農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，其包括主控機(jī)，至少一個載波主模和至少一個載波功能模塊，所述載波主模塊和載波功能模塊之間，以及各個載波功能模塊之間利用電力線傳輸數(shù)據(jù)，并可通過不同頻率的數(shù)據(jù)通道獨立運(yùn)行，載波功能模塊連接有一種或多種農(nóng)業(yè)自動化所需的農(nóng)業(yè)設(shè)備，并控制所述農(nóng)業(yè)設(shè)備的工作，載波主模塊通過電力線載波可實現(xiàn)對載波功能模塊的遠(yuǎn)程控制。本發(fā)明利用電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，不受線路鋪設(shè)的限制，可方便實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化遠(yuǎn)程操作。
【專利說明】農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于低壓載波遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)的自動化程度在不斷提高，然而仍然存在許多問題，比如布 線非常復(fù)雜，設(shè)備維護(hù)調(diào)整困難等。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化，需要專業(yè)的控制或者傳感線路，或者空曠的空間才 能完成。并且很多操作都需要本地進(jìn)行，不能遠(yuǎn)程操控。比如實現(xiàn)控制、測量，需要在現(xiàn)場 人工控制和采集；控制大棚、溫室燈光亮度都是通過直接連線的方式，耗費大量成本；對于 農(nóng)業(yè)溫室中開合閥門的大小、風(fēng)窗的角度、布簾的收放等也都需要通過現(xiàn)場控制設(shè)備調(diào)節(jié)。 此外，精準(zhǔn)的操作和控制手段欠缺，比如灌溉系統(tǒng)無法精確統(tǒng)計灌溉的數(shù)量。因此，受限于 現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)自動化并未真正科學(xué)化。
[0004] 專利號為201220275729. 6的中國專利公開了一種載波可編程控制系統(tǒng)，其使用 現(xiàn)有的電源線路、雙絞線或其他導(dǎo)電線路，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸通訊，無需另行鋪設(shè)線路和占 用空間成本。同時，載波可編程控制系統(tǒng)可以采用多通道多模式進(jìn)行通訊，并可以實現(xiàn)本地 編程和遠(yuǎn)程準(zhǔn)確控制，為農(nóng)業(yè)自動化的進(jìn)一步發(fā)展提供了技術(shù)上的可能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述問題，本發(fā)明提供了一種農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，其引入多通道載波可編 程控制系統(tǒng)的技術(shù)，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)環(huán)境指標(biāo)的自動測量和遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制。
[0006] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的一種農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)是通過以下技 術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007] -種農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，包括：至少一個載波主模塊，具有若干通訊接口；和至 少一個載波功能模塊，所述載波主模塊和載波功能模塊之間，以及各個載波功能模塊之間 利用電力線傳輸數(shù)據(jù)，并可通過不同頻率的數(shù)據(jù)通道獨立運(yùn)行，所述載波功能模塊具有本 地編程處理能力，所述載波主模塊通過電力線載波可實現(xiàn)對載波功能模塊的遠(yuǎn)程控制，所 述載波功能模塊連接有一種或多種農(nóng)業(yè)自動化所需的農(nóng)業(yè)設(shè)備，并控制所述農(nóng)業(yè)設(shè)備的工 作，所述農(nóng)業(yè)設(shè)備包括農(nóng)業(yè)測量設(shè)備，農(nóng)業(yè)執(zhí)行設(shè)備，和農(nóng)業(yè)智能化管理設(shè)備。
