專利名稱：太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能光伏電源日光溫濕大棚，特別是涉及太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，雖然我國日光溫濕已進入鞏固、完善、提高、再發(fā)展的較成熟階段，但是由于我國日光溫濕發(fā)展較晚，大多數(shù)是在參考借鑒國外技術(shù)的基礎(chǔ)上自行研發(fā)的，在設(shè)備配套能力、機械化和自動化控制程度及管理等方面的科技含量與技術(shù)水平還存在一定的差距， 難以最大限度地發(fā)揮日光溫濕的技術(shù)特點，也無法實現(xiàn)日光溫濕生產(chǎn)的經(jīng)濟效益最大化。 隨著社會的進步和科學技術(shù)的發(fā)展，我國日光溫室的發(fā)展將向著節(jié)能化、專業(yè)化方向發(fā)展， 形成高科技、機械化、自動化、智能化、規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的工廠型農(nóng)業(yè)，為社會提供更加豐富的無污染、安全、優(yōu)質(zhì)的綠色健康食品。在現(xiàn)有技術(shù)中，日光溫室用電普遍采用電網(wǎng)供電，而對于缺乏煤、電能源的偏遠地區(qū)，日光溫室的用電已成為最大問題；日光溫室的保溫被大多采用人工進行卷、放作業(yè)，雖然也有前置下推式和后置上拉式卷簾機專利，但是也存在很大的缺限與不足，前置下推式卷簾機缺點是在停電時，手動卷放保溫被非常困難，且卷簾重量比較輕，后置上拉式卷簾機缺陷是卷簾繩較多，且卷簾繩排列比較凌亂，安全性較差；日光溫濕加溫、通風、灌溉等過程的能耗大，造成運行成本偏高；環(huán)境調(diào)控水平相對落后，結(jié)構(gòu)與設(shè)備比較簡陋，對光、溫、濕、 氣等的調(diào)控能力差，從而影響作物的品質(zhì)與產(chǎn)量；日光溫濕防盜性差，也缺乏與我國北方相適應(yīng)的日光溫濕優(yōu)化監(jiān)控軟件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷和不足，開發(fā)了一種太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，并對監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的多任務(wù)調(diào)度機制和數(shù)據(jù)通信的安全性作了較詳細的研究；實現(xiàn)了用戶對太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控作業(yè)的集中管理和對各個太陽能光伏電源日光溫濕大棚分散控制，從而有效克服了背景技術(shù)所述存在的一系列問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是所述的一種太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，包括有監(jiān)控機(1)，監(jiān)控機(1)通過現(xiàn)場總線與通訊模塊( 相連，通訊模塊⑵與PLC模塊(3)相連，卷簾機⑷與PLC模塊(3)相連，大棚圖像攝影儀(6)通過視頻采集卡(7)與監(jiān)控機(1)相連，太陽能光伏電源系統(tǒng)(8)通過控制箱( 與監(jiān)控機(1)、 卷簾機⑷相連，紅外線感應(yīng)開關(guān)(9)、(10)與PLC模塊(3)相連，溫濕度傳感器(11)、加熱器(12)、通風機(13)、水泵(14)與PLC模塊(3)相連，LED燈(1 與太陽能光伏電源系統(tǒng)(8)相連。所述的監(jiān)控機(1)為PC機或工控機。通訊模塊(2)型號為EM 277，通訊模塊(2) 為單個或多個，每個通訊模塊( 通過RS-485數(shù)據(jù)通訊線與一個PLC模塊C3)對應(yīng)相連接，設(shè)置在控制箱(5)內(nèi)。PLC模塊C3)型號為S7-200，PLC模塊( 為單個或多個，設(shè)置在控制箱(5)內(nèi)。卷簾機(4)包括電動機(4-1)，電動機與第二級擺線針輪減速裝置 (4-2)相連，第二級擺線針輪減速裝置(4- 的動力輸出軸與第三級蝸輪蝸桿機構(gòu)(4-3)相連，在第二級的蝸輪和第三級的蝸桿之間加有雙滑環(huán)牙嵌電磁離合器G-4)，第三級蝸輪蝸桿機構(gòu)(4- 通過調(diào)節(jié)螺桿(4- 與主動軸(4-6)相連，主動軸(4-6)通過鋼絲繩(4-7) 與從動軸(4-8)相連，輔助開關(guān)(4-9)與第三級蝸輪蝸桿機構(gòu)(4-3)相連。