基于云计算的农业大棚安全控制系统及控制方法
基于云计算的农业大棚安全控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及设施农业技术领域，尤其是指一种基于云计算的农业大棚安全控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]在我国各地使用大棚种植的技术已经非常普及，大棚种植能更有效的管理各种农作物种植，避免外界恶劣的气候，达到调节产期，促进生长发育、防治病虫害等目的。
[0003]随着大棚技术的大规模应用，配套大棚使用的各种管理设备种类也越来越多，如灌溉系统、施肥系统、通风设备、温湿度探测设备等，这些设备也确实能帮助农业用户对大棚的种植管理。但是目前的大棚种植配套设备也存在一些问题:智能化程度不够一一绝大部分还是需要人工来采集数据、人工启动各种设备，因此种植过程中增加了人工成本；目前多数物联网智能大棚是采用Zigbee无线通讯协议来进行近距离的数据传输，距离短且传输速率低，不能实现远距离传输及监控。
[0004]另外，目前采用的另一种基于云服务器的智能大棚监管系统，虽然可以实现远距离传输及监控，但是，一旦网络通信出现故障，大棚内的操作设备不能及时接收到来自云端的新的指令，就会一直执行网络断开前的最后一个指令而不会自动停止，这样大棚就会处于失控状态，造成农产品的受损。
【发明内容】
[0005]有鉴于上述问题，本发明提供了一种基于云计算的农业大棚安全控制系统，包括:
[0006]设置于大棚内的环境传感器，用于采集大棚内的环境参数；
[0007]设置于大棚内的环境调节器，用于调节大棚内的环境参数；
[0008]设置于大棚内的控制器，与所述环境调节器连接，用于控制所述环境调节器；
[0009]云服务器，与所述控制器以及所述环境传感器连接，用于接收所述环境传感器采集的环境参数，并根据所述环境参数对所述控制器发送相应的控制指令和控制参数；
[0010]设置于大棚内的应急处理单元，与所述控制器连接，包括:用于监测所述控制器与所述云服务器之间的网络通信情况的网络监测器、用于实时备份当前所述控制器接收到的控制参数的数据备份器、以及用于采集大棚内的环境参数并反馈给所述控制器的备用传感器；
[0011]当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，所述控制器从所述数据备份器提取备份的控制参数及从所述备用传感器提取采集的环境参数，通过比对备份的控制参数与采集的环境参数，对所述环境调节器进行相应的控制。
[0012]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统，通过数据备份器实时备份当前控制器接收到的控制参数，当网络监测器监测到控制器与云服务器之间的网络通信断开时，数据备份器向控制器发送备份的控制参数。这样，即使控制器与云服务器之间的网络通信断开，通过数据备份器向控制器发送备份的控制参数，控制器结合该备份的控制参数与备用传感器反馈的环境参数，同样能够使大棚内的环境参数达到网络断开前云服务器发来的最后一个控制参数的要求，实现自动控制的功能而不会处于失控状态，为农业大棚种植技术提供了一种网络故障时的应急工作模式，避免了不必要的损失，也充分利用了云服务器的计算和决策功能。
[0013]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的进一步改进在于:
[0014]所述环境参数包括:温度参数、湿度参数、光照度参数以及⑶2浓度参数中的一种或多种；
[0015]所述环境传感器包括:第一温度传感器、第一湿度传感器、第一光照度传感器以及第一 C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种；
[0016]所述备用传感器包括:第二温度传感器、第二湿度传感器、第二光照度传感器以及第二C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种；
[0017]所述环境调节器包括:空调装置、喷淋装置、通风装置、光照装置以及⑶2发生装置中与所述环境参数相对应的一种或多种。
[0018]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的进一步改进在于，所述控制器为可编程逻辑控制器或单片机。
[0019]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的进一步改进在于，所述应急处理单元设置于所述控制器内部。
[0020]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的进一步改进在于，所述应急处理单元还包括:警报器，与所述网络监测器连接，用于当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，进行警报。
[0021]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的进一步改进在于，大棚的数量为多个，每个大棚内均设有所述环境传感器、所述环境调节器、所述控制器以及所述应急处理单元，所述云服务器分别与每个大棚内的所述控制器以及所述环境传感器连接。
[0022]本发明还提供了一种基于云计算的农业大棚安全控制方法，包括:
[0023]通过设置于大棚内的环境传感器采集大棚内的环境参数，并将所述环境参数发送到云服务器；
[0024]所述云服务器根据所述环境参数对设置于大棚内的控制器发送相应的控制指令和控制参数；
[0025]所述控制器根据所述控制指令和控制参数，控制设置于大棚内的环境调节器来调节大棚内的环境参数；
[0026]在大棚内设置与所述控制器连接的应急处理单元，所述应急处理单元包括网络监测器、数据备份器以及备用传感器；
[0027]通过所述网络监测器监测所述控制器与所述云服务器之间的网络通信情况，通过所述数据备份器实时备份当前所述控制器接收到的控制参数，通过所述备用传感器采集大棚内的环境参数并反馈给所述控制器；
[0028]当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，所述控制器从所述数据备份器提取备份的控制参数及从所述备用传感器提取采集的环境参数，通过比对备份的控制参数与采集的环境参数，对所述环境调节器进行相应的控制。
[0029]本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法，通过数据备份器实时备份当前控制器接收到的控制参数，当网络监测器监测到控制器与云服务器之间的网络通信断开时，数据备份器向控制器发送备份的控制参数。这样，即使控制器与云服务器之间的网络通信断开，通过数据备份器向控制器发送备份的控制参数，控制器结合该备份的控制参数与备用传感器反馈的环境参数，同样能够使大棚内的环境参数达到网络断开前云服务器发来的最后一个控制参数的要求，实现自动控制的功能而不会处于失控状态，为农业大棚种植技术提供了一种网络故障时的应急工作模式，避免了不必要的损失，也充分利用了云服务器的计算和决策功能。
[0030]本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法的进一步改进在于:
[0031]所述环境参数包括:温度参数、湿度参数、光照度参数以及⑶2浓度参数中的一种或多种；
[0032]所述环境传感器包括:第一温度传感器、第一湿度传感器、第一光照度传感器以及第一 C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种；
[0033]所述备用传感器包括:第二温度传感器、第二湿度传感器、第二光照度传感器以及第二C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种；
[0034]所述环境调节器包括:空调装置、喷淋装置、通风装置、光照装置以及⑶2发生装置中与所述环境参数相对应的一种或多种。