[0008] 較佳地，所述農(nóng)業(yè)測量設(shè)備包括：環(huán)境溫/濕度傳感器、土壤溫/濕度傳感器、流量 傳感器、二氧化碳含量傳感器、風(fēng)速傳感器、液位傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、光照傳 感器、輻射傳感器、酸堿度傳感器、土壤含氧量傳感器等農(nóng)業(yè)環(huán)境指標(biāo)測量設(shè)備。
[0009] 較佳地，所述農(nóng)業(yè)執(zhí)行設(shè)備包括：水泵、風(fēng)機(jī)、加熱器、加濕器、燈光控制器、卷簾 機(jī)、攪拌機(jī)、循環(huán)風(fēng)扇、空調(diào)等調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)環(huán)境的執(zhí)行設(shè)備。
[0010] 較佳地，所述通訊接口為WLAN無線網(wǎng)絡(luò)、USB接口、RJ45網(wǎng)絡(luò)接口、語音接口、 RS232/485串行接口、ZIGBEE無線接口、藍(lán)牙接口。
[0011] 較佳地，所述的農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)還包括一主控機(jī)，與載波主模塊通過通訊接 口建立通訊，主控機(jī)通過操控載波主模塊，進(jìn)而操控載波功能模塊及載波功能模塊上的農(nóng) 業(yè)設(shè)備進(jìn)行工作。
[0012] 較佳地，所述主控機(jī)為計算機(jī)、平板電腦、觸摸屏或其它控制終端。
[0013] 較佳地，所述電力線為電源線，雙絞線或其他導(dǎo)電線路。
[0014] 較佳地，所述農(nóng)業(yè)智能化管理設(shè)備包括：RFID視頻識別裝置、虹膜識別裝置、指紋 識別裝置、具有對講和廣播功能的語音通信裝置、報警裝置等提升農(nóng)業(yè)自動化管理程度的 設(shè)備。
[0015] 較佳地，所述載波功能模塊具有若干通訊接口。
[0016] 本發(fā)明所提供的農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，采用多通道載波可編程控制系統(tǒng)的技術(shù)， 利用電力線進(jìn)行通訊，節(jié)省了鋪設(shè)專有線路的成本和線路維護(hù)的成本，并且可以實現(xiàn)數(shù)據(jù) 自動測量、分析、比較和遠(yuǎn)程操縱。本發(fā)明還具有語音通訊、RFID射頻識別、虹膜識別等功 能，進(jìn)一步提高了農(nóng)業(yè)自動化的程度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 通過下面結(jié)合附圖對其示例性實施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明上述特征和優(yōu)點將會變 得更加清楚和容易理解。
[0018] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3為本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022] 如圖1所示，一種農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，采用多通道多模式通過電力線進(jìn)行通訊， 其包括：至少一個載波主模塊10,和至少一個載波功能模塊20。載波主模塊10具有若干通 訊接口 30,用于對外建立通訊。
[0023] 農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)還包括至少一個主控機(jī)40,通過通訊接口 30與載波主模塊 10建立通訊，從而控制載波主模塊10,進(jìn)而控制與載波主模塊10連接的載波功能模塊20 完成相應(yīng)的工作。
[0024] 載波主模塊10和載波功能模塊20之間，以及各個載波功能模塊20之間利用電力 線60傳輸數(shù)據(jù)，所述電力線60為電源線，雙絞線或其他導(dǎo)電線路。
[0025] 主控機(jī)40可以為計算機(jī)、平板電腦、觸摸屏或其他控制終端。
[0026] 通訊接口 30包括WLAN無線網(wǎng)絡(luò)、USB接口、RJ45網(wǎng)絡(luò)接口、語音接口、RS232/485 串行接口、ZIGBEE無線接口、藍(lán)牙接口等。
[0027] 較佳地，所述載波功能模塊20也具有若干通訊接口 30,可以通過通訊接口 30直接 和外部建立通訊。
