié)設(shè)備進行相應(yīng)的控制。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。