生态茶园手机智能控制系统技术方案

生态茶园手机智能控制系统，该系统包括信号采集系统、自动控制系统、抽水及喷灌/滴灌系统、物连可视控制系统；信号采集系统由若干传感器组成,自动控制系统由上位机、下位机、智能无线控制器组成;抽水及喷灌/滴灌系统由抽水泵、喷灌管道和施肥管道组成;物连可视控制系统由GSM通讯网、手机、摄像机/摄像头组成。系统具备：①预测性：预测茶树生长环境,及时调控到最佳状态；②智能性：自动实现对控制对象的启停，按程序动作，报警；③远程监控功能：通远程对茶园喷灌和施肥系统进行监控和控制；④完善的资料处理功能：通过中央控制软件，不间断地记录各种传感器的信息以及各种控制记录，对茶园生产技术的研究提供完整的基础资料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过无绳电话机进行控制的系统，尤其涉及通过手机进行遥控的系统，也涉及生态茶园。
技术介绍
近年来，随着科学技术的发展，物连网技术日趋成熟。物连控制成为可能。人们希望通过“无线六遥”，即无线测量、无线信息传送、无线可视或录像、无线对讲、无线程序修改及调整、无线控制，对产业设施实现智能控制。生态环境控制是一项综合性工程，它是当代农业生物学、环境工程、自动控制、计算机网络、物连技术、管理科学等多种技术的综合应用，旨在为农作物创造最佳生长条件，避免四季变化和干旱气候的影响，以达到调节生育期，促进生长发育，防治病虫及提高农作物质量、产量、产值等目的。建立基于计算机、自动化技术和物连技术的智能生态茶园控制系统是防治病虫及提高生态茶叶产品质量、产量、产值等目的农业现代化的一个重要方面。目前，中国专利数据库中涉及智能控制的专利申请件不很多，主要是在智能手机出现后的一些应用技术，深圳市亿思达显示科技有限公司在2012年申请了5件名称均为《一种万能遥控系统》和1件名称为《一种遥控系统》的专利技术专利，申请号分别为201210532206X、2012105322093、2012105322036、2012105321851、2012105321847和2012101887028；另外还有南洋申请的201310081514X号《一种基于摄像头的手机遥控系统》。这些申请的技术方案究竟效果如何尚待验证。迄今为止，尚无用于现代农业的遥控系统的申请件，更未见智能生态茶园控制系统的申请件。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种生态茶园手机智能控制系统，在茶叶生长特性的基础上，利用现代计算机、自动化、传感技术、控制技术、物连技术，实现茶园的自动控制和手机“六遥”控制：即无线测量、无线信息采集与传送、无线可视或录像、无线对讲、无线程序修改及调整、无线控制，对生态茶园实现智能控制。专利技术人提供的生态茶园手机智能控制系统包括4个组成部分，即：信号采集系统、自动控制系统、抽水及喷灌/滴灌系统、物连可视控制系统；信号采集系统由若干传感器组成，各类传感器通过实时检测，分别采集环境温度、湿度、光照度、土壤pH值、养分等有关参数；自动控制系统由上位PC机、PLC可编程控制器、PLC扩展模块、智能无线控制器组成，利用PLC把传感器采集的有关参数转化为数字信号，并把这些数据暂存起来，与给定值进行比较，经一定的控制计算后，给出相应的控制信号，控制喷灌/滴灌系统运行；还可经过串行通信接口将数据传送至上位机，从而完成数据管理、智能决策、历史资料统计分析功能；喷灌/滴灌及施肥系统主要由抽水泵、喷灌管道和施肥管道组成，系统控制抽水泵的开关、喷灌/滴灌管道加压泵的开关、泵房加热及照明开关，进行抽水、喷灌/滴灌及施肥控制；物连可视控制系统由GSM通讯网、手机、摄像机/摄像头组成，手机通过全球的GSM通讯网实现与管理员电话、短信联络，进一步对多个继电器分别实现开关控制和循环控制，通过手机视频或摄像联络管理员，监控茶园喷灌/滴灌硬件设备，随时随地监看茶园各部分控制实施的情况。上述自动控制系统的控制分为现地手动、自动，无线手动3种方式，现地手动方式是在现地由人工按启动按钮启动，按停止按钮停止；自动方式为控制系统根据自动化元件采集的参数根据预先的设定值启动或停止；无线远方手动为人工在全球各地有手机信号的地方，发送短信或拔打控制系统接收器号码启动。上述抽水及喷灌/滴灌系统的泵房由两台抽水泵抽水，施肥加压泵和喷灌管道加压泵根据喷灌系统设置配置自动或手机控制，分别使用自动控制或手机远程控制，实现互为备用自动切换；泵房设加热器，当天气潮湿时或低温时保护电机及控制回路用；照明设置在泵房，晚上启动泵时远方视频用或工作时用。上述物连可视控制系统的摄像机/摄像头须下载相应的软件，与手机相连接，摄像机/摄像头可进行水平360°或垂直120°旋转，且可高清夜视。专利技术人指出：茶树喜欢温暖、潮湿、荫蔽的生长环境，需要适当的温度、水分、光照和土壤条件。具体而言，茶树只能在酸性土壤中才能生长，要求土壤pH值在4-6.5之间，以4.5-5.5最适合；土层深厚对茶树生长有利，底土不能有粘盘层或硬盘层，不然容易积水，一般要求超过80cm；茶树生长最适宜的温度在15℃-30℃度，在35℃度以上的高温及土壤水分不足的条件下，茶树生长就会受到抑制，幼嫩芽叶会灼伤；在10℃度以下，茶树生长缓慢或停止；茶树要求土壤相对持水量为60%-90%，以70%-80%为宜、空气湿度以80%-90%为宜；茶树耐荫，但也需要一定光照，在比较荫蔽、多漫射光条件下，新梢内含物丰富，嫩度好，品质高。