控制箱(5)由不銹鋼板制成，包括斷路器(5-1)、交流接觸器(5-2)、中間繼電器(5-3)、電阻(5-4)、加熱器(5-5)、旋轉(zhuǎn)按鈕(5-6)、按鈕(5-7)、輔助開關(guān)(5-8)、接線端子(5_9)、手柄(5_10)、鑰匙 (5-11)。太陽能光伏電源系統(tǒng)⑶包括多晶硅太陽能電池組件(8-1)、鉛酸蓄電池(8-2)、并聯(lián)型充電控制器(8-3)、正弦波逆變器(8-4)，鉛酸蓄電池(8-2)、并聯(lián)型充電控制器(8-3)、 正弦波逆變器(8-4)分別安裝在太陽能光伏電源機箱(8-5)內(nèi)。紅外線感應(yīng)開關(guān)(9)、(10) 分別設(shè)置在日光溫濕大棚屋面一側(cè)的頂部和底部。溫濕度傳感器(11)為集溫度和濕度檢測為一體的數(shù)字式傳感器，設(shè)置在日光溫濕大棚的內(nèi)墻壁上。加熱器(1 設(shè)置在日光溫濕大棚的內(nèi)兩側(cè)墻壁上。通風機(1 設(shè)置在日光溫濕大棚的內(nèi)兩側(cè)墻壁窗上。水泵(14)設(shè)置在日光溫濕大棚附近的水井里，以供日光溫濕大棚用水，LED燈(1 設(shè)置在日光溫濕大棚內(nèi)橫梁上，與太陽能發(fā)電系統(tǒng)⑶相連。本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是所述的太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，其改變了日光溫濕大棚傳統(tǒng)以來電網(wǎng)供電的模式，改用太陽能光伏電源供電； 卷簾機的電動機為整流子電動機，機械減速系統(tǒng)包括擺線針輪、蝸桿、蝸輪及輸出轉(zhuǎn)軸由電氣控制系統(tǒng)控制電動機，電動機首先通過擺線針輪傳遞給第二和第三級蝸輪蝸桿減速。在第二級的蝸輪和第三級的蝸桿之間加有雙滑環(huán)牙嵌電磁離合器，從而解決了由電機慣性引起的保溫被卷軸過位問題。第三級減速蝸桿端部裝手動搖柄進行手動操作，手動搖柄插入機構(gòu)時，切斷電源，保證安全；監(jiān)控機、溫濕度傳感器、加熱器、通風機、大棚圖像攝影儀等設(shè)備及監(jiān)控軟件解決了日光溫濕對光、溫、濕、氣等的有效調(diào)控，也增加了日光溫濕的安全性， 使日光溫室向著節(jié)能化、專業(yè)化、高科化、機械化、自動化、智能化、規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的工廠型農(nóng)業(yè)發(fā)展。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)硬件控制結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的自動卷簾機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的控制箱(5)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的太陽能光伏電源系統(tǒng)(8)原理圖。
具體實施例方式結(jié)合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述實施例1，見圖1、2、3、4，所述的太陽能光伏電源日光溫濕大棚，特別是涉及太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)。包括有監(jiān)控機(1)，監(jiān)控機(1)通過現(xiàn)場總線與通訊模塊⑵相連，通訊模塊⑵與PLC模塊(3)相連，自動卷簾機⑷與PLC模塊(3)相連， 大棚圖像攝影儀(6)通過視頻采集卡(7)與監(jiān)控機(1)相連，太陽能發(fā)電系統(tǒng)(8)通過控制箱(5)與監(jiān)控機(1)、自動卷簾機(4)相連，紅外線感應(yīng)開關(guān)(9)、(10)與PLC模塊(3)相連，溫度傳感器(11)、加熱器(12)、通風機(13)、水泵(14)與PLC模塊(3)相連，LED燈 (15)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)⑶相連。