[0028] 根據(jù)具體情況，所述載波功能模塊20連接有一個或多個農(nóng)業(yè)自動化所需的農(nóng)業(yè) 設(shè)備50,并控制這些農(nóng)業(yè)設(shè)備50的工作。所述農(nóng)業(yè)設(shè)備50包括農(nóng)業(yè)測量設(shè)備51，農(nóng)業(yè)執(zhí) 行設(shè)備52,和農(nóng)業(yè)智能化管理設(shè)備53。
[0029] 農(nóng)業(yè)測量設(shè)備51包括：環(huán)境溫/濕度傳感器511、土壤溫/濕度傳感器512、流量 傳感器513、二氧化碳含量傳感器514、風(fēng)速傳感器515、液位傳感器516、電流傳感器517、電 壓傳感器、光照傳感器518、輻射傳感器、酸堿度傳感器、土壤含氧量傳感器等農(nóng)業(yè)環(huán)境指標(biāo) 測量設(shè)備。
[0030] 農(nóng)業(yè)執(zhí)行設(shè)備52包括水泵521、風(fēng)機(jī)522、加熱器523、加濕器524、燈光控制器 525、卷簾機(jī)526、攪拌機(jī)527、循環(huán)風(fēng)扇、空調(diào)等調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)環(huán)境的執(zhí)行設(shè)備。
[0031] 農(nóng)業(yè)智能化管理設(shè)備53包括RFID視頻識別裝置531、虹膜識別裝置532、指紋識 別裝置533、語音通信裝置534、報警裝置535等提升農(nóng)業(yè)自動化管理程度的設(shè)備。所述語 音通信裝置534具有對講和廣播功能。
[0032] 主控機(jī)40與載波主模塊10,載波主模塊10和載波功能模塊20之間，以及各個載 波功能模塊20之間通過不同頻率的數(shù)據(jù)通道獨立運(yùn)行，所述載波功能模塊20具有可編程 控制器，可以實現(xiàn)本地編程處理。
[0033] 載波主模塊10通過電力線載波可實現(xiàn)對載波功能模塊20的遠(yuǎn)程控制。利用電力 線載波的數(shù)據(jù)通道，可以將載波功能模塊20設(shè)置在距離載波主模塊10較遠(yuǎn)的地方，且無需 另外鋪設(shè)線路。這樣在需要測量環(huán)境數(shù)據(jù)的地方，及設(shè)置有農(nóng)業(yè)設(shè)備50的地方，設(shè)置載波 功能模塊20,并連接上相應(yīng)的農(nóng)業(yè)設(shè)備50,即可通過操作主控機(jī)40,利用載波主模塊10中 轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對載波功能模塊20的遠(yuǎn)程操作控制，從而使得載波功能模塊20所連接的農(nóng)業(yè) 設(shè)備50執(zhí)行相應(yīng)的指令。
[0034] 實施例1
[0035] 如圖2所示，一種在農(nóng)業(yè)大棚中應(yīng)用的農(nóng)業(yè)自動化系統(tǒng)，包括一個主控機(jī)40, 2個 載波主模塊11、12,以及N個載波功能模塊21-2N。
[0036] 所述主控機(jī)40為一觸摸屏，設(shè)置在大棚門口，通過WLAN無線網(wǎng)絡(luò)、USB接口、RJ45 網(wǎng)絡(luò)接口、RS232/485串行接口、ZIGBEE無線接口等通訊接口 30與載波主模塊11、12連接， 信號通過載波主模塊11、12分別傳送到載波功能模塊21-2n，載波功能模塊21-2N得到主控 機(jī)40的命令，即執(zhí)行本地控制功能。
[0037] 載波功能模塊21連接有水泵521、燈光控制器525、卷簾機(jī)526、流量傳感器513和 光照傳感器518,并且可以實現(xiàn)部分調(diào)節(jié)控制功能本地編程實現(xiàn)，主控機(jī)40將控制灌溉和 控制光照的組命令傳給載波功能模塊21，載波功能模塊21在本地執(zhí)行該命令，通過流量傳 感器513測量水流量，達(dá)到所需的水量后，載波功能模塊21就關(guān)閉灌溉用水泵521的控制 開關(guān)，完成控制灌溉的命令；光照傳感器518同時測量大棚內(nèi)的照度，根據(jù)不同作物設(shè)定要 求的照度，由載波功能模塊21，通過操作燈光控制器525和卷簾機(jī)526進(jìn)行光線亮度和角度 等的調(diào)節(jié)，完成調(diào)節(jié)光照的命令。
[0038] 載波功能模塊22連接有環(huán)境溫/濕度傳感器511、二氧化碳含量傳感器514、加熱 器523、加濕器524和風(fēng)機(jī)522,載波功能模塊22得到主控機(jī)40的命令，執(zhí)行遠(yuǎn)程大棚控制 功能，將測量的大棚溫濕度、二氧化碳含量上傳至主控機(jī)40,主控機(jī)40根據(jù)溫室大棚作物 的要求，確定加熱器523、加濕器524和風(fēng)機(jī)522的開關(guān)狀態(tài)。
