一种基于组态软件的温湿度控制系统

摘要

本发明涉及农业智能化设备技术领域，提供了一种基于组态软件的温湿度控制系统，包括上位机组态软件单元、嵌入式单片机控制器单元、温湿度传感器检测单元、驱动执行单元和供电单元，上位机组态软件单元通过通信电缆与嵌入式单片机控制器通信，嵌入式单片机控制器单元连接温湿度传感器检测单元，并将采集参数上传至上位机组态软件单元；嵌入式单片机控制单元还连接驱动执行单元；供电单元为系统提供电源，可以根据不同作物不同时期设置生长所需最佳温湿度，提高作物的产量，大大降低生产成本；可以根据不同物品存储温湿度不同，设置最佳存储温湿度，延长物品存储周期。

权利要求

1.一种基于组态软件的温湿度控制系统，包括上位机组态软件单元、嵌入式单片机控制器单元、温湿度传感器检测单元、驱动执行单元和供电单元，其特征在于：上位机组态软件单元通过通信电缆与嵌入式单片机控制器通信，嵌入式单片机控制器单元连接温湿度传感器检测单元，并将采集参数上传至上位机组态软件单元；嵌入式单片机控制单元还连接驱动执行单元；供电单元为系统提供电源。

2.如权利要求1所述的一种基于组态软件的温湿度控制系统，其特征在于：嵌入式单片机控制器单元通过RTU协议与上位机组态软件单元进行通信传递。

3.如权利要求1所述的一种基于组态软件的温湿度控制系统，其特征在于：嵌入式单片机控制器单元选用STC12系列单片机。

4.如权利要求1所述的一种基于组态软件的温湿度控制系统，其特征在于：驱动执行单元包括驱动执行器，以及其所连接的加热器、水泵和风机，驱动执行器连接嵌入式单片机控制器单元。

5.如权利要求4所述的一种基于组态软件的温湿度控制系统，其特征在于：驱动执行器为可控硅驱动电路。

6.如权利要求1所述的一种基于组态软件的温湿度控制系统，其特征在于：温湿度传感器检测单元为分布式安装的数字式一体温湿度传感器。

说明书

一种基于组态软件的温湿度控制系统

技术领域

[0001] 本发明属于农业智能化设备技术领域，具体涉及一种基于组态软件的温湿度控制系统。

背景技术

[0002] 随着科技的发展和人们生活条件的提高，人们越来越喜爱新鲜的蔬菜和瓜果。传统的蔬菜和水果种植、存储方法是依据适龄变化进行不同作物的种植及保存，虽然随着薄膜大棚的出现，实现了在寒冷季节进行非本机作物的种植，该种植方法多采用塑料薄膜及草帘进行保温，配合炭火升温等方式进行升温；温度过高时，通过减少覆盖增强通风进行降温。但其产量和存储时间仍然受限，并且该种植方法所需劳动强度较大，相应成本较高，且作物存储器短。目前，市面上的种植大棚多为该种传统薄膜大棚，并采取冷库存贮的方法，无法实现对于不同作物的高产量种植及大批量存储，更不能满足现代化无人监控的存储模式。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于解决上述现有技术中农业大棚种植和作物存储技术的不足，通过一种基于组态软件的温湿度控制系统，提供一种智能化解决办法。

[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于组态软件的温湿度控制系统，包括上位机组态软件单元、嵌入式单片机控制器单元、温湿度传感器检测单元、驱动执行单元和供电单元，上位机组态软件单元通过通信电缆与嵌入式单片机控制器通信，嵌入式单片机控制器单元连接温湿度传感器检测单元，并将采集参数上传至上位机组态软件单元；嵌入式单片机控制单元还连接驱动执行单元；
供电单元为系统提供电源。