所述監(jiān)控機⑴為PC機或工控機；通訊模塊(2)型號為EM 277，通訊模塊⑵為單個或多個，每個通訊模塊(2)通過RS-485數(shù)據(jù)通訊線與一個PLC模塊( 對應(yīng)相連接， 設(shè)置在控制箱(5)內(nèi)，PLC模塊C3)型號為S7-200，PLC模塊( 為單個或多個，設(shè)置在控制箱(5)內(nèi)；自動卷簾機(4)包括電動機G-1)，電動機與第二級擺線針輪減速裝置 (4-2)相連，第二級擺線針輪減速裝置(4- 的動力輸出軸與第三級蝸輪蝸桿機構(gòu)(4-3)相連，在第二級的蝸輪和第三級的蝸桿之間加有雙滑環(huán)牙嵌電磁離合器G-4)，第三級蝸輪蝸桿機構(gòu)(4- 通過調(diào)節(jié)螺桿(4- 與主動軸(4-6)相連，主動軸(4-6)通過綱絲繩(4-7) 與從動軸(4-8)相連，輔助開關(guān)(4-9)與第三級蝸輪蝸桿機構(gòu)(4- 相連；控制箱(5)由不銹鋼板制成，包括斷路器(5-1)、交流接觸器(5-2)、中間繼電器(5-3)、電阻(5-4)、加熱器(5-5)、旋轉(zhuǎn)按鈕(5-6)、按鈕(5-7)、輔助開關(guān)(5-8)、接線端子(5_9)、手柄(5_10)、鑰匙 (5-11)；太陽能光伏電源系統(tǒng)⑶包括多晶硅太陽能電池組件(8-1)、鉛酸蓄電池(8-2)、并聯(lián)型充電控制器(8-3)、正弦波逆變器(8-4)，鉛酸蓄電池(8-2)、并聯(lián)型充電控制器(8-3)、 正弦波逆變器(8-4)分別安裝在太陽能光伏電源機箱(8-5)內(nèi)；紅外線感應(yīng)開關(guān)(9)、(10) 分別設(shè)置在日光溫濕大棚屋面一側(cè)的頂部和底部；溫濕度傳感器(11)為集溫度和濕度檢測為一體的數(shù)字式傳感器，設(shè)置在日光溫濕大棚的內(nèi)墻壁上；加熱器(1 設(shè)置在日光溫濕大棚的內(nèi)兩側(cè)墻壁上；通風機(13)設(shè)置在日光溫濕大棚的內(nèi)兩側(cè)墻壁窗上；水泵(14)設(shè)置在日光溫濕大棚附近的水井里，以供日光溫濕大棚用水；LED燈(1 為白色直流燈具，設(shè)置在日光濕溫大棚內(nèi)橫梁上，與太陽能光伏電源系統(tǒng)⑶相連，以供日光溫濕大棚內(nèi)部照明用。所述的太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，在實施時，太陽能光伏電源系統(tǒng)提供給日光溫濕大棚所有用電，包括監(jiān)控機電源、棚內(nèi)照明、棚內(nèi)加熱與通風、大棚灌溉、保溫被的卷放作業(yè)、控制箱操作等用電。一臺監(jiān)控機可以監(jiān)控32個日光濕濕大棚，日光溫濕大棚的保溫被靠卷簾機白天卷起，晚上放下，如果太陽能光伏電源系統(tǒng)無法正常為大棚提供電源，或控制箱出現(xiàn)異常情況，則大棚的保濕被通過手柄人工操作進行卷、放作業(yè)。棚內(nèi)的溫濕度由溫濕度傳感器來檢測，然后傳給PLC，再由PLC上傳給監(jiān)控機，根據(jù)棚內(nèi)的溫濕度由PLC自動控制通風機或加熱器。太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)是基于日光溫濕整個操作過程開發(fā)的一個系統(tǒng)，其每個日光溫濕大棚的各種信息，如卷簾機的位置、日光溫濕內(nèi)部溫濕度狀態(tài)、作業(yè)大棚號獲取、日光溫濕大棚頂部及周邊狀態(tài)、卷簾機到位狀態(tài)等信息，都可以在監(jiān)控機中明確的位置上表示出來。上位機監(jiān)控系統(tǒng)通過對要操作的大棚號、相應(yīng)大棚的卷簾機位置、相關(guān)作業(yè)申請指令及棚頂圖像采集的信息，確認判斷是否滿足操作條件，如果現(xiàn)場作業(yè)情況滿足操作條件時，上位機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出相關(guān)作業(yè)指令，PLC控制卷簾機對保溫被進行卷放作業(yè)和其他作業(yè)。
權(quán)利要求
1.太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控機(1)、通訊模塊O)、PLC模塊(3)、卷簾機0)、控制箱(5)、大棚圖像攝影儀(6)、視頻采集卡(7)、太陽能光伏電源系統(tǒng)(8)、紅外線感應(yīng)開關(guān)(9)、(10)， 監(jiān)控機⑴通過現(xiàn)場總線與通訊模塊⑵相連，通訊模塊⑵與PLC模塊(3)相連，卷簾機 (4)與PLC模塊(3)相連，大棚圖像攝影儀(6)通過視頻采集卡(7)與監(jiān)控機⑴相連，太陽能光伏電源系統(tǒng)⑶與控制箱(5)、監(jiān)控機(1)、卷簾機⑷相連，紅外線感應(yīng)開關(guān)(9)、 (10)與PLC模塊(3)相連，溫濕度傳感器(11)、加熱器(12)、通風機(13)、水泵(14)設(shè)置于日光溫濕大棚內(nèi)，與PLC模塊C3)相連，LED燈(1 設(shè)置在日光溫濕大棚內(nèi)部與太陽能發(fā)電系統(tǒng)⑶相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的監(jiān)控機⑴為PC機或工控機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的通訊模塊(2)型號為EM 277，通訊模塊(2)為單個或多個，每個通訊模塊(2)通過RS-485 數(shù)據(jù)通訊線與一個PLC模塊C3)對應(yīng)相連接，設(shè)置在控制箱(5)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的 PLC模塊C3)型號為S7-200，PLC模塊( 為單個或多個，設(shè)置在控制箱(5)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的卷簾機(4)包括電動機G-1)，電動機與第二級擺線針輪減速裝置(4- 相連，第二級擺線針輪減速裝置G-2)的動力輸出軸與第三級蝸輪蝸桿機構(gòu)(4- 相連，在第二級的蝸輪和第三級的蝸桿之間加有雙滑環(huán)牙嵌電磁離合器G-4)，第三級蝸輪蝸桿機構(gòu)(4-3) 通過調(diào)節(jié)螺桿(4- 與主動軸(4-6)相連，主動軸(4-6)通過綱絲繩(4-7)與從動軸(4_8) 相連，輔助開關(guān)(4-9)與第三級蝸輪蝸桿機構(gòu)(4-3)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的控制箱(5)由不銹鋼板制成，包括斷路器(5-1)、交流接觸器(5-2)、中間繼電器(5-3)、電阻(5-4)、加熱器(5-5)、旋轉(zhuǎn)按鈕(5-6)、按鈕(5-7)、輔助開關(guān)(5-8)、接線端子(5-9)、手柄(5-10)、鑰匙(5-11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述的太陽能光伏電源系統(tǒng)⑶包括多晶硅太陽能電池組件(8-1)、鉛酸蓄電池(8-2)、并聯(lián)型充電控制器(8-3)、正弦波逆變器(8-4)，鉛酸蓄電池(8-2)、并聯(lián)型充電控制器(8-3)、正弦波逆變器(8-4)分別安裝在太陽能光伏電源機箱(8-5)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是紅外線感應(yīng)開關(guān)(9)、(10)分別設(shè)置在日光溫濕大棚屋面一側(cè)的頂部和底部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是溫濕度傳感器(11)是集溫度和濕度檢測為一體的數(shù)字式傳感器，設(shè)置在日光溫濕大棚的內(nèi)墻壁上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是加熱器 (12)、通風機(13)、LED燈(15)設(shè)置在日光溫濕大棚的內(nèi)兩側(cè)墻壁上。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能光伏電源日光溫濕大棚，特別是涉及太陽能光伏電源日光溫濕大棚監(jiān)控系統(tǒng)。包括有監(jiān)控機(1)，監(jiān)控機(1)通過現(xiàn)場總線與通訊模塊(2)相連，通訊模塊(2)與PLC模塊(3)相連，卷簾機(4)與PLC模塊(3)相連，大棚圖像攝影儀(6)通過視頻采集卡(7)與監(jiān)控機(1)相連，太陽能光伏電源系統(tǒng)(8)通過控制箱(5)與監(jiān)控機(1)、卷簾機(4)相連，紅外線感應(yīng)開關(guān)(9)、(10)與PLC模塊(3)相連，溫濕度傳感器(11)、加熱器(12)、通風機(13)、水泵(14)與PLC模塊(3)相連，LED燈(15)與太陽能光伏電源系統(tǒng)(8)相連，該系統(tǒng)具有節(jié)能環(huán)保、自動監(jiān)控、工作效率高、安全、可靠等技術(shù)特點。
文檔編號G05D27/02GK102498983SQ20111029128
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者李德倉 申請人:李德倉