一种大规模温室集约监控和管理系统及其管理方法

技术领域

本发明涉及基于现代农业物联网技术的多个温室控制终端集约监控和管理的系统集成技术领域，是一种大规模温室集约监控和管理系统及其管理方法。

背景技术

随着现代设施农业的发展，温室越来越受到重视，温室的规模逐年增长，已经成为农业生产领域不可替代的生产方式。但是，随着温室规模的逐渐扩大，温室生产单位对温室系统的监督和管理的投入越来越大，人工成本越来越高。

现有大规模温室生产单位都是建立监控中心，使用有限或无线的方式将温室现场的传感器和设备连接至监控中心统一管理。然而，这种方式对终端系统的要求较为苛刻，必须采用合适型号的设备且支持的通信协议才能实现统一管理，造成升级困难，且无法在异地实现监控和管理，不适合温室规模的扩大。

基于云服务架构的物联网技术使得终端设备分布式运行，仅需按照规定的协议就能接入云服务系统。本发明基于这种云服务构建了大规模温室的集约监控和管理平台。

发明内容

本发明为实现多个温室状态的监控和管理，并且可以实现异地部署，本发明提供了一种大规模温室集约监控和管理系统及其管理方法，本发明提供了以下技术方案：

一种大规模温室集约监控和管理系统，所述系统包括集约系统平台、云服务器、第一通信链路、第二通信链路、第三通信链路、透传物联网、多温室控制终端和移动终端；

所述多温室控制终端数据信号输出端连接第一通信链路的数据信号输入端，所述第一通信链路连接透传物联网，所述透传物联网连接第二通信链路的数据信号输入端，所述第二通信链路的数据信号输出端连接连接云服务器，所述云服务器连接第三通信链路的数据信号输入端，所述第三通信链路的数据信号输出端连接集约系统平台的数据信号输入端，所述移动终端通过移动网络连接云服务器。

优选地，所述集约系统平台包括物理通信层、系统平台层、协议解析层、协议生成层、数据分析层、显示警报层、控制策略设置层和操作人员交互处理层，所述物理通信层连接系统平台层，所述系统平台层连接协议解析层和协议生成层，协议解析层和协议生成层与数据分析层连接，所述数据分析层连接显示警报层和控制策略设置层，所述显示警报层和控制策略设置层与操作人员交互处理层连接。

优选地，所述第一通信链路、第二通信链路和第三通信链路采用局域网或因特网。

优选地，所述移动终端包括智能手机、平板电脑和工控机。

优选地，所述多温室控制终端包括：数据采集传感器、控制部件、微型处理器和电源；

所述数据采集传感器包括温度传感器、湿度传感器和光照传感器；所述控制部件包括温室卷帘门、排气扇和补光灯；所述电源包括220V电源和小型USP电源。

一种大规模温室集约监控和管理方法，包括以下步骤：

步骤1：连接云服务器，连接成功后开始读取云服务器中存储的历史数据，经过协议解析和数据分析后，显示历史数据和报警信息；

步骤2:根据显示的历史数据和报警信息，给出是否进行干预选择，当进行干预时，则进入故障报警与处理子流程，否则，按照预设的控制策略运行系统，并再次进入历史数据读取环节；

步骤3：当进入故障报警和操作子流程后，系统显示报警和人为操作的信息，人为操作的信息经过控制策略设置部件、数据分析层以及协议生成后发送至云服务器，系统再次查询云服务器的历史数据，检查人为干预是否达到期望，当达到控制期望则退出故障报警和操作子流程，否则，则再次进入显示报警和人为操作信息显示环节。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种大规模温室集约监控和管理的手段，具有免布线、易升级和快速部署的特点；通过在终端设置运行策略，可以快速实现温室控制终端的控制；同时，基于云服务架构的特性，从本质上解决了异地部署集约系统平台的问题。本发明的集约系统平台具备历史数据查询和检索能力，查询特定温室控制终端的历史状态数据，并绘制历史状态曲线。集约系统平台对温室控制终端具有实时控制和管理能力，通过发送给云服务器的指令，间接控制温室控制终端的运行策略。本发明所述集约系统平台具有警报功能和控制策略设置功能，提供警报的具体故障信息，同时操作人员可以配置集约系统平台的策略，从而改变温室控制终端运行状态。

附图说明

图1是大规模温室集约监控和管理系统平台总体示意图；

图2为集约系统平台架构图；

图3为集约系统平台流程图；

图4为集约系统平台故障报警与处理示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行了详细说明。

具体实施例一：

根据图1至图4所示，本发明提供一种大规模温室集约监控和管理系统及其管理方法，具体为：

一种大规模温室集约监控和管理系统，所述系统包括集约系统平台、云服务器、第一通信链路、第二通信链路、第三通信链路、透传物联网、多温室控制终端和移动终端；

所述多温室控制终端数据信号输出端连接第一通信链路的数据信号输入端，所述第一通信链路连接透传物联网，所述透传物联网连接第二通信链路的数据信号输入端，所述第二通信链路的数据信号输出端连接连接云服务器，所述云服务器连接第三通信链路的数据信号输入端，所述第三通信链路的数据信号输出端连接集约系统平台的数据信号输入端，所述移动终端通过移动网络连接云服务器。