[0005] 作为优选，嵌入式单片机控制器单元通过RTU协议与上位机组态软件单元进行通信传递。

[0006] 作为优选，嵌入式单片机控制器单元选用STC12系列单片机。此控制器有两路通信口，16路模拟量采集口和16路数字量采集口，价格便宜性能稳定；便于实现与上位机组态软件的实时通信和对多路传感器器信号的实时采集，以及对驱动执行机构快速准确控制。

[0007] 作为优选，驱动执行单元包括驱动执行器，以及其所连接的加热器、水泵和风机，驱动执行器连接嵌入式单片机控制器单元。其中，加热器采用分布式固定安装，保证环境温度上升的同步一致性和控制的独立性；水泵用于保证环境湿度，为作物的生长和存储物品不同提供适宜的湿度参数，根据用作种植和存储用途不同，可选择喷淋式或蒸发式；风机采用分布式安装，保证作物或者存储物品不同提供最佳的通风环境。保证作物的生长环境达到增产和延长存储周期的目的。

[0008] 作为优选，驱动执行器为可控硅驱动电路。保证了驱动电路的使用寿命和长期运行安全可靠性。

[0009] 作为优选，温湿度传感器检测单元为分布式安装的数字式一体温湿度传感器。选用数字式温湿度传感器相对比模拟式传感器在保证采集精度的同时，更加的经济、便于安装。

[0010] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所提供的一种基于组态软件温湿度控制系统，具有结构简单、使用方便、构思巧妙等特点。其中，基于组态软件的上位机服务器，可以实现自动控制，对于不同作物只需设定好生长所需的温湿度，即可实现长时间的自动控制；本系统可以实现远程监控，不需要到现场即可通过网络实时查看现场动态温湿度参数，并进行修改；可以根据不同作物不同时期设置生长所需最佳温湿度，提高作物的产量，大大降低生产成本；可以根据不同物品存储温湿度不同，设置最佳存储温湿度，延长物品存储周期。

[0011] 此外，本发明方法原理可靠，步骤简单，具有非常广泛的应用前景。

[0012] 由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

[0013] 图1是本发明提供的一种基于组态软件的温湿度控制系统的结构框图。

[0014] 图2是本发明提供的一种基于组态软件的温湿度控制系统的控制流程图。

[0015] 图3是本发明提供的一种基于组态软件的温湿度控制系统的结构示意图。

[0016] 其中，1-上位机组态软件单元，2-通信电缆，3-嵌入式单片机控制器单元，4-驱动执行单元，41-驱动执行器，42-加热器，43-水泵，44-风机，5-温湿度传感器检测单元，6-供电单元，7-壳体。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述：实施例1
如图1、3所示，本发明提供的一种基于组态软件的温湿度控制系统，包括上位机组态软件单元1、嵌入式单片机控制器单元3、温湿度传感器检测单元5、驱动执行单元4和供电单元
6，上位机组态软件单元1通过通信电缆2与嵌入式单片机控制器单元3通信，嵌入式单片机控制器单元3连接温湿度传感器检测单元5，并将采集参数上传至上位机组态软件单元1；嵌入式单片机控制单元3还连接驱动执行单元4；供电单元6为系统提供电源。

[0018] 在本实施例中，嵌入式单片机控制器单元3通过RTU协议与上位机组态软件单元1进行通信传递；上位机组态软件单元1与嵌入式单片机控制器单元3之间通过具有抗干扰性能的双绞线通信电缆2进行连接，进而保证数据传输的准确性。

[0019] 在本实施例中，嵌入式单片机控制器单元3选用STC12系列单片机。该系列单片机具有双串口、度哦模拟量和数字量通道保证参数控制留有扩展裕量，并且该系列单片机性能可靠稳定，性价比高。

[0020] 在本实施例中，驱动执行单元4包括驱动执行器41，以及其所连接的加热器42、水泵43和风机44，驱动执行器41连接嵌入式单片机控制器单元3。驱动执行器41为可控硅驱动电路。可控硅驱动电路能保证控制的平滑稳定性和设备使用的寿命；风机44和加热器42采用分布式安装保证温湿度控制的时效性，减少滞后性；水泵43有两种选择，喷淋式和蒸发式，保证系统选择性和通用性，便于产品大面积推广。