[0035]本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法的进一步改进在于，所述应急处理单元还包括:与所述网络监测器连接的警报器，当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，所述警报器进行警报。
[0036]本发明基于云计算的农业大棚安全控 制方法的进一步改进在于，大棚的数量为多个，每个大棚内均设有所述环境传感器、所述环境调节器、所述控制器以及所述应急处理单元，所述云服务器分别与每个大棚内的所述控制器以及所述环境传感器连接。
【附图说明】
[0037]图1是本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的结构框图。
[0038]图2是本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的具体框图。
[0039]图3是本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0040]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0041]配合参看图1与图2所示，图1是本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的结构框图。图2是本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的具体框图。本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统，包括:
[0042]设置于大棚内的环境传感器10，用于采集大棚内的环境参数。
[0043]设置于大棚内的环境调节器20，用于调节大棚内的环境参数。
[0044]设置于大棚内的控制器30，与环境调节器20连接，用于控制环境调节器20。优选地，控制器30为可编程逻辑控制器(PLC:Programmable Logic Controller)或单片机。
[0045]云服务器40，与控制器30以及环境传感器10连接，用于接收环境传感器10采集的环境参数，并根据所述环境参数对控制器30发送相应的控制指令和控制参数。
[0046]设置于大棚内的应急处理单元5，与控制器30连接，包括:用于监测控制器30与云服务器40之间的网络通信情况的网络监测器70、用于实时备份当前控制器30接收到的控制参数的数据备份器80、以及用于采集大棚内的环境参数并反馈给控制器30的备用传感器50。优选地，应急处理单元5设置于控制器30的内部。
[0047]当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，控制器30从数据备份器80提取备份的控制参数及从备用传感器50提取采集的环境参数，通过比对备份的控制参数与采集的环境参数，对环境调节器20进行相应的控制。优选地，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，网络监测器70向控制器30发送网络断开信息，控制器30才控制备用传感器50开始运作，节约能源。
[0048]特别地，本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统还包括:警报器60，与网络监测器70连接，用于当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，进行警报。
[0049]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统，通过数据备份器实时备份当前控制器接收到的控制参数，当网络监测器监测到控制器与云服务器之间的网络通信断开时，数据备份器向控制器发送备份的控制参数。这样，即使控制器与云服务器之间的网络通信断开，控制器无法再接收到来自云服务器的控制参数，通过数据备份器向控制器发送备份的控制参数，控制器结合该备份的控制参数与备用传感器反馈的环境参数，同样能够使大棚内的环境参数达到网络断开前云服务器发来的最后一个控制参数的要求，实现自动控制的功能而不会处于失控状态，为农业大棚种植技术提供了一种网络故障时的应急工作模式，避免了不必要的损失，也充分利用了云服务器的计算和决策功能。
[0050]具体地，结合图2所示，所述环境参数包括:温度参数、湿度参数、光照度参数以及C02浓度参数中的一种或多种；环境传感器10包括:第一温度传感器110、第一湿度传感器120、第一光照度传感器130以及第一C02浓度传感器140中与所述环境参数相对应的一种或多种;备用传感器50包括:第二温度传感器510、第二湿度传感器520、第二光照度传感器530以及第二⑶2浓度传感器540中与所述环境参数相对应的一种或多种;环境调节器20包括:空调装置210、喷淋装置220、通风装置230、光照装置240以及C02发生装置250中与所述环境参数相对应的一种或多种。当然，环境参数的种类并不限于此，环境参数还可以包括其他类型的参数，环境传感器10与备用传感器50均还可以包括相应的传感器，环境调节器20还可以包括相应地调节装置，在此不一一赘述。
[0051 ]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统，正常情况下，通过环境传感器10的第一温度传感器110采集大棚内的温度参数、通过环境传感器10的第一湿度传感器120采集大棚内的湿度参数、通过环境传感器10的第一光照度传感器130采集大棚内的光照度参数以及通过环境传感器10的第一 C02浓度传感器140采集大棚内的C02浓度参数。环境传感器10将上述采集的温度参数、湿度参数、光照度参数以及C02浓度参数发送给云服务器40，由云服务器40计算并判断当前大棚内的环境参数是否为当前种植产品的最佳环境参数，根据判断结果对控制器30发送相应的控制指令和控制参数。控制器30根据接收到的控制指令和控制参数，控制环境调节器20中相应的装置(即空调装置210、喷淋装置220、通风装置230、光照装置240或C02发生装置250)来调节大棚内的环境参数。
[0052]以温度参数为例:假设大棚内的当前温度为10°C，云服务器40判断当前大棚内的温度过低，就会对控制器30发送升温的控制指令和控制参数(假设云服务器40将该控制参数设定为升温后大棚内的温度达到20°C)，控制器30收到该升温的控制指令，就会控制环境调节器20中的空调装置210进行升温；当环境传感器10的第一温度传感器110测量到大棚内的温度已经达到20°C，云服务器就会对控制器30发送停止升温的控制指令，控制器30收到该停止升温的控制指令，就会控制环境调节器20中的空调装置210停止升温。这样就达到了对大棚内的环境参数进行调节的功能。
[0053]在故障情况下，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，都会由警报器60进行警报。如果断开的时间点是在云服务器40发出升温的控制指令和控制参数之前发生的，或是在云服务器40发出停止升温的控制指令之后发生的，不会对控制器30造成影响。而如果断开的时间点是在云服务器40发出升温的控制指令和控制参数之后发生的，如果没有应急处理单元5，由于控制器30无法再接收到来自云服务器40的控制指令，即控制器30无法再接收到来后续自云服务器40的停止升温的控制指令，那么控制器30就会处于失控状态，控制环境调节器20中的空调装置210不停地升温，进而造成不必要的损失。
