一種嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，包括：多個現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)用于采集該育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)，并對多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)進行分析處理，生成控制信號；遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)用于接收來自本系統(tǒng)內(nèi)每個育苗房的現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號，并通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)向外轉(zhuǎn)發(fā)多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號；遠(yuǎn)程服務(wù)端用于接收并存儲來自遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號；遠(yuǎn)程用戶端，用于根據(jù)登錄用戶的權(quán)限，接收對應(yīng)權(quán)限內(nèi)的育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù),并遠(yuǎn)程遙控執(zhí)行器作業(yè)，以達到遠(yuǎn)程控制的目的。本發(fā)明采用GPRS通信網(wǎng)絡(luò)和Internet的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與遠(yuǎn)程服務(wù)端交互，實現(xiàn)了運營低成本、接入大范圍的嫩枝扦插遠(yuǎn)程監(jiān)控覆蓋。
【專利說明】一種嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子信息和植物育苗【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]嫩枝扦插是利用半木質(zhì)化的綠色枝條作插穗進行扦插育苗，具有以下特點:所得小苗可確保并維持親本優(yōu)良特性；到達開花、結(jié)果時間短；適用于無法產(chǎn)生種子的植物等優(yōu)點。通過該技術(shù)的應(yīng)用，使得過去認(rèn)為很難生根的樹種進入容易生根的行列。并且不分規(guī)模大小，均可實施此技術(shù)進行育苗生產(chǎn)，特別使得個體經(jīng)營農(nóng)戶以小投資獲得快速高效的經(jīng)濟回報。
[0003]但嫩枝扦插技術(shù)對育苗過程中生產(chǎn)監(jiān)控要求較高，對育苗房內(nèi)環(huán)境因子(溫度、濕度、光照等)均有很高的要求。傳統(tǒng)嫩枝扦插育苗過程中，生產(chǎn)一線的勞動者是通過對育苗房內(nèi)的環(huán)境因子和培育苗木的生長狀況的觀測，并憑借長期積累的經(jīng)驗和直覺推測并判斷，手動調(diào)節(jié)溫室內(nèi)環(huán)境。此種控制方式雖然符合傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)律，但對勞動者的素質(zhì)要求較高，勞動生產(chǎn)率較低，不符合工廠化農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的需求。同時，傳統(tǒng)嫩枝扦插技術(shù)需要有人長期職守，特別是針對勞動力緊張的小規(guī)模農(nóng)戶，無法在農(nóng)忙時段既進行大田作業(yè)，又通過移動終端進行遠(yuǎn)程監(jiān)測。
[0004]為了解決上述問題，特別引入遠(yuǎn)程遙控技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】中。但在實際實施過程中特別是遠(yuǎn)程遙控在嫩枝扦插應(yīng)用中存在著一定的缺陷:
[0005]首先，農(nóng)業(yè)用地范圍大多地處偏僻，實施作業(yè)范圍分散，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，采用有線布線的方式往往投入很大。
[0006]其次，現(xiàn)有的基于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的遠(yuǎn)程遙控技術(shù)大多模仿工業(yè)控制，隨著監(jiān)測環(huán)境因子的些許變化控制模塊即刻發(fā)出指令，控制反饋控制電路的設(shè)備頻繁的開啟關(guān)閉，造成設(shè)備過早的損壞。
[0007]第三，在現(xiàn)有農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的遠(yuǎn)程遙控技術(shù)中，每一個執(zhí)行器改善單一環(huán)境因子狀況，使之適宜農(nóng)作物的生長，即在溫室內(nèi)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中安裝了多少數(shù)量的傳感器，反饋控制電路則安裝相應(yīng)數(shù)量的執(zhí)行器，現(xiàn)有技術(shù)增加了執(zhí)行器的使用量從而增加了整套溫室系統(tǒng)的造價。此外，設(shè)置的環(huán)境因子要求閾值區(qū)間范圍固定，沒有考慮到植物本身的自適應(yīng)性。