[0039] 根據(jù)農(nóng)業(yè)大棚的具體需求，確定載波功能模塊的個數(shù)N，及各個載波功能模塊 21-2N所要連接的農(nóng)業(yè)設(shè)備50的種類和個數(shù)。
[0040] 主控機(jī)40同時連接載波主模塊12,當(dāng)該大棚農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)需要與其他系 統(tǒng)進(jìn)行連接通訊時（例如：與PLC相連接配合時，采用此結(jié)構(gòu)），使用此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，完成復(fù)雜 環(huán)境的溫室大棚系統(tǒng)組合。
[0041] 實施例2
[0042] 如圖3所示，另一種在農(nóng)業(yè)大棚中應(yīng)用的農(nóng)業(yè)自動化系統(tǒng)，包括一個主控機(jī)40,1 個載波主模塊101，以及10個載波功能模塊201-210。
[0043] 借助電力線60,主控機(jī)40通過載波主模塊101，與10個載波功能模塊201-210進(jìn) 行通訊，每個載波功能模塊分別連接有相應(yīng)的農(nóng)業(yè)設(shè)備50,實現(xiàn)不同的功能。
[0044] 載波功能模塊201連接有環(huán)境溫/濕度傳感器511，將測量的溫/濕度數(shù)據(jù)回傳給 主控機(jī)40。
[0045] 載波功能模塊202連接有風(fēng)速傳感器515、液位傳感器516、電流傳感器517、土壤 溫/濕度傳感器512、二氧化碳含量傳感器514等，可以測量溫室大棚的風(fēng)速，也可以測量液 位、電流、二氧化碳含量和土壤溫/濕度等。
[0046] 載波功能模塊203連接有流量傳感器513,測量溫室大棚灌溉的水、肥流量，科學(xué) 調(diào)節(jié)灌溉比例。
[0047] 載波功能模塊204連接有光照傳感器518,測量作物在大棚的照度，使得主控機(jī)40 根據(jù)不同作物的習(xí)性，決定是否調(diào)節(jié)載波功能模塊209上的燈光控制器525和卷簾機(jī)526。
[0048] 載波功能模塊205連接有語音通信裝置534,可以在大棚內(nèi)及大棚以外進(jìn)行語音 通信或者廣播。
[0049] 載波功能模塊206連接有水泵521、風(fēng)機(jī)522、加熱器523、加濕器524、攪拌器527， 載波功能模塊206根據(jù)主控機(jī)40傳達(dá)的不同指令，控制這些農(nóng)業(yè)執(zhí)行設(shè)備52的開啟及工 作頻率。
[0050] 載波功能模塊207連接有RFID射頻識別裝置531，使用RFID射頻識別可以控制大 棚人員流動，也可以定位人員和設(shè)備，以及計量設(shè)備、作物的數(shù)量。
[0051] 載波功能模塊208連接有虹膜識別裝置532和指紋識別裝置533,使用虹膜和指 紋，識別工作人員，拒絕外來干擾。
[0052] 載波功能模塊209連接有燈光控制器525和卷簾機(jī)526,實現(xiàn)對光照的調(diào)解。
[0053] 載波功能模塊210連接有液位傳感器516和報警模裝置535,用于測量液位和異常 情況報警。
[0054] 同時主控機(jī)40通過載波主模塊101向需要的載波功能模塊201-210傳送數(shù)據(jù)和 命令，實現(xiàn)控制功能（如水泵風(fēng)機(jī)設(shè)備開關(guān)、燈光調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程命令、溫濕度調(diào)節(jié)等），經(jīng)過主 控機(jī)40的利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗設(shè)置邏輯、數(shù)據(jù)以及畫面處理等功能，完成對農(nóng)業(yè)設(shè)施的遠(yuǎn)程 測量和控制的自動和手動執(zhí)行。
