一種大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)，屬于大田智能供水的自動化生產(chǎn)控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前農(nóng)田種植產(chǎn)業(yè)升級的背景下，需要提高名特優(yōu)品種農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)品的精細(xì)化種植。通過調(diào)結(jié)構(gòu)、促升級，增加高附加值品種種植殖規(guī)模和種植模式。精細(xì)化的農(nóng)田噴灌模式，就是要增加土壤的溫濕度的傳感器的在線測量，同時也增加大氣溫濕度的環(huán)境溫度的測量。指定出科學(xué)的供水方案，并實(shí)時控制供水設(shè)備。達(dá)到節(jié)水灌溉，合理供水，使農(nóng)田植物得到良好生長的效果。
[0003]當(dāng)前不少農(nóng)田也安裝了相應(yīng)供水監(jiān)測設(shè)備用于人工或自動控制水體參數(shù)的依據(jù)，都為獨(dú)立的互不相關(guān)的設(shè)備。然而，植物生長在不同階段對供水量的需求是不一樣的，有的甚至差異巨大，再則環(huán)境的溫濕度對土壤溫濕度也有影響的，如果僅僅采集獨(dú)立的土壤溫濕度的參數(shù)很難達(dá)到供水參數(shù)最佳值，需反復(fù)的監(jiān)測調(diào)整，費(fèi)時費(fèi)力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種對所需監(jiān)控的土壤溫濕度和大氣溫濕度參數(shù)的統(tǒng)一采集及其水栗優(yōu)化控制的大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)。
[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)，包括防水型雙門機(jī)柜，其特征在于:所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)有PLC控制器、數(shù)據(jù)采集模塊以及電氣控制模塊；所述PLC控制器的輸入端連接數(shù)據(jù)采集模塊，輸出端通過通訊接口模塊與電氣控制模塊的輸入端連接；所述數(shù)據(jù)采集模塊包括用于監(jiān)測大田空氣、土壤溫濕度數(shù)據(jù)參數(shù)的傳感器；所述電氣控制模塊的輸出端與水栗啟動/停機(jī)端口連接。
[0006]本實(shí)用新型進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
[0007]進(jìn)一步的，還包括策略模型模塊，所述策略模型模塊與PLC控制器的輸入端連接；所述策略模型模塊包括根據(jù)大田現(xiàn)場需要設(shè)定的多參量控制參數(shù)的數(shù)學(xué)模型。
[0008]進(jìn)一步的，所述策略模型模塊的控制參數(shù)包括空氣、土壤的溫濕度參數(shù)，且由上層的專家系統(tǒng)提供適合當(dāng)前環(huán)境的控制參數(shù)和預(yù)案并下傳至PLC控制器。
[0009]進(jìn)一步的，所述雙門機(jī)柜的外層門上開設(shè)有玻璃框。
[0010]進(jìn)一步的，還包括與PLC控制器連接的觸摸屏模塊，所述觸摸屏模塊安裝在玻璃框的內(nèi)層門板上。
[0011]進(jìn)一步的，還包括有線/無線傳輸通訊接口模塊；所述通訊接口模塊包括以太網(wǎng)接口、GPRS無線串行通信接口以及Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)接口。
[0012]進(jìn)一步的，所述雙門機(jī)柜的厚度不低于2mm，所述門框邊緣設(shè)置有密封膠條。
[0013]進(jìn)一步的，所述雙門機(jī)柜的柜體側(cè)邊開設(shè)有三個天線安裝孔。
[0014]進(jìn)一步的，所述雙門機(jī)柜內(nèi)部的接地銅排和零排均側(cè)裝。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型對大田種植中需要監(jiān)控的土壤溫度、土壤濕度、大氣溫度、大氣濕度等多參數(shù)進(jìn)行實(shí)時采集，經(jīng)過綜合處理判斷后再智能驅(qū)動水栗設(shè)備進(jìn)行供水自動噴灌。通過土壤和大氣的溫濕度參數(shù)的集中統(tǒng)一采集處理，智能控制水栗的噴灌，在最短時間內(nèi)達(dá)到最佳的土壤水份的調(diào)控效果。采用多傳感器集成匯聚，通過采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理消除了個體土壤參數(shù)單獨(dú)調(diào)整時的相互間影響。該設(shè)備還具備多種通信接口和專家干預(yù)模塊，可接入互聯(lián)網(wǎng)，方便管理人員遠(yuǎn)程監(jiān)視運(yùn)行和專家智能方案的參與。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0017]圖1為本實(shí)用新型的防水門板示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的顯示控制門板示意圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的正面內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)組成框圖。