[0008]第四，與其他農(nóng)業(yè)培育技術(shù)相比，嫩枝扦插有其自身的特殊性，由于季節(jié)的變化導(dǎo)致作業(yè)環(huán)境變化，一個環(huán)境因子的改善在不同季節(jié)需要由不同的執(zhí)行器來完成，如二氧化碳濃度，夏季在開敞的露天環(huán)境下進行通過碳酸水的供給進行補充，而冬季可采用傳統(tǒng)溫室中采用調(diào)節(jié)供氣閥進行二氧化碳補充。目前尚無針對上述嫩枝扦插特殊性的執(zhí)行器布置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0010]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用GPRS通信網(wǎng)絡(luò)和Internet的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與遠(yuǎn)程服務(wù)端交互，實現(xiàn)了運營低成本、接入大范圍的嫩枝扦插遠(yuǎn)程監(jiān)控覆蓋，從而實現(xiàn)了偏遠(yuǎn)區(qū)域嫩枝扦插遠(yuǎn)程監(jiān)控的低成本全覆蓋。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例提供一種嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，包括:多個現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)，每個現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)分別位于一個育苗房內(nèi)，用于采集該育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)，并可對所述多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)進行分析處理，生成控制信號，將所述控制信號發(fā)送至對應(yīng)的執(zhí)行器以調(diào)整所述育苗房的環(huán)境狀態(tài)，以及通過設(shè)定每個執(zhí)行器作業(yè)的時間間隔和每次作業(yè)時段以調(diào)整每項環(huán)境因子；遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)，包括多個遠(yuǎn)程通信模塊，其中，每個所述遠(yuǎn)程通信模塊分別安裝于一個育苗房內(nèi)，且與所述現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)進行通信，用于接收來自同一個育苗房的所述現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號，并通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)向外轉(zhuǎn)發(fā)所述多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和對執(zhí)行器的控制信號；遠(yuǎn)程服務(wù)端，通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)與所述遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)進行通信，用于接收并存儲來自所述遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和對執(zhí)行器的控制信號，并提供Web服務(wù)器接口 ；遠(yuǎn)程用戶端，通過互聯(lián)網(wǎng)與所述遠(yuǎn)程服務(wù)端進行通信，用于根據(jù)登錄用戶的權(quán)限，接收對應(yīng)權(quán)限內(nèi)的育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)，并通過界面形式呈現(xiàn)給用戶查看。
[0012]在本發(fā)明的一個實施例中，所述現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集器，所述數(shù)據(jù)采集器與多個傳感器進行通信，以采集育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)；PLC控制器，所述PLC控制器通過通信接口與所述數(shù)據(jù)采集器進行通信，用于接收所述多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)，并在判斷至少一項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)超過對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值時，采用模糊權(quán)衡運算，生成對于執(zhí)行器的控制信號；反饋控制電路，所述反饋控制電路通過通信接口與所述PLC控制器進行通信，用于接收所述控制信號并轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)執(zhí)行器，以控制每個所述執(zhí)行器的動作，調(diào)整所述育苗房的環(huán)境狀態(tài)；監(jiān)控計算機，用于存儲并顯示育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號，并將所述多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號發(fā)送至所述遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)，以由所述遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)進一步發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)端。
[0013]在本發(fā)明的另一個實施例中，所述多個傳感器包括:基質(zhì)溫度傳感器、微域溫度傳感器、微域濕度傳感器、基質(zhì)墑情傳感器、EC值傳感器、模擬葉片水膜厚度監(jiān)測傳感器、光照傳感器、二氧化碳濃度傳感器。
[0014]在本發(fā)明的一個實施例中，所述多個執(zhí)行器包括:基質(zhì)加熱設(shè)備、微噴設(shè)備、遮陰設(shè)備、微域加熱設(shè)備、補光設(shè)備、營養(yǎng)液電磁閥、碳酸水電磁閥和二氧化碳供氣閥。