[0054]设置了应急处理单元5后，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，由于数据备份器80在网络断开之前已经备份了来自云服务器40的控制参数(控制参数为云服务器40设定的升温后大棚内的温度达到20°C)，一方面数据备份器80会向控制器30发送该备份的控制参数，另一方面备用传感器50会通过第二温度传感器510(考察其他环境参数时则通过第二湿度传感器520、第二光照度传感器530以及第二 C02浓度传感器540)采集大棚内的温度参数并将该温度参数反馈给控制器30，控制器30结合该备份的控制参数以及反馈的实时温度参数，当备用传感器50测量到大棚内的温度达到20°C后，控制器30就会自动控制环境调节器20中的空调装置210停止升温，同样能够使大棚内的环境参数达到网络断开前云服务器发来的最后一个控制参数的要求，实现自动控制的功能而不会处于失控状态，为农业大棚种植技术提供了一种网络故障时的应急工作模式，避免了不必要的 损失，也充分利用了云服务器的计算和决策功能。
[0055]对于其他环境参数，如果云服务器40判断当前大棚内的湿度过低，控制器30就会控制环境调节器20中的喷淋装置220进行洒水以提高湿度;如果云服务器40判断当前大棚内的湿度过高，控制器30就会控制环境调节器20中的通风装置230进行通风以降低湿度;如果云服务器40判断当前大棚内的光照度过低，控制器30就会控制环境调节器20中的光照装置240对种植产品进行光照以提高光照度；如果云服务器40判断当前大棚内的C02浓度过低，控制器30就会控制环境调节器20中的C02发生装置250进行C02生成以提高C02浓度。云服务器40考察的环境参数的种类可以是一种也可以是多种的结合，由于其他环境参数的工作原理都与温度参数相同，因此不再一一赘述。
[0056]较佳地，结合图1所示，本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统中，大棚的数量为多个，每个大棚内均设有环境传感器10、环境调节器20、控制器30以及应急处理单元5，云服务器40分别与每个大棚内的控制器30以及环境传感器10连接。这样，即使有一个大棚发生故障，其他的大棚仍然可以通过云服务器40进行远程控制。
[0057]参阅图3所示，图3是本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法的流程图。本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法，包括:
[0058]步骤S101:通过设置于大棚内的环境传感器10采集大棚内的环境参数，并将所述环境参数发送到云服务器40。
[0059]步骤S102:云服务器40根据所述环境参数对设置于大棚内的控制器30发送相应的控制指令和控制参数。优选地，控制器30为可编程逻辑控制器或单片机。
[0060]步骤S103:控制器30根据所述控制指令和控制参数，控制设置于大棚内的环境调节器20来调节大棚内的环境参数。
[0061 ] 步骤S104:在大棚内设置与控制器30连接的应急处理单元5，应急处理单元5包括网络监测器70、数据备份器80以及备用传感器50。优选地，应急处理单元5设置于控制器30的内部。
[0062]步骤S105:通过网络监测器70监测控制器30与云40服务器之间的网络通信情况，通过数据备份器80实时备份当前控制器30接收到的控制参数，通过备用传感器50采集大棚内的环境参数并反馈给控制器30。
[0063]步骤S106:当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，控制器30从数据备份器80提取备份的控制参数及从备用传感器50提取采集的环境参数，通过比对备份的控制参数与采集的环境参数，对环境调节器20进行相应的控制。优选地，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，网络监测器70向控制器30发送网络断开信息，控制器30才控制备用传感器50开始运作，节约能源。
[0064]特别地，应急处理单元5还包括:与网络监测器70连接的警报器60，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，警报器60进行警报。
[0065]本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法，通过数据备份器实时备份当前控制器接收到的控制参数，当网络监测器监测到控制器与云服务器之间的网络通信断开时，数据备份器向控制器发送备份的控制参数。这样，即使控制器与云服务器之间的网络通信断开，通过数据备份器向控制器发送备份的控制参数，控制器结合该备份的控制参数与备用传感器反馈的环境参数，同样能够使大棚内的环境参数达到网络断开前云服务器发来的最后一个控制参数的要求，实现自动控制的功能而不会处于失控状态，为农业大棚种植技术提供了一种网络故障时的应急工作模式，避免了不必要的损失，也充分利用了云服务器的计算和决策功能。
[0066]具体地，所述环境参数包括:温度参数、湿度参数、光照度参数以及C02浓度参数中的一种或多种;环境传感器10包括:第一温度传感器110、第一湿度传感器120、第一光照度传感器130以及第一 C02浓度传感器140中与所述环境参数相对应的一种或多种;备用传感器50包括:第二温度传感器510、第二湿度传感器520、第二光照度传感器530以及第二 0)2浓度传感器540中与所述环境参数相对应的一种或多种;环境调节器20包括:空调装置210、喷淋装置220、通风装置230、光照装置240以及⑶2发生装置250中与所述环境参数相对应的一种或多种。当然，环境参数的种类并不限于此，环境参数还可以包括其他类型的参数，环境传感器10与备用传感器50均还可以包括相应的传感器，环境调节器20还可以包括相应地调节装置，在此不一一赘述。
[0067]本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法，正常情况下，通过环境传感器10的第一温度传感器110采集大棚内的温度参数、通过环境传感器10的第一湿度传感器120采集大棚内的湿度参数、通过环境传感器10的第一光照度传感器130采集大棚内的光照度参数以及通过环境传感器10的第一 C02浓度传感器140采集大棚内的C02浓度参数。环境传感器10将上述采集的温度参数、湿度参数、光照度参数以及C02浓度参数发送给云服务器40，由云服务器40计算并判断当前大棚内的环境参数是否为当前种植产品的最佳环境参数，根据判断结果对控制器30发送相应的控制指令和控制参数。控制器30根据接收到的控制指令和控制参数，控制环境调节器20中相应的装置(即空调装置210、喷淋装置220、通风装置230、光照装置240或C02发生装置250)来调节大棚内的环境参数。
[0068]以温度参数为例:假设大棚内的当前温度为10°C，云服务器40判断当前大棚内的温度过低，就会对控制器30发送升温的控制指令和控制参数(假设云服务器40将该控制参数设定为升温后大棚内的温度达到20°C)，控制器30收到该升温的控制指令，就会控制环境调节器20中的空调装置210进行升温；当环境传感器10的第一温度传感器110测量到大棚内的温度已经达到20°C，云服务器就会对控制器30发送停止升温的控制指令，控制器30收到该停止升温的控制指令，就会控制环境调节器20中的空调装置210停止升温。这样就达到了对大棚内的环境参数进行调节的功能。
[0069]在故障情况下，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，都会由警报器60进行警报。如果断开的时间点是在云服务器40发出升温的控制指令和控制参数之前发生的，或是在云服务器40发出停止升温的控制指令之后发生的，不会对控制器30造成影响。而如果断开的时间点是在云服务器40发出升温的控制指令和控制参数之后发生的，如果没有应急处理单元5，由于控制器30无法再接收到来自云服务器40的控制指令，即控制器30无法再接收到来后续自云服务器40的停止升温的控制指令，那么控制器30就会处于失控状态，控制环境调节器20中的空调装置210不停地升温，进而造成不必要的损失。