[0055] 本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明以上實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選 實施例之一，為篇幅限制，這里不能逐一列舉所有實施方式，任何可以體現(xiàn)本發(fā)明權(quán)利要求 技術(shù)方案的實施，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0056] 需要注意的是，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說 明，不能認(rèn)定本發(fā)明的【具體實施方式】僅限于此，在本發(fā)明的上述指導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以在上述實施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種改進(jìn)和變形，而這些改進(jìn)或者變形落在本發(fā)明的保護(hù)范 圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，包括：至少一個載波主模塊，具有若干通訊接口；和至少 一個載波功能模塊，所述載波主模塊和載波功能模塊之間，以及各個載波功能模塊之間利 用電力線傳輸數(shù)據(jù)，并可通過不同頻率的數(shù)據(jù)通道獨立運(yùn)行，所述載波功能模塊具有本地 編程處理能力，所述載波主模塊通過電力線載波可實現(xiàn)對載波功能模塊的遠(yuǎn)程控制，其特 征在于，所述載波功能模塊連接有一種或多種農(nóng)業(yè)自動化所需的農(nóng)業(yè)設(shè)備，并控制所述農(nóng) 業(yè)設(shè)備的工作，所述農(nóng)業(yè)設(shè)備包括農(nóng)業(yè)測量設(shè)備，農(nóng)業(yè)執(zhí)行設(shè)備，和農(nóng)業(yè)智能化管理設(shè)備。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述農(nóng)業(yè)測量設(shè)備包括： 環(huán)境溫/濕度傳感器、土壤溫/濕度傳感器、流量傳感器、二氧化碳含量傳感器、風(fēng)速傳感 器、液位傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、光照傳感器、輻射傳感器、酸堿度傳感器、土壤含 氧量傳感器等農(nóng)業(yè)環(huán)境指標(biāo)測量設(shè)備。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述農(nóng)業(yè)執(zhí)行設(shè)備包括： 水泵、風(fēng)機(jī)、加熱器、加濕器、燈光控制器、卷簾機(jī)、攪拌機(jī)、循環(huán)風(fēng)扇、空調(diào)等調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)環(huán)境 的執(zhí)行設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通訊接口為WLAN無 線網(wǎng)絡(luò)、USB接口、RJ45網(wǎng)絡(luò)接口、語音接口、RS232/485串行接口、ZIGBEE無線接口、藍(lán)牙 接口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括一主控機(jī)， 與載波主模塊通過通訊接口建立通訊，主控機(jī)通過操控載波主模塊，進(jìn)而操控載波功能模 塊及載波功能模塊上的農(nóng)業(yè)設(shè)備進(jìn)行工作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主控機(jī)為計算機(jī)、平 板電腦、觸摸屏或其它控制終端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電力線為電源線，雙 絞線或其他導(dǎo)電線路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述農(nóng)業(yè)智能化管理 設(shè)備包括：RFID視頻識別裝置、虹膜識別裝置、指紋識別裝置、具有對講和廣播功能的語音 通信裝置、報警裝置等提升農(nóng)業(yè)自動化管理程度的設(shè)備。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述農(nóng)業(yè)智能化管理設(shè) 備包括：RFID視頻識別裝置、虹膜識別裝置、指紋識別裝置、具有對講和廣播功能的語音通 信裝置、報警裝置等提升農(nóng)業(yè)自動化管理程度的設(shè)備。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的農(nóng)業(yè)自動化控制系統(tǒng)，其特征在于，所述載波功能模塊具有 若干通訊接口。
【文檔編號】G05B19/418GK104142656SQ201310166869
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】楊晨 申請人:楊晨