[0015]在本發(fā)明的另一個實施例中，所述遠(yuǎn)程服務(wù)端包括:數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，用于存儲所述多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和執(zhí)行器的控制信號；Web服務(wù)器，所述Web服務(wù)器與所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行通信，用于采用B/S架構(gòu)，在接收到用戶通過Web界面發(fā)送的查詢指令時，從所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中提取對應(yīng)數(shù)據(jù)以提供用戶查詢。
[0016]在本發(fā)明的再一個實施例中，所述遠(yuǎn)程用戶端用于接收用戶的閾值修改指令，并將所述閾值修改指令通過所述遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)發(fā)送給所述現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)，以修改對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值。
[0017]在本發(fā)明的一個實施例中，所述遠(yuǎn)程用戶端用于接收用戶的執(zhí)行器控制指令，并將所述執(zhí)行器控制指令通過所述遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)發(fā)送給所述現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)，以設(shè)定每個所述執(zhí)行器執(zhí)行頻率和每次執(zhí)行的時段。
[0018]在本發(fā)明的另一個實施例中，所述遠(yuǎn)程用戶端為PC端和/或移動終端。
[0019]在本發(fā)明的一個實施例中，所述遠(yuǎn)程通信模塊為GPRS模塊。
[0020]根據(jù)本發(fā)明實施例的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明實施例的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，采用GPRS通信網(wǎng)絡(luò)和Internet的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與遠(yuǎn)程服務(wù)端交互，實現(xiàn)了運營低成本、接入大范圍的嫩枝扦插遠(yuǎn)程監(jiān)控覆蓋，從而實現(xiàn)了偏遠(yuǎn)區(qū)域嫩枝扦插遠(yuǎn)程監(jiān)控的低成本全覆蓋。并且，利用根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)I采集育苗房的各項環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過GPRS通信網(wǎng)絡(luò)和Internet的技術(shù)發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)端，以及實現(xiàn)遠(yuǎn)程服務(wù)端和遠(yuǎn)程用戶端與的通信，從而實現(xiàn)基于遠(yuǎn)程用戶端的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控，從而保證在無人值守狀況下育苗房內(nèi)環(huán)境因子達到苗木繁育標(biāo)準(zhǔn)，減少了用工量及用工時間，摒棄了以往嫩枝扦插需要長期需要用工長期職守的弊端。
[0021]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0023]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)的示意圖；
[0024]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)的示意圖；
[0025]圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程服務(wù)端和遠(yuǎn)程用戶端的示意圖。

【具體實施方式】
[0026]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明實施例的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，包括:多個現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)
1、遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)2、遠(yuǎn)程服務(wù)端3和遠(yuǎn)程用戶端4。
[0028]具體地，每個現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)I分別位于一個育苗房內(nèi)，用于采集該育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)，并對上述多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)進行分析處理，生成控制信號，將控制信號發(fā)送至對應(yīng)的執(zhí)行器以調(diào)整育苗房的環(huán)境狀態(tài)，以及通過設(shè)定每個執(zhí)行器作業(yè)的時間間隔和每次作業(yè)時段，以調(diào)整育苗房內(nèi)的每項環(huán)境因子。
[0029]需要說明的是，對于每個育苗房，在夏季時，可在敞開露天的育苗房內(nèi)育苗。在其他季節(jié)時，均需在頂棚覆膜的育苗房內(nèi)育苗。
[0030]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)的示意圖。
[0031]如圖2所示，每個現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)I包括:數(shù)據(jù)采集器11、PLC控制器12、反饋控制電路13和監(jiān)控計算機14。