[0070]设置了应急处理单元5后，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，由于数据备份器80在网络断开之前已经备份了来自云服务器40的控制参数(控制参数为云服务器40设定的升温后大棚内的温度达到20°C)，一方面数据备份器80会向控制器30发送该备份的控制参数，另一方面备用传感器50会通过第二温度传感器510(考察其他环境参数时则通过第二湿度传感器520、第二光照度传感器530以及第二 C02浓度传感器540)采集大棚内的温度参数并将该温度参数反馈给控制器30，控制器30结合该备份的控制参数以及反馈的实时温度参数，当备用传感器50测量到大棚内的温度达到20°C后，控制器30就会自动控制环境调节 器20中的空调装置210停止升温，同样能够使大棚内的环境参数达到网络断开前云服务器发来的最后一个控制参数的要求，实现自动控制的功能而不会处于失控状态，为农业大棚种植技术提供了一种网络故障时的应急工作模式，避免了不必要的损失，也充分利用了云服务器的计算和决策功能。
[0071]对于其他环境参数，如果云服务器40判断当前大棚内的湿度过低，控制器30就会控制环境调节器20中的喷淋装置220进行洒水以提高湿度;如果云服务器40判断当前大棚内的湿度过高，控制器30就会控制环境调节器20中的通风装置230进行通风以降低湿度;如果云服务器40判断当前大棚内的光照度过低，控制器30就会控制环境调节器20中的光照装置240对种植产品进行光照以提高光照度；如果云服务器40判断当前大棚内的C02浓度过低，控制器30就会控制环境调节器20中的C02发生装置250进行C02生成以提高C02浓度。云服务器40考察的环境参数的种类可以是一种也可以是多种的结合，由于其他环境参数的工作原理都与温度参数相同，因此不再一一赘述。
[0072]较佳地，结合图1所示，本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统中，大棚的数量为多个，每个大棚内均设有环境传感器10、环境调节器20、控制器30以及应急处理单元5，云服务器40分别与每个大棚内的控制器30以及环境传感器10连接。这样，即使有一个大棚发生故障，其他的大棚仍然可以通过云服务器40进行远程控制。
[0073]以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种基于云计算的农业大棚安全控制系统，其特征在于，包括: 设置于大棚内的环境传感器，用于采集大棚内的环境参数； 设置于大棚内的环境调节器，用于调节大棚内的环境参数； 设置于大棚内的控制器，与所述环境调节器连接，用于控制所述环境调节器； 云服务器，与所述控制器以及所述环境传感器连接，用于接收所述环境传感器采集的环境参数，并根据所述环境参数对所述控制器发送相应的控制指令和控制参数； 设置于大棚内的应急处理单元，与所述控制器连接，包括:用于监测所述控制器与所述云服务器之间的网络通信情况的网络监测器、用于实时备份当前所述控制器接收到的控制参数的数据备份器、以及用于采集大棚内的环境参数并反馈给所述控制器的备用传感器；当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，所述控制器从所述数据备份器提取备份的控制参数及从所述备用传感器提取采集的环境参数，通过比对备份的控制参数与采集的环境参数，对所述环境调节器进行相应的控制。2.如权利要求1所述的基于云计算的农业大棚安全控制系统，其特征在于: 所述环境参数包括:温度参数、湿度参数、光照度参数以及C02浓度参数中的一种或多种； 所述环境传感器包括:第一温度传感器、第一湿度传感器、第一光照度传感器以及第一C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种； 所述备用传感器包括:第二温度传感器、第二湿度传感器、第二光照度传感器以及第二C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种； 所述环境调节器包括:空调装置、喷淋装置、通风装置、光照装置以及co2发生装置中与所述环境参数相对应的一种或多种。3.如权利要求1所述的基于云计算的农业大棚安全控制系统，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器或单片机。4.如权利要求3所述的基于云计算的农业大棚安全控制系统，其特征在于，所述应急处理单元设置于所述控制器内部。5.如权利要求1所述的基于云计算的农业大棚安全控制系统，其特征在于，所述应急处理单元还包括:警报器，与所述网络监测器连接，用于当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，进行警报。6.如权利要求1所述的基于云计算的农业大棚安全控制系统，其特征在于，大棚的数量为多个，每个大棚内均设有所述环境传感器、所述环境调节器、所述控制器以及所述应急处理单元，所述云服务器分别与每个大棚内的所述控制器以及所述环境传感器连接。7.—种基于云计算的农业大棚安全控制方法，其特征在于，包括: 通过设置于大棚内的环境传感器采集大棚内的环境参数，并将所述环境参数发送到云服务器； 所述云服务器根据所述环境参数对设置于大棚内的控制器发送相应的控制指令和控制参数； 所述控制器根据所述控制指令和控制参数，控制设置于大棚内的环境调节器来调节大棚内的环境参数； 在大棚内设置与所述控制器连接的应急处理单元，所述应急处理单元包括网络监测器、数据备份器以及备用传感器； 通过所述网络监测器监测所述控制器与所述云服务器之间的网络通信情况，通过所述数据备份器实时备份当前所述控制器接收到的控制参数，通过所述备用传感器采集大棚内的环境参数并反馈给所述控制器； 当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，所述控制器从所述数据备份器提取备份的控制参数及从所述备用传感器提取采集的环境参数，通过比对备份的控制参数与采集的环境参数，对所述环境调节器进行相应的控制。8.如权利要求7所述的基于云计算的农业大棚安全控制方法，其特征在于: 所述环境参数包括:温度参数、湿度参数、光照度参数以及C02浓度参数中的一种或多种； 所述环境传感器包括:第一温度传感器、第一湿度传感器、第一光照度传感器以及第一C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种； 所述备用传感器包括:第二温度传感器、第二湿度传感器、第二光照度传感器以及第二C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种； 所述环境调节器包括:空调装置、喷淋装置、通风装置、光照装置以及co2发生装置中与所述环境参数相对应的一种或多种。9.如权利要求7所述的基于云计算的农业大棚安全控制方法，其特征在于，所述应急处理单元还包括:与所述网络监测器连接的警报器，当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，所述警报器进行警报。10.如权利要求7所述的基于云计算的农业大棚安全控制方法，其特征在于，大棚的数量为多个，每个大棚内均设有所述环境传感器、所述环境调节器、所述控制器以及所述应急处理单元，所述云服务器分别与每个大棚内的所述控制器以及所述环境传感器连接。
【专利摘要】本发明公开了一种基于云计算的农业大棚安全控制系统及控制方法，系统包括：设置于大棚内的环境传感器，用于采集环境参数；设置于大棚内的环境调节器，用于调节环境参数；设置于大棚内的控制器，用于控制环境调节器；云服务器，用于接收环境传感器采集的环境参数，并对控制器发送相应的控制指令和控制参数；设置于大棚内的应急处理单元，与控制器连接，包括：用于监测控制器与云服务器之间的网络通信情况的网络监测器、用于实时备份当前控制器接收到的控制参数的数据备份器、及用于采集大棚内的环境参数并反馈给控制器的备用传感器；当网络通信断开，控制器从数据备份器提取控制参数及从备用传感器提取环境参数，通过比对，对环境调节器进行控制。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN105487521
【申请号】CN201610101690
【发明人】朱筱华, 姜大庆, 戴云新, 李进, 丁晓卫, 缪小龙, 王敏