结合图1，本发明所述的大规模温室集约监控和管理系统平台通过通信链路连接云服务器，该通信链路可为局域网或因特网；多个温室的终端控制设备通过透明传输的物联网服务器与云服务器进行通信，途径的通信链路也为局域网或因特网，透传物联网服务器与温室控制终端的通信模块具有一致的协议，云服务器即依据此协议与温室控制终端进行通信。云服务器收集并存储多温室终端设备的传感器数据和控制装置的状态信息，同时，云服务器可以向温室控制终端发送控制信息。集约系统平台读取云服务器中存储的历史数据并根据操作人员设置的策略向云服务器发送指令。

结合图2，集约系统平台软件架构总共分为6层，最底层为物理通信层，主要负责与云服务器建立通信连接，收发数据等；第二层为系统平台层，本发明所述平台可部署到不同的操作系统中，在不同操作系统中运行；第三层为协议层，包含协议解析和协议生成两个部分，协议解析为对云服务器的数据接口信息进行解析，得到确定性信息，协议生成为将数据变为云服务器接口相应的数据格式；第四层为数据分析层，对接收到的温室控制终端的传感器和控制装置的数据进行分析，生成适于显示和解读的有用信息，同时，检查是否有异常数据产生；第五层为显示、报警和控制策略设置层，显示、报警功能是将数据分析层的数据进行显示输出，控制策略设置是根据操作人员预设的控制策略对温室控制终端进行间接管理；第六层为操作人员交互处理，主要是对历史数据查询、报警事件处理和控制策略变更做出交互响应。

所述集约系统平台包括物理通信层、系统平台层、协议解析层、协议生成层、数据分析层、显示警报层、控制策略设置层和操作人员交互处理层。物理通信层，主要负责与云服务器建立通信连接，收发数据等，所述物理通信层连接系统平台层，本发明所述系统平台层可部署到不同的操作系统中，在不同操作系统中运行所述系统平台层连接协议解析层和协议生成层，协议解析为对云服务器的数据接口信息进行解析，得到确定性信息，协议生成为将数据变为云服务器接口相应的数据格式。

协议解析层和协议生成层与数据分析层连接，所述数据分析层连接显示警报层和控制策略设置层，数据分析层，对接收到的温室控制终端的传感器和控制装置的数据进行分析，生成适于显示和解读的有用信息，同时，检查是否有异常数据产生；所述显示警报层和控制策略设置层与操作人员交互处理层连接。显示、报警是将数据分析层的数据进行显示输出，控制策略设置是根据操作人员预设的控制策略对温室控制终端进行间接管理；操作人员交互处理，主要是对历史数据查询、报警事件处理和控制策略变更做出交互响应。

所述第一通信链路、第二通信链路和第三通信链路采用局域网或因特网。通过连接云服务器，集约系统平台读取服务器中存储的多个温室传感器和控制装置的历史数据，实现间接访问温室控制终端。集约系统平台向云服务器发送控制指令，从而间接控制和管理温室控制终端的运行状态。本发明所述的集约系统平台具备云服务器的接口访问能力，不受硬件平台约束，可以部署在智能手机、平板电脑、工控机等硬件平台上，只要具备网络访问能力即可部署。所述移动终端包括智能手机、平板电脑和工控机。

所述多温室控制终端包括：数据采集传感器、控制部件、微型处理器和电源；微型处理器可自选。

所述数据采集传感器包括温度传感器、湿度传感器和光照传感器；所述控制部件包括温室卷帘门、排气扇和补光灯；所述电源包括220V电源和小型USP电源。

一种大规模温室集约监控和管理方法，包括以下步骤：

步骤1：连接云服务器，连接成功后开始读取云服务器中存储的历史数据，经过协议解析和数据分析后，显示历史数据和报警信息；

步骤2:根据显示的历史数据和报警信息，给出是否进行干预选择，当进行干预时，则进入故障报警与处理子流程，否则，按照预设的控制策略运行系统，并再次进入历史数据读取环节；

步骤3：当进入故障报警和操作子流程后，系统显示报警和人为操作的信息，人为操作的信息经过控制策略设置部件、数据分析层以及协议生成后发送至云服务器，系统再次查询云服务器的历史数据，检查人为干预是否达到期望，当达到控制期望则退出故障报警和操作子流程，否则，则再次进入显示报警和人为操作信息显示环节。

以上所述仅是一种大规模温室集约监控和管理系统及其管理方法的优选实施方式，一种大规模温室集约监控和管理系统及其管理方法的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于该思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。