[0032]數(shù)據(jù)采集器11與多個傳感器進行通信，以采集育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)。其中，多個傳感器包括:基質(zhì)溫度傳感器、微域溫度傳感器、微域濕度傳感器、基質(zhì)墑情傳感器、EC值傳感器、模擬葉片水膜厚度監(jiān)測傳感器、光照傳感器、二氧化碳濃度傳感器。SP，數(shù)據(jù)采集器11采集到的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)包括:基質(zhì)溫度實時數(shù)據(jù)、微域溫度實時數(shù)據(jù)、基質(zhì)墑情實時數(shù)據(jù)、EC值、模擬葉片水膜厚度實時數(shù)據(jù)、光照強度實時數(shù)據(jù)和二氧化碳濃度實時數(shù)據(jù)。
[0033]在本發(fā)明的一個實施例中，EC值傳感器，即電傳導(dǎo)傳感器，通過檢測基質(zhì)的電導(dǎo)率來確定基質(zhì)的含鹽濃度。模擬葉片水膜厚度監(jiān)測傳感器是根據(jù)不同品種插穗不同的葉片結(jié)構(gòu)，設(shè)定不同的水分蒸發(fā)系數(shù)，模擬葉片水分蒸發(fā)來監(jiān)測葉片水膜厚度，使該傳感器水膜厚度與監(jiān)測插穗基本一致。
[0034]微域溫度傳感器和微域濕度傳感器，分別用來測量插穗微域環(huán)境(葉片0.5cm以內(nèi))的空氣溫度和濕度。
[0035]數(shù)據(jù)采集器11將上述傳感器監(jiān)測的各環(huán)境因子數(shù)據(jù)經(jīng)通信接口傳輸給PLC控制器12，以作為PLC控制器12操作各個執(zhí)行器的依據(jù)。
[0036]PLC控制器12通過通信接口與數(shù)據(jù)采集器11進行通信。需要說明的是，通信接口是PLC控制器12的數(shù)據(jù)通信和設(shè)置的模塊，是各個傳感器通過數(shù)據(jù)采集器11向PLC控制器12傳輸各項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和PLC控制器12向各個執(zhí)行器發(fā)送控制指令的通路。
[0037]具體地，PLC控制器12接收數(shù)據(jù)采集器12采集的育苗房內(nèi)各項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進行分析處理。其中，當(dāng)PLC控制器12判斷環(huán)境因子數(shù)據(jù)的至少一項超過預(yù)先設(shè)定的閾值時，則對數(shù)據(jù)進行處理，通過模糊的權(quán)衡運算，給出一個較為折中的控制方案，生成對應(yīng)的控制信號，并將該控制信號傳輸給反饋控制電路，同時與監(jiān)控計算機14進行通信，將上述各項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號發(fā)送給監(jiān)控計算機14以進行存儲。
[0038]反饋控制電路13通過通信接口與PLC控制器12進行通信，用于接收上述控制信號，并將其轉(zhuǎn)發(fā)給對應(yīng)執(zhí)行器，從而控制每個執(zhí)行器的動作，調(diào)整育苗房的環(huán)境狀態(tài)。
[0039]在本發(fā)明的實施例中，多個執(zhí)行器包括:基質(zhì)加熱設(shè)備、微噴設(shè)備、遮陰設(shè)備、微域加熱設(shè)備、補光設(shè)備、營養(yǎng)液電磁閥、碳酸水電磁閥和二氧化碳供氣閥。
[0040]下面對每個執(zhí)行器的執(zhí)行功能進行說明:
[0041]基質(zhì)加熱設(shè)備:采用0.6mm的70號碳素合金鋼線作為電阻線，外皮用耐熱性強的乙烯樹脂制成，鋪施于基質(zhì)內(nèi)1cm深處,按80-120w/ m2的功率計算來設(shè)計安裝面積。
[0042]微噴設(shè)備:應(yīng)通過模糊控制，根據(jù)對應(yīng)的控制信號調(diào)節(jié)微噴設(shè)備灌溉時的迷霧量、頻率和每次作業(yè)時段，達到綜合調(diào)節(jié)空氣溫度、濕度、基質(zhì)濕度的效果。
[0043]遮蔭設(shè)備:當(dāng)夏季光強監(jiān)測達到脅迫閾值時，根據(jù)對應(yīng)的控制信號通過控制遮陰網(wǎng)的開啟閉合使光強達到插穗適宜生長范圍。
[0044]微域加熱設(shè)備:當(dāng)冬季氣溫監(jiān)測不足時，根據(jù)對應(yīng)的控制信號通過加熱設(shè)施增加育苗房室內(nèi)溫度，達到合理閾值。
[0045]補光設(shè)備:當(dāng)秋、冬季光照時間、強度不足時，依照植物品種的不同，根據(jù)對應(yīng)的控制信號調(diào)節(jié)植物生長燈的輸出光譜及波長類型，并實施補光作業(yè)，以達到插穗快速生根的作用。
[0046]營養(yǎng)液電磁閥:當(dāng)EC監(jiān)測值低于設(shè)定濃度時,根據(jù)對應(yīng)的控制信號控制電磁閥自動開啟，營養(yǎng)液導(dǎo)入微噴系統(tǒng)對插穗進行補充。
[0047]碳酸水電磁閥:在室外高溫，嫩枝扦插需要敞開露天作業(yè)時，二氧化碳監(jiān)測值低于設(shè)定濃度，根據(jù)對應(yīng)的控制信號控制電磁閥自動開啟，碳酸水導(dǎo)入微噴設(shè)備并作用于插穗微域環(huán)境中從而提升二氧化碳濃度。
[0048]二氧化碳供氣閥:在室外低溫，嫩枝扦插需要溫室大棚內(nèi)作業(yè)時，二氧化碳監(jiān)測值低于設(shè)定濃度時，根據(jù)對應(yīng)的控制信號控制供氣閥自動開啟，以對育苗房內(nèi)二氧化碳進行補充。
