[发明专利]基于现场总线和3G网络的温室群体环境远程监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及温室环境远程监控技术领域，特别是一种基于现场总线和3G网络的温室群体环境远程监控系统。 

背景技术

现有的温室大温室较为封闭，控制功能单一，自动化水平低、植物的生长环境状态数据监测记录方法落后如环境温度湿度，光照，CO2浓度等。仅仅依靠人工管理会出现调节不及时、不准确等问题，不仅影响植物的正常生长，同时也会造成人力资源的浪费。 

此外传统的监控只能达到短距离的现场监控，难以满足现代居民生活的多变性。现有的植物补光单元不太科学，在节能方面有所不足。在大规模的温室栽培系统中，现场实时数据和状态的监控显的尤为重要。 

大规模的群体式温室大温室的管理有着以下的要求：群体式大温室是由若干个温室体组合而成，因此，对各个大温室之间的数据通信有着实时性和准确性的要求。在单体大温室中各个控制对象和环境因子采集传感器并不是集中的，所以在设备的分布上要将实用与经济相平衡。在植物光照中要解决光照时间长度不足等问题，尤其是冬季的北方地区，自然光照时间较短，所以科学的为植物补光显得尤为重要。为满足现代居民出行多样化，必须提供一个高效的远程监控系统，才能让温室大温室得到实时的监控，避免一些调控不及时造成的损失。 

发明内容

现有覆盖广泛的3G网络技术为农业现场的网络或提供了非常大的帮助，该网络不仅传输速率高、单位时间传输的数据量大而且通信稳定。比以往的2G网络有了全面的提升。满足了现代大规模农业远程监控的要求。为发展现代化科技农业奠定了基础。因此，将现场总线应用到该场合是非常合适的，同时采用科学的补光技术对植物的生长有着很大的帮助，再加上3G网络技术的应用恰到好处的为现代居民提供了便利。 

本发明的要解决的技术问题为：利用3G网络技术和现场总线技术，实现对温室环境的远程监控，以解决温室管理中信息传输速度慢、数据量小、难以统筹管理的弱点，同时实现在对温室环境中各环境参数的监测，并适时进行调整，为温室中的植物生长提供环境保障。 

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：基于现场总线和3G网络的温室群体环境远程监控系统，包括通过3G网络和internet网络相连的远程监控上位机和现场控制模块，现场控制模块包括现场监控上位机、总网控制器，以及分别设置于各温室环境中的远程设备控制器、远程I/O控制器、现场环境因子采集单元和现场环境因子平衡单元； 

上述现场环境因子采集单元包括连接相应温室环境中远程设备控制器的温度传感器、湿度传感器、CO2浓度传感器、风速传感器和光照度传感器； 

上述现场环境因子平衡单元包括连接相应温室环境中远程I/O控制器或者远程设备控制器的加温器、加湿器、CO2发生器、通风机、植物补光单元、遮阳网； 

现场监控上位机连接总网控制器，总网控制器连接有3G模块，以通过3G网络和internet网络连接远程监控上位机；

各温室环境中的远程设备控制器和远程I/O控制器通过CC Link网络连接总网控制器。

各现场环境因子采集单元、现场环境因子平衡单元、远程设备控制器和远程I/O控制器分别组成一个温室大温室站点；各个温室大温室站点通过CCLINK现场总线链接，链接至总网控制器组成一个网络后，各个站点之间都可进行数据交换。现场环境因子采集单元中的传感器采集温室内的环境信息后，由远程设备控制器进行计算处理，处理后通过现场环境因子平衡单元来改善温室内的环境。在远程设备控制器计算处理的同时，总网控制器也对各温室站点进行监控，并且将实时数据通过3G网络发送至远程监控上位机，通过远程监控上位机能够实时的监测和控制整个温室大温室群体。现场监控上位机与总网控制器连接后，可利用包含实时数据库、历史数据库、数据报表、报警系统、故障排除系统、决策支持系统的现有组态技术，对现场进行全方位的监控。总网控制器通过3G网络模块将现场数据和状态发送至互联网服务器，远程监控上位机访问指定端口后即可对现场大温室进行远程监控，在远程监控上位机中同时具备现场监控上位机的所有功能。 

进一步的，本发明现场控制模块还包括人机界面模块，人机界面模块连接总网控制器。人机界面与现场监控上位机的数据同步，人机界面可利用现有显示技术，利用动画的形式更直观的显示各温室站点的情况，以及现场环境因子平衡单元中各个执行器的动作。