[0021] 在本实施例中，温湿度传感器检测单元5为分布式安装的数字式一体温湿度传感器。选用数字式温湿度传感器相对比模拟式传感器在保证采集精度的同时，更加的经济、便于安装。

[0022] 在本实施例中，所述的上位机组态软件单元1连接并嵌入式单片机控制器单元3，所述的嵌入式单片机控制器单元3与驱动执行器41连接。温湿度传感器检测单元采集数据5与嵌入式单片机控制器单元3连接。驱动执行单元4的风机44、水泵43、加热器42分别与驱动执行器41连接；温湿度传感器检测单元5与驱动执行单元4设置在大棚或储藏室的壳体7内。

[0023] 实施例2如图1和2所示，本发明提供的一种基于组态软件的温湿度控制系统，包括上位机组态软件单元1、嵌入式单片机控制器单元3、温湿度传感器检测单元5、驱动执行单元4和供电单元6，上位机组态软件单元3通过通信电缆2与嵌入式单片机控制器单元3通信，嵌入式单片机控制器单元3连接温湿度传感器检测单元5，并将采集参数上传至上位机组态软件单元2；
嵌入式单片机控制单元3还连接驱动执行单元4；供电单元6为系统提供电源。

[0024] 在本实施例中，上位机组态软件单元1包括登陆界面、现场主界面、数据库界面、温湿度设置界面、动态曲线界面、报警数据界面组成，其中：登陆界面设有权限，用于保证整个系统的安全性，仅有操作人员可以登陆设置相关参数，观看现场情况；
现场主界面用于模拟种植大棚现场，可以动态模拟种植作物生长环境或存储室环境实现动态化监控；
数据库界面用于实现现场所有传感器当前参数的显示和历史数据的查询；
温湿度设置界面用于提供不同作物或储藏室温室度参数的设置；
动态曲线界面用于提供不同作物生长状态曲线，及当前作物生长趋势曲线；
报警界面用于实时显示当前参数报警情况，并提供一个月内报警数据查询在使用时，通过以下步骤进行温湿度的控制：
（1）进行上位机组态软件单元1的系统初始化；
（2）通过温湿度传感器检测单元5采集现场温湿度信息，并将数据信息传输给嵌入式单片机控制器单元3；
（3）嵌入式单片机控制器单元3将处理好的信号传输给上位机组态软件单元1，根据采集数据与设置好的参数值进行比较，上位机组态软件单元1进行实时显示并将处理命令发送给嵌入式单片机控制器单元1；
（4）当温湿度与设定值相符时，驱动执行单元不发生动作，进入步骤（5）；当温湿度与设定值不相符时，嵌入式单片机控制器单元3启动驱动执行单元4，再进入步骤（5）；
（5）嵌入式单片机控制单元3将处理结果与上位机组态软件单元1进行通信，再返回步骤（2）循环进行温湿度监测。

[0025] 本方案通过传感器进行现场温湿度信息采集，并将数据信息传输给嵌入式单片机控制器单元3，再将处理好的信号传输给上位机组态软件单元1，完成实时显示并将处理命令发送给嵌入式控制器单元3，嵌入式单片机控制器单元3控制驱动执行单元4动作，实现环境温湿度的调节控制。本方案具有结构简单、使用方便、构思巧妙等特点。其中，基于组态软件的上位机服务器，可以实现自动控制，对于不同作物只需设定好生长所需的温湿度，即可实现长时间的自动控制；本系统可以实现远程监控，不需要到现场即可通过网络实时查看现场动态温湿度参数，并进行修改；可以根据不同作物不同时期设置生长所需最佳温湿度，提高作物的产量，大大降低生产成本；可以根据不同物品存储温湿度不同，设置最佳存储温湿度，延长物品存储周期。

[0026] 上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。