[发明专利]一种物联网农业大棚温度控制装置与方法

说明书

本发明涉及室内温度控制技术领域，尤其涉及一种物联网农业大棚温度控制装置与方法。本发明提供一种物联网农业大棚温度控制装置与方法，其物联网温室大棚监控系统具有四层结构，包括感知层、执行层、网络层和应用层。感知层包括数字式温度传感器；执行层包括执行设备和控制器，通过控制器接受指令控制执行设备；执行设备包括有通风窗、冷风机、加热器和热风机。根据自动控制原理为理论基础，应用无线传感器、汇聚节点和总控制站点构建区域网络和数据集中处理子系统并与执行设备组成内循环控制系统。

技术领域

本发明涉及室内温度控制技术领域，尤其涉及一种物联网农业大棚温度控制装置与方法。

背景技术

农业大棚是基于日光温室效应发展壮大的，在影响蔬菜生长发育的环境条件下，以温度最为敏感，是温室中最重要的被测、被控参数。而农业大棚作为半开放，半封闭的系统，与外界环境直接进行空气循环，外界的温度、光照、风速等对大棚内部的温度有直接的影响。仅依靠手动调控，或者简单的功能控制难以达到将大棚内的环境保持在最佳状态；其次，简单的功能调控方式具有一定的滞后性，而且需要大幅度地进行温度调整，不仅能耗较高，还不利于植物的生长。

为进一步减轻农民工作量，降低农业生产成本，农业大棚远程监控系统已成为当前研究和应用热点之一，温室环境监测和调控也作为温室生产关键技术，也向与物联网相结合的方向发展，为此是本领域人员所急需解决的技术问题。

发明内容

为了克服温室环境监测不够准确以及调控滞后性的缺点，要解决的技术问题：提供一种物联网农业大棚温度控制装置与方法。

技术方案是：一种物联网农业大棚温度控制装置与方法，物联网温室大棚监控系统具有四层结构，包括感知层、执行层、网络层和应用层。

进一步地，感知层包括数字式温度传感器，在此选用DS18B20温度传感器，内含微处理单元，可进行简单地编程实现9-12位的数字值转换输出；多只数字式温度传感器分布于各方位同时监测温度；

进一步地，执行层包括执行设备和控制器，通过控制器接受指令控制执行设备；执行设备包括有通风窗、冷风机、加热器和热风机；

控制器基于以下步骤：

1）如果被检测的温度高于设定值，控制器就会发出相应的指令控制开启通风窗和冷风机；如果测量值与设定值相等，则关闭通风窗和冷风机；

2）如果测量值低于设定值，则打开加热器和热风机对温室进行加温。此外，通过光照、温度和二氧化碳浓度的测定与调节达到适应不同植物生长的需求，从而广泛应用于实际中，提高农作物产量；

进一步地，网络层包括物联网网关设备和互联网通信设备，

物联网网关设备是以ZigBee无线网络技术搭建的数字式传感网络结构，包括有若干传感器、若干控制器、若干汇聚节点和一个环境控制站点；汇聚节点分别连接传感器与控制器，收发监测数据并传输控制指令；环境控制站点连接汇聚节点，汇总各方位采集的数据信息集中处理与控制，并通过互联网通信设备将现场实时数据传输到云端服务器上；

互联网通信设备是以GSM/4G等无线网络技术，结合ineter网络协议组建的远程网络传输设备，用于环境控制站点、云端服务器和用户终端之间的互联互通；

进一步地，应用层包括云端服务器和用户终端；云端服务器与互联网连通入网，并进行数据存储、分析和处理操作；用户终端接收现场实时信息以及实现数据可视化等功能。

进一步地，环境控制站点设有内循环程序和外循环程序；内循环程序根据搭建的数字式传感网络，汇总各方位采集的数据信息集中处理与调控；外循环程序接入互联网，并从云端服务器中获取未来七日的天气预报，与历史相应模型匹配得出最佳近似数据并作为下一阶段室内预设温度范围值，然后进入内循环程序运行模式。

内循环程序如下：