本系统的工作原理是利用PLC把传感器采集的有关参数转化为数字信号，并把这些数据暂存起来，与给定值进行比较，经一定的控制计算后，给出相应的控制信号，经过运算放大器组成的信号处理电路换成压平转化器（V/F）需要的电压信号。系统工作时，PLC通过传感器来测量茶园内的相应数据并于设定值比较，如果茶园内的环境超过了设定的范围上下限值，PLC就输出指令，控制接通相应的设备；当茶环境条件在设定范围内，PLC就输出指令，切断设备电源。本专利技术根据外界环境对茶树生长的影响因素，选择生态茶园环境条件的信号采集系统、智能控制系统、抽水及喷灌/滴灌系统、物连可视远程控制系统4部分组成智能控制系统。具备以下性能：①预测性：通过对茶园气候参数的分析，预测茶树的生长环境、及时调控到最佳状态，另外还监控设备的运行情况，提高设备利用率，降低能耗。②智能性：通过农作物生长态势，不定期或定期施肥、喷水、降温，能自动实现对控制对象的启停，按程序动作，报警等，大大提高管理质量和劳动效率。③远程监控功能：即可通过远程对茶园喷灌和施肥系统进行监控和控制，充分提高管理效率和效果。④完善的资料处理功能：通过中央控制软件，不间断地记录各种传感器的信息以及各种控制设备的动作记录，对茶园生产技术的研究提供完整的基础资料。附图说明图1为生态茶园手机智能控制系统组成示意图图2为系统硬件接线示意图图3为硬件接線圖图4为主控制回路示意图图5为现地控制回路示意图图6为无线远程控制现地接收控制示意图图7为无线远程可视回路示意图图8为无线可視拓朴图。具体实施方式实施例：在贵州省正安县瑞溪镇桴焉茶园采用本专利技术”生态茶园的手机智能控制系统”进行试验。桴焉茶园年降雨量基本满足于1300mm左右，温度适宜，易于实施。具体做法是：首先，建立信号采集系统，将采集环境温度、湿度、光照度、土壤pH值、养分等有关参数的各种传感器分别置入茶园的相应部位，并与自动控制系统相连接；建立自动控制系统：将上位PC机、PLC可编程控制器、PLC扩展模块、智能无线控制器按照图2连接，根据茶园特点和开入、开入量的多少，选择西门子S7-200PLC可编程控制器；系统控制的主回路按照图3连接；现地控制回路按照图4连接；无线远程控制回路按照图5连接；无线远程可视控制回路按照图6连接。现地控制由PLC开出继电器KA执行，KA继电器常开接点接通后启动或停止执行元件；无线远程控制过手机电话振铃实现10路继电器的循环控制，通过手机短信实现10路继电器的分别开关控制；当10路无线控制不满足要求时，可采用16控制器或两个10路控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
生态茶园手机智能控制系统，其特征在于该系统包括4个组成部分，即：信号采集系统、自动控制系统、抽水及喷灌/滴灌系统、物连可视控制系统；信号采集系统由若干传感器组成，各类传感器通过实时检测，分别采集环境温度、湿度、光照度、土壤pH值、养分等有关参数；自动控制系统由上位PC机、PLC可编程控制器、PLC扩展模块、智能无线控制器组成，利用PLC把传感器采集的有关参数转化为数字信号，并把这些数据暂存起来，与给定值进行比较，经一定的控制计算后，给出相 应的控制信号，控制喷灌/滴灌系统运行；还可经过串行通信接口将数据传送至上位机，从而完成数据管理、智能决策、历史资料统计分析功能；抽水及喷灌/滴灌系统主要由抽水泵、喷灌管道和施肥管道组成，系统控制抽水泵的开关、喷灌/滴灌管道加压泵的开关、施肥管道加压、泵房加热及照明，进行抽水、喷灌/滴灌及施肥控制；物连可视控制系统由GSM通讯网、手机、摄像机/摄像头组成，手机通过全球的GSM通讯网实现与管理员电话、短信联络，进一步对多个继电器分别实现开关控制和循环控制，通过手机视频或摄像联络管理员，监控茶园喷灌/滴灌硬件设备，随时随地监看茶园各部分控制实施的情况。

【技术特征摘要】
1.生态茶园手机智能控制系统，其特征在于该系统包括4个组成部分，即：信号采集系统、自动控制系统、抽水及喷灌/滴灌系统、物连可视控制系统；信号采集系统由若干传感器组成，各类传感器通过实时检测，分别采集环境温度、湿度、光照度、土壤pH值、养分等有关参数；自动控制系统由上位PC机、PLC可编程控制器、PLC扩展模块、智能无线控制器组成，利用PLC把传感器采集的有关参数转化为数字信号，并把这些数据暂存起来，与给定值进行比较，经一定的控制计算后，给出相应的控制信号，控制喷灌/滴灌系统运行；还可经过串行通信接口将数据传送至上位机，从而完成数据管理、智能决策、历史资料统计分析功能；抽水及喷灌/滴灌系统主要由抽水泵、喷灌管道和施肥管道组成，系统控制抽水泵的开关、喷灌/滴灌管道加压泵的开关、施肥管道加压、泵房加热及照明，进行抽水、喷灌/滴灌及施肥控制；物连可视控制系统由GSM通讯网、手机、摄像机/摄像头组成，手机通过全球的GSM通讯网实现与管理员电话、短信联络，进一步对多个继电器分别实现开关控制和循环控...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱克贤，王英，
申请(专利权)人：朱克贤，
类型：发明
国别省市：贵州;52