[0021]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的電氣拖動主接線圖。
[0022]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的電氣控制二次回路圖。
[0023]圖7、8、9為本實(shí)用新型實(shí)施例的模塊端子接線圖。
[0024]圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)組成框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1
[0026]本實(shí)施例提供的一種大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)，如圖1-10所示:包括防水型雙門機(jī)柜，所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)有PLC控制器、數(shù)據(jù)采集模塊以及電氣控制模塊；所述PLC控制器的輸入端連接數(shù)據(jù)采集模塊，輸出端通過通訊接口模塊與電氣控制模塊的輸入端連接；所述數(shù)據(jù)采集模塊包括用于監(jiān)測大田空氣、土壤溫濕度數(shù)據(jù)參數(shù)的傳感器；所述電氣控制模塊的輸出端與水栗啟動/停機(jī)端口連接。
[0027]傳感器數(shù)據(jù)采集模塊:將各土壤參數(shù)傳感器，如:溫度、濕度，環(huán)境參數(shù):如空氣溫度、濕度等采集到的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一傳送給處理器處理。
[0028]CPU處理器模塊:將采集到的各傳感參數(shù)，與策略模型共同作為處理器的輸入，再加上必要的專家干預(yù)運(yùn)算形成最佳控制參數(shù)?？刹杉?路模擬量數(shù)據(jù)(可擴(kuò)展)。
[0029]電氣控制模塊:根據(jù)采集的模擬量水質(zhì)參數(shù)，智能實(shí)現(xiàn)水栗控制設(shè)備的自動控制。(可控制現(xiàn)地設(shè)備16臺(可擴(kuò)展)。采集到的數(shù)據(jù)可通過有線或無線的方式傳送給遠(yuǎn)方的中心控制室的服務(wù)器。
[0030]7寸真彩觸摸屏模塊:可實(shí)時顯示現(xiàn)場的采集的模擬量和開關(guān)量的狀態(tài)。并可在觸摸屏上設(shè)定控制參數(shù)和進(jìn)行設(shè)備的實(shí)時開、停操作。
[0031]策略模型模塊:由專家提供的適用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的特定場所的多參量控制數(shù)學(xué)模型生成的控制參數(shù)和預(yù)置方案。通過現(xiàn)場的綜合的環(huán)境參數(shù)及水質(zhì)參數(shù)的采集及上傳，由上層的專家系統(tǒng)提供出適合當(dāng)前環(huán)境和水質(zhì)的適用合理的控制參數(shù)和預(yù)案下傳至前置機(jī)。
[0032]有線、無線傳輸通信接口模塊:提供給本地監(jiān)控，遠(yuǎn)程監(jiān)控及專家干預(yù)用的通信接口，主要包括以太網(wǎng)接口，Gprs無線串行通信接口，和Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)接口。
[0033]機(jī)柜的頂部設(shè)有防水蓬2，防水蓬2的寬度大于機(jī)柜的寬度，雙層門包括防水門板I和顯示控制門板5，防水門板I位于顯示控制門板5的外側(cè)；顯示控制門板5設(shè)有觸摸屏6和控制按鈕，控制按鈕位于觸摸屏6下方且均勻分布，各控制按鈕之間的間距相等，防水門板I與觸摸屏相對應(yīng)的位置設(shè)有機(jī)玻璃面板3。防水門板上設(shè)有帶快鎖機(jī)構(gòu)的門鎖4。
[0034]控制按鈕分為上下兩行，第一行從左至右分別為現(xiàn)地/遠(yuǎn)控旋轉(zhuǎn)控制鈕7、第一增氧栗啟動按鈕8、第二增氧栗啟動按鈕9、第三增氧栗啟動按鈕10、第四增氧栗啟動按鈕11 ;第二行從左至右分別為故障報(bào)警按鈕12、第一增氧栗停機(jī)按鈕13、第二增氧栗停機(jī)按鈕14、第三增氧栗停機(jī)按鈕15、第四增氧栗停機(jī)按鈕16，控制按鈕與觸摸屏之間設(shè)有電源指示燈17。后門板底部兩側(cè)設(shè)有接地母線銅排18，以有效減少外界干擾。所述雙門機(jī)柜的柜體側(cè)邊開設(shè)有三個天線安裝孔19。
[0035]柜體尺寸為1400\600\300，尺寸為300臟*200臟，可見內(nèi)層門板上觸摸屏，觸摸屏開孔192mm*138mm，冷乳鋼板柜體，厚度不低于2mm，保證柜體結(jié)構(gòu)牢固，適當(dāng)剛度，門框設(shè)置密封膠條；柜體側(cè)邊開3個0 22天線孔，安裝IP66，M20電纜鎖緊接頭，便于天線固定，密封。機(jī)柜名稱及按鈕、指示燈名稱采用黑色絲網(wǎng)印刷制作，字體和設(shè)備代號大，小適中，美觀大方。
[0036]PLC包含:研華一體化的CPU模塊I塊(ADAM-5510KW/TCP)，含電源和以太網(wǎng)、RS-232，RS485通信接口、總線底板一塊、數(shù)據(jù)輸入輸出模塊21 ;數(shù)據(jù)輸入輸出模塊包括16點(diǎn)復(fù)合型開關(guān)量數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊(ADAM-5050)、8點(diǎn)模擬量數(shù)據(jù)輸入模塊(ADAM-5017);
