[发明专利]一种应用于智慧农业的远程闭环设备控制模块及控制方法

说明书

本发明公开一种应用于智慧农业的远程闭环设备控制模块及控制方法。控制模块包括控制模式选择单元、本地设备控制单元、远程通信单元、设备控制输出单元、设备运行状态反馈单元、MCU主控单元和电源转换单元；控制模式选择单元实现本地、远程控制模式的选择，当为本地控制模式时，利用本地设备控制单元实现设备的本地控制信号接入，当为远程控制模式时，利用远程通信单元实现设备的远程控制信号接入；设备控制输出单元输出设备控制状态信号；设备运行状态反馈单元采集设备的运行状态；MCU主控单元实现以上各单元的驱动；电源转换单元为各个单元提供电压及功率。本发明的远程闭环设备控制模块功能完善，集成度高，设备控制灵活，适用范围广。

技术领域

本发明涉及智慧农业系统中的设备控制领域，尤其涉及一种智慧农业远程闭环设备控制模块。

背景技术

目前，基于物联网技术的智慧农业不断发展，对智慧农业大棚中的设备控制要求做到远程控制。

部分农业大棚的前期建设没有考虑到智慧农业的应用，大棚设备的控制都是通过现场手动控制。如果进行自动化和物联网的改造，则需要额外增加自动控制柜，包括通用设备控制模块、网络传输模块、电气元件及大量与手动控制柜交互的布线来完成，这不仅增加了系统的复杂性，提高了系统成本，降低了系统的可靠性和可维护性，且只实现了设备的开环控制。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种应用在智慧农业上的远程闭环设备控制模块，该模块使得无论改造旧控制柜还是设计新控制柜时都能减少电气元件、不用并联布线，只用一个模块实现设备的远程闭环控制。本发明还提供了一种利用该控制模块的控制方法。

本发明控制模块采用的技术方案为：

一种应用于智慧农业的远程闭环设备控制模块，包括：控制模式选择单元，接收控制模式选择开关的输入信号，用于本地控制模式和远程控制模式的切换；本地设备控制单元，接收本地设备控制开关的输入信号，用于本地设备控制；远程通信单元，用于MCU主控单元与远程服务器之间的通信；设备控制输出单元，根据MCU主控单元输出的设备控制信号，控制设备的电气驱动元件；设备运行状态反馈单元，将设备控制链路中最后一级电气驱动元件的运行状态反馈给MCU主控单元；MCU主控单元，与所述控制模式选择单元、本地设备控制单元、远程通信单元、设备控制输出单元和设备运行状态反馈单元连接；电源转换单元，将外部输入电源转换成上述各个单元正常工作需要的电压，并为上述各个单元提供充足的功率。

进一步地，所述远程通信单元包括无线通信子单元和有线通信子单元，所述无线通信子单元与所述MCU主控单元连接，通过无线通信接口实现与远程服务器的通信；所述有线远程通信子单元与所述MCU主控单元连接，通过有线的通信接口实现与远程服务器的通信。

进一步地，所述无线通信子单元为ZigBee、LoRa、SmartMesh IP、BLE、WIFI、Sigfox、GSM/GPRS、4G LTE或NB-IoT中的任一种；所述无线通信子单元通过局域无线网络和网关与远程服务器连接，或者通过广域无线网络直接与远程服务器连接。

进一步地，所述有线通信子单元为RS485、RS232、CAN或Ethernet中的任一种。

所述控制模式选择单元、本地设备控制单元、设备控制输出单元和设备运行状态反馈单元均设有信号隔离器，信号隔离的方式为光电隔离、磁耦隔离或继电器隔离中的任一种。

所述控制模块控制的设备为电动卷膜器、水泵、电磁阀、电动遮阳帘、电动顶窗、风机、风扇、补光灯、电动水帘、加热器、加湿器、除湿器、增氧机、水肥一体化设备或空调中的至少一种。

所述设备运行状态反馈单元的反馈形式为接触器辅助触点反馈、变频器数字输出反馈、电压互感器电路反馈或电流互感器电路反馈中的任一种。

所述电源转换单元的电压输入为220VAC、24VDC或12VDC中的任一种。