[0049]監(jiān)控計算機14與PLC控制器12相連，作為育苗房內(nèi)設(shè)備的監(jiān)控中心，用于存儲并顯示育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號，并且實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行器指令控制的現(xiàn)場界面化操作。監(jiān)控計算機14進一步將多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號發(fā)送至遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)2，以由遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)2進一步發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)端3。
[0050]遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)2包括多個遠(yuǎn)程通信模塊21。每個遠(yuǎn)程通信模塊21分別安裝于一個育苗房內(nèi)，并且與現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)I的監(jiān)控計算機14進行通信，用于接收來自同一個育苗房的監(jiān)控計算機14的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和對執(zhí)行器的控制信號，并通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)向遠(yuǎn)程服務(wù)端3轉(zhuǎn)發(fā)多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號。即，每個遠(yuǎn)程通信模塊21可以理解為將育苗房采集環(huán)境因子數(shù)據(jù)及執(zhí)行器指令發(fā)送至Inetrent互聯(lián)網(wǎng)裝置。
[0051 ] 在本發(fā)明的實施例中，遠(yuǎn)程通信模塊21可以為GPRS模塊。
[0052]進一步，監(jiān)控計算機14對育苗房環(huán)境信息進行顯示與存檔，將當(dāng)前環(huán)境信息與適宜插穗的生長環(huán)境信息進行比對，發(fā)出相應(yīng)的命令，控制連接反饋控制電路13。上述控制可以通過設(shè)定或修改環(huán)境因子參數(shù)閾值而實現(xiàn)。即，用戶可以通過監(jiān)控計算機14設(shè)定或修改預(yù)設(shè)的環(huán)境因子參數(shù)的閾值或設(shè)定不同執(zhí)行器工作頻率與每次工作時段，也可以由用戶通過遠(yuǎn)程用戶端4設(shè)定或修改預(yù)設(shè)的環(huán)境因子參數(shù)的閾值或設(shè)定不同執(zhí)行器工作頻率或每次工作時段。監(jiān)控計算機14將修改后的閾值通過遠(yuǎn)程通信模塊21發(fā)送給監(jiān)控計算機14，進而由監(jiān)控計算機14發(fā)送給PLC控制器12，由PLC控制器12根據(jù)修改后的閾值對各項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)進行分析處理，生成對應(yīng)的控制信號，發(fā)送至反饋控制電路13，從而實現(xiàn)對各個執(zhí)行器的控制。
[0053]下面對現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)I的工作原理進行描述。
[0054]數(shù)據(jù)采集器11通過與多個傳感器進行通信，采集育苗房的各項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)，然后將上述多項環(huán)境因子數(shù)據(jù)經(jīng)RS485傳輸給PLC控制器12。由PLC控制器12對上述數(shù)據(jù)進行分析處理。當(dāng)環(huán)境因子數(shù)據(jù)的一項或多項超出預(yù)先設(shè)定的閾值時，PLC控制器12對數(shù)據(jù)進行處理，通過模糊的權(quán)衡運算，生成相應(yīng)的控制信號，并將該控制信號經(jīng)RS485傳輸給反饋控制電路13。反饋控制電路13連接至各個執(zhí)行器，并將控制信號發(fā)送給上述執(zhí)行器。執(zhí)行器根據(jù)相應(yīng)的控制信號完成相應(yīng)的作業(yè)，從而改善育苗房內(nèi)的環(huán)境因子狀況。
[0055]進一步，監(jiān)控計算機14將育苗房內(nèi)各項環(huán)境因子數(shù)據(jù)與各個執(zhí)行器執(zhí)行指令經(jīng)由遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)端3上。
[0056]如圖3所示，遠(yuǎn)程服務(wù)端3通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)2進行通信，用于接收并存儲來遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)2的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號，并提供Web服務(wù)器接口。
[0057]具體地，遠(yuǎn)程服務(wù)端3包括:數(shù)據(jù)庫服務(wù)器31和Web服務(wù)器32。其中，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器31用于存儲多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和對執(zhí)行器的控制信號，即負(fù)責(zé)接收并處理監(jiān)控計算機14通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來的育苗房的環(huán)境數(shù)據(jù)，以及向Web服務(wù)器32提供數(shù)據(jù)。其中，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器31內(nèi)裝有SQL數(shù)據(jù)庫。