[0037]無線通信模塊為DTU模20為EKI1321L，觸摸屏采用研華工業(yè)級7寸真彩屏TOP-2070K。
[0038]電機(jī)負(fù)載拖動一次回路、二次回路電氣控制元器件如圖5、6所示:由一批微型塑殼斷路器、空氣開關(guān)、接觸器、熱繼電器、中間繼電器、按鈕、指示燈等元器件、避雷器組成。
[0039]本實(shí)用新型通過Zigbee無線傳感器實(shí)時采集大田當(dāng)前的土壤溫度、土壤濕度、大氣溫度、大氣濕度；手動按鈕啟停噴灌水栗；觸摸屏設(shè)定，實(shí)現(xiàn)定時自動啟停噴灌水栗；觸摸屏設(shè)定，實(shí)現(xiàn)土壤水份定值控制；觸摸屏上可實(shí)時操作噴灌設(shè)備的啟停。通過內(nèi)置DTU采用GPRS方式實(shí)時無線上傳傳感器數(shù)據(jù)及現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行工況至數(shù)據(jù)中心。并能接收遠(yuǎn)程工作站發(fā)出的控制指令和預(yù)設(shè)的控制參數(shù)。現(xiàn)地觸摸屏實(shí)時顯示采集的數(shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行工況。顯示傳感器的數(shù)據(jù)采集趨勢圖、報(bào)警、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、操作記錄等。
[0040]除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)，包括防水型雙門機(jī)柜，其特征在于:所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)有PLC控制器、數(shù)據(jù)采集模塊以及電氣控制模塊；所述PLC控制器的輸入端連接數(shù)據(jù)采集模塊，輸出端通過通訊接口模塊與電氣控制模塊的輸入端連接；所述數(shù)據(jù)采集模塊包括用于監(jiān)測大田空氣、土壤溫濕度數(shù)據(jù)參數(shù)的傳感器；所述電氣控制模塊的輸出端與水栗啟動/停機(jī)端口連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)，其特征在于:所述雙門機(jī)柜的外層門上開設(shè)有玻璃框。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)，其特征在于:還包括與PLC控制器連接的觸摸屏模塊，所述觸摸屏模塊安裝在玻璃框的內(nèi)層門板上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)，其特征在于:還包括有線/無線傳輸通訊接口模塊；所述通訊接口模塊包括以太網(wǎng)接口、GPRS無線串行通信接口以及Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)接口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)，其特征在于:所述雙門機(jī)柜的厚度不低于2mm，門框邊緣設(shè)置有密封膠條。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)，其特征在于:所述雙門機(jī)柜的柜體側(cè)邊開設(shè)有三個天線安裝孔。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)，其特征在于:所述雙門機(jī)柜內(nèi)部的接地銅排和零排均側(cè)裝。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種大田噴灌智能監(jiān)控前置機(jī)，包括防水型雙門機(jī)柜，所述機(jī)柜內(nèi)設(shè)有PLC控制器、數(shù)據(jù)采集模塊以及電氣控制模塊；PLC控制器的輸入端連接數(shù)據(jù)采集模塊，輸出端通過通訊接口模塊與電氣控制模塊的輸入端連接；數(shù)據(jù)采集模塊包括用于監(jiān)測大田空氣、土壤溫濕度數(shù)據(jù)參數(shù)的傳感器；所述電氣控制模塊的輸出端與水泵啟動/停機(jī)端口連接。本實(shí)用新型對大田種植中需要監(jiān)控的土壤溫度、土壤濕度、大氣溫度、大氣濕度等多參數(shù)進(jìn)行實(shí)時采集，經(jīng)過綜合處理判斷后再智能驅(qū)動水泵設(shè)備進(jìn)行供水自動噴灌。通過土壤和大氣的溫濕度參數(shù)的集中統(tǒng)一采集處理，智能控制水泵的噴灌，在最短時間內(nèi)達(dá)到最佳的土壤水份的調(diào)控效果。采用多傳感器集成匯聚，通過采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理消除了個體土壤參數(shù)單獨(dú)調(diào)整時的相互間影響。
【IPC分類】G01D21/02, G05B19/05, G05B13/04
【公開號】CN204925756
【申請?zhí)枴緾N201520532760
【發(fā)明人】羅學(xué)恩, 鮑旭升, 余建建, 王鑫, 張陸
【申請人】國睿集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年7月21日