【申请人】江苏超数信息科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年2月24日
【技术领域】
[0001]本发明涉及设施农业技术领域，尤其是指一种基于云计算的农业大棚安全控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]在我国各地使用大棚种植的技术已经非常普及，大棚种植能更有效的管理各种农作物种植，避免外界恶劣的气候，达到调节产期，促进生长发育、防治病虫害等目的。
[0003]随着大棚技术的大规模应用，配套大棚使用的各种管理设备种类也越来越多，如灌溉系统、施肥系统、通风设备、温湿度探测设备等，这些设备也确实能帮助农业用户对大棚的种植管理。但是目前的大棚种植配套设备也存在一些问题:智能化程度不够一一绝大部分还是需要人工来采集数据、人工启动各种设备，因此种植过程中增加了人工成本；目前多数物联网智能大棚是采用Zigbee无线通讯协议来进行近距离的数据传输，距离短且传输速率低，不能实现远距离传输及监控。
[0004]另外，目前采用的另一种基于云服务器的智能大棚监管系统，虽然可以实现远距离传输及监控，但是，一旦网络通信出现故障，大棚内的操作设备不能及时接收到来自云端的新的指令，就会一直执行网络断开前的最后一个指令而不会自动停止，这样大棚就会处于失控状态，造成农产品的受损。
【发明内容】
[0005]有鉴于上述问题，本发明提供了一种基于云计算的农业大棚安全控制系统，包括:
[0006]设置于大棚内的环境传感器，用于采集大棚内的环境参数；
[0007]设置于大棚内的环境调节器，用于调节大棚内的环境参数；
[0008]设置于大棚内的控制器，与所述环境调节器连接，用于控制所述环境调节器；
[0009]云服务器，与所述控制器以及所述环境传感器连接，用于接收所述环境传感器采集的环境参数，并根据所述环境参数对所述控制器发送相应的控制指令和控制参数；
[0010]设置于大棚内的应急处理单元，与所述控制器连接，包括:用于监测所述控制器与所述云服务器之间的网络通信情况的网络监测器、用于实时备份当前所述控制器接收到的控制参数的数据备份器、以及用于采集大棚内的环境参数并反馈给所述控制器的备用传感器；
[0011]当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，所述控制器从所述数据备份器提取备份的控制参数及从所述备用传感器提取采集的环境参数，通过比对备份的控制参数与采集的环境参数，对所述环境调节器进行相应的控制。
[0012]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统，通过数据备份器实时备份当前控制器接收到的控制参数，当网络监测器监测到控制器与云服务器之间的网络通信断开时，数据备份器向控制器发送备份的控制参数。这样，即使控制器与云服务器之间的网络通信断开，通过数据备份器向控制器发送备份的控制参数，控制器结合该备份的控制参数与备用传感器反馈的环境参数，同样能够使大棚内的环境参数达到网络断开前云服务器发来的最后一个控制参数的要求，实现自动控制的功能而不会处于失控状态，为农业大棚种植技术提供了一种网络故障时的应急工作模式，避免了不必要的损失，也充分利用了云服务器的计算和决策功能。
[0013]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的进一步改进在于:
[0014]所述环境参数包括:温度参数、湿度参数、光照度参数以及⑶2浓度参数中的一种或多种；
[0015]所述环境传感器包括:第一温度传感器、第一湿度传感器、第一光照度传感器以及第一 C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种；
[0016]所述备用传感器包括:第二温度传感器、第二湿度传感器、第二光照度传感器以及第二C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种；
[0017]所述环境调节器包括:空调装置、喷淋装置、通风装置、光照装置以及⑶2发生装置中与所述环境参数相对应的一种或多种。
[0018]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的进一步改进在于，所述控制器为可编程逻辑控制器或单片机。
[0019]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的进一步改进在于，所述应急处理单元设置于所述控制器内部。
[0020]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的进一步改进在于，所述应急处理单元还包括:警报器，与所述网络监测器连接，用于当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，进行警报。
[0021]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的进一步改进在于，大棚的数量为多个，每个大棚内均设有所述环境传感器、所述环境调节器、所述控制器以及所述应急处理单元，所述云服务器分别与每个大棚内的所述控制器以及所述环境传感器连接。
[0022]本发明还提供了一种基于云计算的农业大棚安全控制方法，包括:
[0023]通过设置于大棚内的环境传感器采集大棚内的环境参数，并将所述环境参数发送到云服务器；
[0024]所述云服务器根据所述环境参数对设置于大棚内的控制器发送相应的控制指令和控制参数；
[0025]所述控制器根据所述控制指令和控制参数，控制设置于大棚内的环境调节器来调节大棚内的环境参数；
[0026]在大棚内设置与所述控制器连接的应急处理单元，所述应急处理单元包括网络监测器、数据备份器以及备用传感器；
[0027]通过所述网络监测器监测所述控制器与所述云服务器之间的网络通信情况，通过所述数据备份器实时备份当前所述控制器接收到的控制参数，通过所述备用传感器采集大棚内的环境参数并反馈给所述控制器；
[0028]当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，所述控制器从所述数据备份器提取备份的控制参数及从所述备用传感器提取采集的环境参数，通过比对备份的控制参数与采集的环境参数，对所述环境调节器进行相应的控制。
[0029]本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法，通过数据备份器实时备份当前控制器接收到的控制参数，当网络监测器监测到控制器与云服务器之间的网络通信断开时，数据备份器向控制器发送备份的控制参数。这样，即使控制器与云服务器之间的网络通信断开，通过数据备份器向控制器发送备份的控制参数，控制器结合该备份的控制参数与备用传感器反馈的环境参数，同样能够使大棚内的环境参数达到网络断开前云服务器发来的最后一个控制参数的要求，实现自动控制的功能而不会处于失控状态，为农业大棚种植技术提供了一种网络故障时的应急工作模式，避免了不必要的损失，也充分利用了云服务器的计算和决策功能。
[0030]本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法的进一步改进在于:
[0031]所述环境参数包括:温度参数、湿度参数、光照度参数以及⑶2浓度参数中的一种或多种；
[0032]所述环境传感器包括:第一温度传感器、第一湿度传感器、第一光照度传感器以及第一 C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种；
[0033]所述备用传感器包括:第二温度传感器、第二湿度传感器、第二光照度传感器以及第二C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种；
[0034]所述环境调节器包括:空调装置、喷淋装置、通风装置、光照装置以及⑶2发生装置中与所述环境参数相对应的一种或多种。
