[发明专利]一种蔬菜大棚监测控制系统及方法

权利要求书

1.一种蔬菜大棚监测控制系统，其特征在于，包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器，单片机，声光报警器，二氧化碳发生装置，喷淋装置，光照调节装置，风机，卷帘机；

所述温度传感器，包括室内温度传感器，设置于大棚内的中部位置，监测大棚内的空气环境温度，室内温度传感器连接单片机；

所述湿度传感器，包括空气湿度传感器，设置于大棚内的中部位置，监测大棚内的空气环境湿度，空气湿度传感器连接单片机；

所述湿度传感器，包括土壤湿度传感器，设置于大棚内的土壤中，监测土壤的湿度，土壤湿度传感器连接单片机；

所述二氧化碳传感器，设置于大棚内的中部位置，监测大棚内空气中的二氧化碳含量，二氧化碳传感器连接单片机；

所述光照传感器，设置于大棚内的中部位置，监测大棚内光照的强度，光照传感器连接单片机；

所述声光报警器，连接单片机，单片机传输信号给声光报警器；

所述二氧化碳发生装置，包括装有液化二氧化碳的气瓶，放置在大棚内；气瓶瓶口处设置有减压阀门，通过减压阀门控制二氧化碳气体定压力释放；减压阀后设置有电磁阀，电磁阀控制二氧化碳气瓶的开关；所述二氧化碳发生装置还设置有继电器，单片机连接继电器，通过继电器控制气瓶的电磁阀的开关；

所述喷淋装置，设置在大棚内蔬菜上方，包括水管，雾化喷头，电磁阀；水管沿大棚径向排列，雾化喷头分布在水管上，水管内的水经雾化喷头后呈雾状喷出；水管上设置有电磁阀，控制水管的开关；所述喷淋装置还设置有继电器，单片机连接继电器，通过继电器控制喷淋装置的电磁阀的开关；

所述风机，连接单片机，由单片机控制运行，设置在大棚的侧面上部；

所述卷帘机，为电动卷帘机，包括电机，电机连接单片机，由单片机控制运行，用于控制大棚外保温设备的铺盖和打开；

所述光照调节装置，包括遮阳网和补光灯；

所述遮阳网为电动遮阳网，覆盖在大棚外表面，包括电机，通过电机控制遮阳网的收和盖；电机连接单片机，由单片机控制运行；

所述补光灯，设置在大棚内的顶部，单片机连接补光灯，并控制补光灯的开关。

2.根据权利要求1所述的蔬菜大棚监测控制系统，其特征在于，还包括风速传感器，设置于大棚外，监测大棚外的风速，风速传感器连接单片机；所述温度传感器，还包括室外温度传感器，设置于大棚外，监测大棚外的环境温度，室外温度传感器连接单片机。

3.根据权利要求1所述的蔬菜大棚监测控制系统，其特征在于，所述雾化喷头采用自动旋转喷头；所述喷淋装置的水管连接药桶，药桶内放置有给植物喷洒的农药；所述卷帘机还设置有限位开关，控制卷帘机的行程。

4.根据权利要求1至3任一项所述的蔬菜大棚监测控制系统，其特征在于，还包括串行接口和PC机，单片机通过串行接口与PC机通讯。

5.一种蔬菜大棚监测控制方法，其特征在于，包括以下过程：

S1，传感器监测信号，并将模拟信号转换为数字信号，传输给单片机；所述传感器包括室外温度传感器、室内温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器；

S2，单片机通过比较传感器参数与设定值，超出设定的范围，则触发声光报警；

S3，单片机通过PID控制程序，控制二氧化碳发生装置、喷淋装置、风机、卷帘机和光照调节装置，调节蔬菜大棚内的环境，使各传感器参数处于设定的范围内，并接近设定值。

6.根据权利要求5所述的蔬菜大棚监测控制方法，其特征在于，所述过程S2，若有任一项传感器参数超出设定的范围，则声光报警器会报警。

7.根据权利要求5所述的蔬菜大棚监测控制方法，其特征在于，所述过程S3，PID控制程序由比例单元、积分单元和微分单元组成，其输入e(t)与输出u(t)的关系为：

其中kp为比例增益，TI为积分时间常数，TD为微分时间常数，u(t)为控制量，e(t)为被控量与设定值的偏差。