[0058]Web服務(wù)器32與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器31進行通信，采用B/S架構(gòu)在接收到用戶通過Web界面發(fā)送的查詢指令時，從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器31中提取對應(yīng)數(shù)據(jù)以提供用戶查詢。
[0059]具體地，在Web服務(wù)器32上安裝一個信息發(fā)布模塊，可以查詢數(shù)據(jù)庫服務(wù)器31上SQL數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，并通過Web服務(wù)器接口與遠(yuǎn)程用戶端4實現(xiàn)交互。Web服務(wù)器32采用MS-1SS技術(shù)，其上安裝的信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)發(fā)布模塊采用ASP.NET技術(shù)實現(xiàn)B/S體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸與管理軟件應(yīng)用VB.NET和AD0.NET技術(shù)開發(fā)。用戶可以通過Web服務(wù)器32上的瀏覽器作為界面進行操控，實現(xiàn)跨操作系統(tǒng)的操作。進一步，Web服務(wù)器32還可以為用戶提供嫩枝扦插生產(chǎn)的查詢、分析、預(yù)警、控制、決策等服務(wù)。
[0060]遠(yuǎn)程用戶端4通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程服務(wù)端3進行通信，可以作為用戶實施遠(yuǎn)程操作的工具。遠(yuǎn)程用戶端4用于根據(jù)登錄用戶的權(quán)限，接收對應(yīng)權(quán)限內(nèi)的育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)，并通過界面形式呈現(xiàn)給用戶查看。在本發(fā)明的實施例中，遠(yuǎn)程用戶端4可以為PC端和/或移動終端。在本發(fā)明的實施例中，遠(yuǎn)程用戶端4用于接收用戶的閾值修改指令，并將閾值修改指令通過遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)2發(fā)送給現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)1，以修改對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值。
[0061]需要說明的是，不同用戶登錄用戶端擁有不同的權(quán)限，即用戶根據(jù)其權(quán)限內(nèi)容，可以對一個或多個育苗房進行環(huán)境因子數(shù)據(jù)監(jiān)測、環(huán)境因子閾值設(shè)定等。例如，用戶A作為可以對育苗房I和育苗房2進行環(huán)境因子數(shù)據(jù)監(jiān)測、環(huán)境因子閾值設(shè)定。而用戶B盡可以對育苗房N進行環(huán)境因子數(shù)據(jù)監(jiān)測、環(huán)境因子閾值設(shè)定。上述權(quán)限可以根據(jù)用戶的注冊信息預(yù)先設(shè)置。
[0062]此外，遠(yuǎn)程用戶端4還用于接收用戶的執(zhí)行器控制指令，并將執(zhí)行器控制指令通過遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)2發(fā)送給所述現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)I的監(jiān)控計算機14，從而由監(jiān)控計算機14設(shè)定每個執(zhí)行器執(zhí)行頻率和每次執(zhí)行的時段。例如，設(shè)定微噴設(shè)備在白天每半小時噴霧一次，每次噴霧一分鐘，就可以滿足植株生長的空氣溫度、空氣濕度、葉片水膜厚度、基質(zhì)溫度、基質(zhì)濕度等環(huán)境條件。上述操作方式對于具有經(jīng)驗的管理人員更加便利，可以提高對育苗房的環(huán)境狀態(tài)的控制效率。
[0063]用戶通過遠(yuǎn)程用戶端4登錄到遠(yuǎn)程服務(wù)端3后，接收用戶權(quán)限范圍內(nèi)的育苗房當(dāng)前環(huán)境因子數(shù)據(jù)，將接收到的數(shù)據(jù)通過可視化方式予以顯示，在顯示界面上通過動態(tài)跟蹤曲線顯示和直觀的數(shù)值顯示來實時地觀察溫室內(nèi)當(dāng)前的環(huán)境狀況。
[0064]用戶可以利用遠(yuǎn)程用戶端4通過插穗的生長發(fā)育階段及環(huán)境因子綜合變化情況來綜合考慮并調(diào)整育苗房內(nèi)各環(huán)境因子閾值，并將修改后的閾值通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)控計算機14，由監(jiān)控計算機14進一步發(fā)送至PLC控制器12，生成對應(yīng)的控制信號，從而達到間接控制育苗房內(nèi)執(zhí)行器的作用。
[0065]下面對遠(yuǎn)程服務(wù)端3和遠(yuǎn)程用戶端4的工作原理進行描述。
[0066]各個現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)I通過遠(yuǎn)程通信模塊21與移動GPRS網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程服務(wù)端3，采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，將現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)I采集的各項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)及向執(zhí)行器發(fā)送的指令，存儲到遠(yuǎn)程服務(wù)端3的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器31中。