[0035]本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法的进一步改进在于，所述应急处理单元还包括:与所述网络监测器连接的警报器，当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，所述警报器进行警报。
[0036]本发明基于云计算的农业大棚安全控 制方法的进一步改进在于，大棚的数量为多个，每个大棚内均设有所述环境传感器、所述环境调节器、所述控制器以及所述应急处理单元，所述云服务器分别与每个大棚内的所述控制器以及所述环境传感器连接。
【附图说明】
[0037]图1是本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的结构框图。
[0038]图2是本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的具体框图。
[0039]图3是本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0040]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0041]配合参看图1与图2所示，图1是本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的结构框图。图2是本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统的具体框图。本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统，包括:
[0042]设置于大棚内的环境传感器10，用于采集大棚内的环境参数。
[0043]设置于大棚内的环境调节器20，用于调节大棚内的环境参数。
[0044]设置于大棚内的控制器30，与环境调节器20连接，用于控制环境调节器20。优选地，控制器30为可编程逻辑控制器(PLC:Programmable Logic Controller)或单片机。
[0045]云服务器40，与控制器30以及环境传感器10连接，用于接收环境传感器10采集的环境参数，并根据所述环境参数对控制器30发送相应的控制指令和控制参数。
[0046]设置于大棚内的应急处理单元5，与控制器30连接，包括:用于监测控制器30与云服务器40之间的网络通信情况的网络监测器70、用于实时备份当前控制器30接收到的控制参数的数据备份器80、以及用于采集大棚内的环境参数并反馈给控制器30的备用传感器50。优选地，应急处理单元5设置于控制器30的内部。
[0047]当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，控制器30从数据备份器80提取备份的控制参数及从备用传感器50提取采集的环境参数，通过比对备份的控制参数与采集的环境参数，对环境调节器20进行相应的控制。优选地，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，网络监测器70向控制器30发送网络断开信息，控制器30才控制备用传感器50开始运作，节约能源。
[0048]特别地，本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统还包括:警报器60，与网络监测器70连接，用于当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，进行警报。
[0049]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统，通过数据备份器实时备份当前控制器接收到的控制参数，当网络监测器监测到控制器与云服务器之间的网络通信断开时，数据备份器向控制器发送备份的控制参数。这样，即使控制器与云服务器之间的网络通信断开，控制器无法再接收到来自云服务器的控制参数，通过数据备份器向控制器发送备份的控制参数，控制器结合该备份的控制参数与备用传感器反馈的环境参数，同样能够使大棚内的环境参数达到网络断开前云服务器发来的最后一个控制参数的要求，实现自动控制的功能而不会处于失控状态，为农业大棚种植技术提供了一种网络故障时的应急工作模式，避免了不必要的损失，也充分利用了云服务器的计算和决策功能。
[0050]具体地，结合图2所示，所述环境参数包括:温度参数、湿度参数、光照度参数以及C02浓度参数中的一种或多种；环境传感器10包括:第一温度传感器110、第一湿度传感器120、第一光照度传感器130以及第一C02浓度传感器140中与所述环境参数相对应的一种或多种;备用传感器50包括:第二温度传感器510、第二湿度传感器520、第二光照度传感器530以及第二⑶2浓度传感器540中与所述环境参数相对应的一种或多种;环境调节器20包括:空调装置210、喷淋装置220、通风装置230、光照装置240以及C02发生装置250中与所述环境参数相对应的一种或多种。当然，环境参数的种类并不限于此，环境参数还可以包括其他类型的参数，环境传感器10与备用传感器50均还可以包括相应的传感器，环境调节器20还可以包括相应地调节装置，在此不一一赘述。
[0051 ]本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统，正常情况下，通过环境传感器10的第一温度传感器110采集大棚内的温度参数、通过环境传感器10的第一湿度传感器120采集大棚内的湿度参数、通过环境传感器10的第一光照度传感器130采集大棚内的光照度参数以及通过环境传感器10的第一 C02浓度传感器140采集大棚内的C02浓度参数。环境传感器10将上述采集的温度参数、湿度参数、光照度参数以及C02浓度参数发送给云服务器40，由云服务器40计算并判断当前大棚内的环境参数是否为当前种植产品的最佳环境参数，根据判断结果对控制器30发送相应的控制指令和控制参数。控制器30根据接收到的控制指令和控制参数，控制环境调节器20中相应的装置(即空调装置210、喷淋装置220、通风装置230、光照装置240或C02发生装置250)来调节大棚内的环境参数。
[0052]以温度参数为例:假设大棚内的当前温度为10°C，云服务器40判断当前大棚内的温度过低，就会对控制器30发送升温的控制指令和控制参数(假设云服务器40将该控制参数设定为升温后大棚内的温度达到20°C)，控制器30收到该升温的控制指令，就会控制环境调节器20中的空调装置210进行升温；当环境传感器10的第一温度传感器110测量到大棚内的温度已经达到20°C，云服务器就会对控制器30发送停止升温的控制指令，控制器30收到该停止升温的控制指令，就会控制环境调节器20中的空调装置210停止升温。这样就达到了对大棚内的环境参数进行调节的功能。
[0053]在故障情况下，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，都会由警报器60进行警报。如果断开的时间点是在云服务器40发出升温的控制指令和控制参数之前发生的，或是在云服务器40发出停止升温的控制指令之后发生的，不会对控制器30造成影响。而如果断开的时间点是在云服务器40发出升温的控制指令和控制参数之后发生的，如果没有应急处理单元5，由于控制器30无法再接收到来自云服务器40的控制指令，即控制器30无法再接收到来后续自云服务器40的停止升温的控制指令，那么控制器30就会处于失控状态，控制环境调节器20中的空调装置210不停地升温，进而造成不必要的损失。
[0054]设置了应急处理单元5后，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，由于数据备份器80在网络断开之前已经备份了来自云服务器40的控制参数(控制参数为云服务器40设定的升温后大棚内的温度达到20°C)，一方面数据备份器80会向控制器30发送该备份的控制参数，另一方面备用传感器50会通过第二温度传感器510(考察其他环境参数时则通过第二湿度传感器520、第二光照度传感器530以及第二 C02浓度传感器540)采集大棚内的温度参数并将该温度参数反馈给控制器30，控制器30结合该备份的控制参数以及反馈的实时温度参数，当备用传感器50测量到大棚内的温度达到20°C后，控制器30就会自动控制环境调节器20中的空调装置210停止升温，同样能够使大棚内的环境参数达到网络断开前云服务器发来的最后一个控制参数的要求，实现自动控制的功能而不会处于失控状态，为农业大棚种植技术提供了一种网络故障时的应急工作模式，避免了不必要的 损失，也充分利用了云服务器的计算和决策功能。
[0055]对于其他环境参数，如果云服务器40判断当前大棚内的湿度过低，控制器30就会控制环境调节器20中的喷淋装置220进行洒水以提高湿度;如果云服务器40判断当前大棚内的湿度过高，控制器30就会控制环境调节器20中的通风装置230进行通风以降低湿度;如果云服务器40判断当前大棚内的光照度过低，控制器30就会控制环境调节器20中的光照装置240对种植产品进行光照以提高光照度；如果云服务器40判断当前大棚内的C02浓度过低，控制器30就会控制环境调节器20中的C02发生装置250进行C02生成以提高C02浓度。云服务器40考察的环境参数的种类可以是一种也可以是多种的结合，由于其他环境参数的工作原理都与温度参数相同，因此不再一一赘述。
[0056]较佳地，结合图1所示，本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统中，大棚的数量为多个，每个大棚内均设有环境传感器10、环境调节器20、控制器30以及应急处理单元5，云服务器40分别与每个大棚内的控制器30以及环境传感器10连接。这样，即使有一个大棚发生故障，其他的大棚仍然可以通过云服务器40进行远程控制。
[0057]参阅图3所示，图3是本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法的流程图。本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法，包括:
[0058]步骤S101:通过设置于大棚内的环境传感器10采集大棚内的环境参数，并将所述环境参数发送到云服务器40。
[0059]步骤S102:云服务器40根据所述环境参数对设置于大棚内的控制器30发送相应的控制指令和控制参数。优选地，控制器30为可编程逻辑控制器或单片机。
[0060]步骤S103:控制器30根据所述控制指令和控制参数，控制设置于大棚内的环境调节器20来调节大棚内的环境参数。
[0061 ] 步骤S104:在大棚内设置与控制器30连接的应急处理单元5，应急处理单元5包括网络监测器70、数据备份器80以及备用传感器50。优选地，应急处理单元5设置于控制器30的内部。
[0062]步骤S105:通过网络监测器70监测控制器30与云40服务器之间的网络通信情况，通过数据备份器80实时备份当前控制器30接收到的控制参数，通过备用传感器50采集大棚内的环境参数并反馈给控制器30。
[0063]步骤S106:当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，控制器30从数据备份器80提取备份的控制参数及从备用传感器50提取采集的环境参数，通过比对备份的控制参数与采集的环境参数，对环境调节器20进行相应的控制。优选地，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，网络监测器70向控制器30发送网络断开信息，控制器30才控制备用传感器50开始运作，节约能源。
[0064]特别地，应急处理单元5还包括:与网络监测器70连接的警报器60，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，警报器60进行警报。
[0065]本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法，通过数据备份器实时备份当前控制器接收到的控制参数，当网络监测器监测到控制器与云服务器之间的网络通信断开时，数据备份器向控制器发送备份的控制参数。这样，即使控制器与云服务器之间的网络通信断开，通过数据备份器向控制器发送备份的控制参数，控制器结合该备份的控制参数与备用传感器反馈的环境参数，同样能够使大棚内的环境参数达到网络断开前云服务器发来的最后一个控制参数的要求，实现自动控制的功能而不会处于失控状态，为农业大棚种植技术提供了一种网络故障时的应急工作模式，避免了不必要的损失，也充分利用了云服务器的计算和决策功能。
[0066]具体地，所述环境参数包括:温度参数、湿度参数、光照度参数以及C02浓度参数中的一种或多种;环境传感器10包括:第一温度传感器110、第一湿度传感器120、第一光照度传感器130以及第一 C02浓度传感器140中与所述环境参数相对应的一种或多种;备用传感器50包括:第二温度传感器510、第二湿度传感器520、第二光照度传感器530以及第二 0)2浓度传感器540中与所述环境参数相对应的一种或多种;环境调节器20包括:空调装置210、喷淋装置220、通风装置230、光照装置240以及⑶2发生装置250中与所述环境参数相对应的一种或多种。当然，环境参数的种类并不限于此，环境参数还可以包括其他类型的参数，环境传感器10与备用传感器50均还可以包括相应的传感器，环境调节器20还可以包括相应地调节装置，在此不一一赘述。
[0067]本发明基于云计算的农业大棚安全控制方法，正常情况下，通过环境传感器10的第一温度传感器110采集大棚内的温度参数、通过环境传感器10的第一湿度传感器120采集大棚内的湿度参数、通过环境传感器10的第一光照度传感器130采集大棚内的光照度参数以及通过环境传感器10的第一 C02浓度传感器140采集大棚内的C02浓度参数。环境传感器10将上述采集的温度参数、湿度参数、光照度参数以及C02浓度参数发送给云服务器40，由云服务器40计算并判断当前大棚内的环境参数是否为当前种植产品的最佳环境参数，根据判断结果对控制器30发送相应的控制指令和控制参数。控制器30根据接收到的控制指令和控制参数，控制环境调节器20中相应的装置(即空调装置210、喷淋装置220、通风装置230、光照装置240或C02发生装置250)来调节大棚内的环境参数。
[0068]以温度参数为例:假设大棚内的当前温度为10°C，云服务器40判断当前大棚内的温度过低，就会对控制器30发送升温的控制指令和控制参数(假设云服务器40将该控制参数设定为升温后大棚内的温度达到20°C)，控制器30收到该升温的控制指令，就会控制环境调节器20中的空调装置210进行升温；当环境传感器10的第一温度传感器110测量到大棚内的温度已经达到20°C，云服务器就会对控制器30发送停止升温的控制指令，控制器30收到该停止升温的控制指令，就会控制环境调节器20中的空调装置210停止升温。这样就达到了对大棚内的环境参数进行调节的功能。
[0069]在故障情况下，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，都会由警报器60进行警报。如果断开的时间点是在云服务器40发出升温的控制指令和控制参数之前发生的，或是在云服务器40发出停止升温的控制指令之后发生的，不会对控制器30造成影响。而如果断开的时间点是在云服务器40发出升温的控制指令和控制参数之后发生的，如果没有应急处理单元5，由于控制器30无法再接收到来自云服务器40的控制指令，即控制器30无法再接收到来后续自云服务器40的停止升温的控制指令，那么控制器30就会处于失控状态，控制环境调节器20中的空调装置210不停地升温，进而造成不必要的损失。