用戶可以通過在遠(yuǎn)程服務(wù)端3的Web服務(wù)器32上安裝的信息發(fā)布軟件查詢數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上SQL數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，并通過Web服務(wù)器接口與遠(yuǎn)程用戶端4實現(xiàn)交互。遠(yuǎn)程用戶端4通過瀏覽器訪問遠(yuǎn)程服務(wù)端3，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸與管理軟件監(jiān)聽用戶指定的端口，如果有遠(yuǎn)程IP請求建立TCP連接，則接收請求并建立連接。如果接收到某一 TCP連接發(fā)來的數(shù)據(jù)，則先驗證此數(shù)據(jù)是否合法，如不合法，丟棄數(shù)據(jù)，并關(guān)閉此鏈接。如果合法，則讀出該數(shù)據(jù)以及發(fā)送方(遠(yuǎn)程用戶端)的SIM卡的手機號碼，并判斷本機是否已經(jīng)存在由該號碼以前發(fā)來數(shù)據(jù)所建立的數(shù)據(jù)庫，如果不存在則創(chuàng)建以“NZ+手機號碼”為名稱的數(shù)據(jù)庫，并在該數(shù)據(jù)庫中建立數(shù)據(jù)表和系統(tǒng)參數(shù)表，然后把得到的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中。
[0067]根據(jù)本發(fā)明實施例的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，采用GPRS通信網(wǎng)絡(luò)和Internet的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與遠(yuǎn)程服務(wù)端交互，實現(xiàn)了運營低成本、接入大范圍的嫩枝扦插遠(yuǎn)程監(jiān)控覆蓋，從而實現(xiàn)了偏遠(yuǎn)區(qū)域嫩枝扦插遠(yuǎn)程監(jiān)控的低成本全覆蓋。并且，利用根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)I采集育苗房的各項環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過GPRS通信網(wǎng)絡(luò)和Internet的技術(shù)發(fā)送給遠(yuǎn)程服務(wù)端，以及實現(xiàn)遠(yuǎn)程服務(wù)端和遠(yuǎn)程用戶端與的通信，從而實現(xiàn)基于遠(yuǎn)程用戶端的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控，從而保證在無人值守狀況下育苗房內(nèi)環(huán)境因子達到苗木繁育標(biāo)準(zhǔn)，減少了用工量及用工時間，摒棄了以往嫩枝扦插需要長期需要用工長期職守的弊端。
[0068]此外，本發(fā)明結(jié)合嫩枝扦插自身苗木擴繁特點，對環(huán)境因子要求閾值區(qū)間范圍可適當(dāng)增大，完全可以由一個執(zhí)行器來調(diào)節(jié)溫室內(nèi)多個環(huán)境因子，如在夏季嫩枝扦插作業(yè)中，微噴灌溉設(shè)備既可調(diào)節(jié)插穗的微域環(huán)境溫度，又可調(diào)節(jié)葉表面水膜厚度，還可調(diào)節(jié)基質(zhì)濕度，可由一個執(zhí)行器完成，降低了整套溫室系統(tǒng)的造價?；诖?，本發(fā)明改由一個執(zhí)行器改善多個環(huán)境因子狀況，節(jié)省了設(shè)備投入結(jié)合嫩枝扦插插穗有較強自適應(yīng)性的特點，在保證成活率的前提下，通過在微域范圍監(jiān)控環(huán)境因子、環(huán)境因子閾值區(qū)間擴大等方式，減少了執(zhí)行器的開啟閉合次數(shù)，延長了設(shè)備的使用壽命。
[0069]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0070]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，其特征在于，包括: 多個現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)，每個現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)分別位于一個育苗房內(nèi)，用于采集該育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)，并可對所述多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)進行分析處理，生成控制信號，將所述控制信號發(fā)送至對應(yīng)的執(zhí)行器以調(diào)整所述育苗房的環(huán)境狀態(tài)，以及通過設(shè)定每個執(zhí)行器作業(yè)的時間間隔和每次作業(yè)時段，以調(diào)整每項環(huán)境因子； 遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)，包括多個遠(yuǎn)程通信模塊，其中，每個所述遠(yuǎn)程通信模塊分別安裝于一個育苗房內(nèi)，且與所述現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)進行通信，用于接收來自同一個育苗房的所述現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和對執(zhí)行器的控制信號，并通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)向外轉(zhuǎn)發(fā)所述多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和對執(zhí)行器的控制信號； 遠(yuǎn)程服務(wù)端，通過遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)與所述遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)進行通信，用于接收并存儲來自所述遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號，并提供Web服務(wù)器接口 ； 遠(yuǎn)程用戶端，通過互聯(lián)網(wǎng)與所述遠(yuǎn)程服務(wù)端進行通信，用于根據(jù)登錄用戶的權(quán)限，接收對應(yīng)權(quán)限內(nèi)的育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)，通過界面形式呈現(xiàn)給用戶查看，并遠(yuǎn)程遙控執(zhí)行器作業(yè)。
2.如權(quán)利要求1所述的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)包括: 數(shù)據(jù)采集器，所述數(shù)據(jù)采集器與多個傳感器進行通信，以采集育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)； PLC控制器，所述PLC控制器通過通信接口與所述數(shù)據(jù)采集器進行通信，用于接收所述多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)，并在判斷至少一項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)超過對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值時，采用模糊權(quán)衡運算，生成對于執(zhí)行器的控制信號； 反饋控制電路，所述反饋控制電路通過通信接口與所述PLC控制器進行通信，用于接收所述控制信號并轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)執(zhí)行器，以控制每個所述執(zhí)行器的動作，調(diào)整所述育苗房的環(huán)境狀態(tài)； 監(jiān)控計算機，用于存儲并顯示育苗房的多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號，并將所述多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和控制信號發(fā)送至所述遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)，以由所述遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)進一步發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù)端。
3.如權(quán)利要求2所述的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，其特征在于，所述多個傳感器包括:基質(zhì)溫度傳感器、微域溫度傳感器、微域濕度傳感器、基質(zhì)墑情傳感器、EC值傳感器、模擬葉片水膜厚度監(jiān)測傳感器、光照傳感器、二氧化碳濃度傳感器。
4.如權(quán)利要求2所述的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，其特征在于，所述多個執(zhí)行器包括:基質(zhì)加熱設(shè)備、微噴設(shè)備、遮陰設(shè)備、微域加熱設(shè)備、補光設(shè)備、營養(yǎng)液電磁閥、碳酸水電磁閥和二氧化碳供氣閥。
5.如權(quán)利要求1所述的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程服務(wù)端包括: 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，用于存儲所述多項環(huán)境因子實時數(shù)據(jù)和執(zhí)行器的控制信號； Web服務(wù)器，所述Web服務(wù)器與所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行通信，用于采用B/S架構(gòu)，在接收到用戶通過Web界面發(fā)送的查詢指令時，從所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中提取對應(yīng)數(shù)據(jù)以提供用戶查詢。
6.如權(quán)利要求1所述的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程用戶端用于接收用戶的閾值修改指令，并將所述閾值修改指令通過所述遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)發(fā)送給所述現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)，以修改對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值。
7.如權(quán)利要求1所述的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程用戶端用于接收用戶的執(zhí)行器控制指令，并將所述執(zhí)行器控制指令通過所述遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)發(fā)送給所述現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)，以設(shè)定每個所述執(zhí)行器執(zhí)行頻率和每次執(zhí)行的時段。
8.如權(quán)利要求7所述的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程用戶端為PC端和/或移動終端。
9.如權(quán)利要求1所述的嫩枝扦插遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程通信模塊為GPRS模塊。
【文檔編號】G08C17/02GK104346913SQ201410541130
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】孫真, 楊宗鼎 申請人:天津天旺林科技有限公司