[0070]设置了应急处理单元5后，当网络监测器70监测到控制器30与云服务器40之间的网络通信断开时，由于数据备份器80在网络断开之前已经备份了来自云服务器40的控制参数(控制参数为云服务器40设定的升温后大棚内的温度达到20°C)，一方面数据备份器80会向控制器30发送该备份的控制参数，另一方面备用传感器50会通过第二温度传感器510(考察其他环境参数时则通过第二湿度传感器520、第二光照度传感器530以及第二 C02浓度传感器540)采集大棚内的温度参数并将该温度参数反馈给控制器30，控制器30结合该备份的控制参数以及反馈的实时温度参数，当备用传感器50测量到大棚内的温度达到20°C后，控制器30就会自动控制环境调节 器20中的空调装置210停止升温，同样能够使大棚内的环境参数达到网络断开前云服务器发来的最后一个控制参数的要求，实现自动控制的功能而不会处于失控状态，为农业大棚种植技术提供了一种网络故障时的应急工作模式，避免了不必要的损失，也充分利用了云服务器的计算和决策功能。
[0071]对于其他环境参数，如果云服务器40判断当前大棚内的湿度过低，控制器30就会控制环境调节器20中的喷淋装置220进行洒水以提高湿度;如果云服务器40判断当前大棚内的湿度过高，控制器30就会控制环境调节器20中的通风装置230进行通风以降低湿度;如果云服务器40判断当前大棚内的光照度过低，控制器30就会控制环境调节器20中的光照装置240对种植产品进行光照以提高光照度；如果云服务器40判断当前大棚内的C02浓度过低，控制器30就会控制环境调节器20中的C02发生装置250进行C02生成以提高C02浓度。云服务器40考察的环境参数的种类可以是一种也可以是多种的结合，由于其他环境参数的工作原理都与温度参数相同，因此不再一一赘述。
[0072]较佳地，结合图1所示，本发明基于云计算的农业大棚安全控制系统中，大棚的数量为多个，每个大棚内均设有环境传感器10、环境调节器20、控制器30以及应急处理单元5，云服务器40分别与每个大棚内的控制器30以及环境传感器10连接。这样，即使有一个大棚发生故障，其他的大棚仍然可以通过云服务器40进行远程控制。
[0073]以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种基于云计算的农业大棚安全控制系统，其特征在于，包括: 设置于大棚内的环境传感器，用于采集大棚内的环境参数； 设置于大棚内的环境调节器，用于调节大棚内的环境参数； 设置于大棚内的控制器，与所述环境调节器连接，用于控制所述环境调节器； 云服务器，与所述控制器以及所述环境传感器连接，用于接收所述环境传感器采集的环境参数，并根据所述环境参数对所述控制器发送相应的控制指令和控制参数； 设置于大棚内的应急处理单元，与所述控制器连接，包括:用于监测所述控制器与所述云服务器之间的网络通信情况的网络监测器、用于实时备份当前所述控制器接收到的控制参数的数据备份器、以及用于采集大棚内的环境参数并反馈给所述控制器的备用传感器；当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，所述控制器从所述数据备份器提取备份的控制参数及从所述备用传感器提取采集的环境参数，通过比对备份的控制参数与采集的环境参数，对所述环境调节器进行相应的控制。2.如权利要求1所述的基于云计算的农业大棚安全控制系统，其特征在于: 所述环境参数包括:温度参数、湿度参数、光照度参数以及C02浓度参数中的一种或多种； 所述环境传感器包括:第一温度传感器、第一湿度传感器、第一光照度传感器以及第一C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种； 所述备用传感器包括:第二温度传感器、第二湿度传感器、第二光照度传感器以及第二C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种； 所述环境调节器包括:空调装置、喷淋装置、通风装置、光照装置以及co2发生装置中与所述环境参数相对应的一种或多种。3.如权利要求1所述的基于云计算的农业大棚安全控制系统，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器或单片机。4.如权利要求3所述的基于云计算的农业大棚安全控制系统，其特征在于，所述应急处理单元设置于所述控制器内部。5.如权利要求1所述的基于云计算的农业大棚安全控制系统，其特征在于，所述应急处理单元还包括:警报器，与所述网络监测器连接，用于当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，进行警报。6.如权利要求1所述的基于云计算的农业大棚安全控制系统，其特征在于，大棚的数量为多个，每个大棚内均设有所述环境传感器、所述环境调节器、所述控制器以及所述应急处理单元，所述云服务器分别与每个大棚内的所述控制器以及所述环境传感器连接。7.—种基于云计算的农业大棚安全控制方法，其特征在于，包括: 通过设置于大棚内的环境传感器采集大棚内的环境参数，并将所述环境参数发送到云服务器； 所述云服务器根据所述环境参数对设置于大棚内的控制器发送相应的控制指令和控制参数； 所述控制器根据所述控制指令和控制参数，控制设置于大棚内的环境调节器来调节大棚内的环境参数； 在大棚内设置与所述控制器连接的应急处理单元，所述应急处理单元包括网络监测器、数据备份器以及备用传感器； 通过所述网络监测器监测所述控制器与所述云服务器之间的网络通信情况，通过所述数据备份器实时备份当前所述控制器接收到的控制参数，通过所述备用传感器采集大棚内的环境参数并反馈给所述控制器； 当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，所述控制器从所述数据备份器提取备份的控制参数及从所述备用传感器提取采集的环境参数，通过比对备份的控制参数与采集的环境参数，对所述环境调节器进行相应的控制。8.如权利要求7所述的基于云计算的农业大棚安全控制方法，其特征在于: 所述环境参数包括:温度参数、湿度参数、光照度参数以及C02浓度参数中的一种或多种； 所述环境传感器包括:第一温度传感器、第一湿度传感器、第一光照度传感器以及第一C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种； 所述备用传感器包括:第二温度传感器、第二湿度传感器、第二光照度传感器以及第二C02浓度传感器中与所述环境参数相对应的一种或多种； 所述环境调节器包括:空调装置、喷淋装置、通风装置、光照装置以及co2发生装置中与所述环境参数相对应的一种或多种。9.如权利要求7所述的基于云计算的农业大棚安全控制方法，其特征在于，所述应急处理单元还包括:与所述网络监测器连接的警报器，当所述网络监测器监测到所述控制器与所述云服务器之间的网络通信断开时，所述警报器进行警报。10.如权利要求7所述的基于云计算的农业大棚安全控制方法，其特征在于，大棚的数量为多个，每个大棚内均设有所述环境传感器、所述环境调节器、所述控制器以及所述应急处理单元，所述云服务器分别与每个大棚内的所述控制器以及所述环境传感器连接。
【专利摘要】本发明公开了一种基于云计算的农业大棚安全控制系统及控制方法，系统包括：设置于大棚内的环境传感器，用于采集环境参数；设置于大棚内的环境调节器，用于调节环境参数；设置于大棚内的控制器，用于控制环境调节器；云服务器，用于接收环境传感器采集的环境参数，并对控制器发送相应的控制指令和控制参数；设置于大棚内的应急处理单元，与控制器连接，包括：用于监测控制器与云服务器之间的网络通信情况的网络监测器、用于实时备份当前控制器接收到的控制参数的数据备份器、及用于采集大棚内的环境参数并反馈给控制器的备用传感器；当网络通信断开，控制器从数据备份器提取控制参数及从备用传感器提取环境参数，通过比对，对环境调节器进行控制。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN105487521
【申请号】CN201610101690
【发明人】朱筱华, 姜大庆, 戴云新, 李进, 丁晓卫, 缪小龙, 王敏
【申请人】江苏超数信息科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年2月24日
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