[发明专利]用于环境监测和控制的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及对环境进行自动化监测和控制的领域，更具体地，涉及用于植物栽培设施的自动化监测和控制的系统和方法。

背景技术

目前已知有多种用于对环境进行监测和控制的方法。但是，这些监测和控制方法通常不能很好地实现实时监测以及远程及时控制。

例如，在目前的植物栽培领域，植物被种植在栽培设施中。由于栽培设施通常被布置在多个地方，并且管理者或种植者通常无法长时间持续地对其进行实时监测和控制，因此不能很好地管理栽培设施中的环境，也无法更好地满足植物生长需求。但是，由于栽培设施中的植物与自然环境中的植物相比，更加依赖于环境中的各项参数的准确设置。因此，只有对设施中的多种环境参数都进行准确监测和及时控制，才能更好地确保植物的生长环境，从而确保植物的健康生长或者保证其营养品质。

因此，亟需一种能够满足上述要求的用于环境监测和控制的系统和方法。

发明内容

本发明通过提供一种基于云服务的用于环境监测和控制的系统和方法来解决上述问题中的至少一个。

在本发明的一方面，提供一种用于环境监测和控制的系统，该系统包括监测装置、主控制单元以及通信模块，其中：

监测装置，被布置在环境中用于监测环境相关的数据；

主控制单元，与监测装置相连接以接收监测装置所监测的数据，并且将接收的监测数据与相应的预期值进行比较，当二者之间存在偏差时，所述主控制单元发出控制信号以进行控制；

通信模块，该通信模块与所述主控制单元相连接以将主控制单元连接至云服务器，从而允许在主控制单元和云服务器之间交换数据，并且允许用户经由远程计算设备上的应用程序与云服务器进行交互，以实时获得监测装置所监测的数据并且相应地发送指令给主控制单元。

由于本发明的用于环境监测和控制的系统中设置了通信模块，该通信模块能够允许管理者或种植者实时获得监测数据，并且远程地对主控制单元进行操作，例如根据预定的时间安排对环境参数进行检查或者在应用程序通知需要有紧急处理的状况时才进行处理，从而实现了更加高效和自动化的环境控制。

在一个优选实施方案中，所述系统进一步包括加料单元，所述加料单元与所述主控制单元连接以接收所述主控制单元发出的控制信号，并且根据所述控制信号对环境中的液体进行加料操作。

在一个优选实施方案中，所述系统进一步包括电控制单元，该电控制单元的一端连接至所述主控制单元，另一端连接至设置在环境中的照明设备、风扇、水泵、加氧器、液体冷却器和/或空气调节装置，以根据所述主控制单元发出的控制信号对所述照明设备、风扇、水泵、加氧器、液体冷却器和/或空气调节装置进行电控制操作。

在一个优选实施方案中，所述监测装置进一步包括液体监测装置，所述液体监测装置包括至少一个用于监测液体的温度、pH值、营养物浓度、含氧量、液位中至少之一的传感器。

在一个优选实施方案中，所述监测装置进一步包括空气监测装置，所述空气监测装置包括至少一个用于监测空气的温度、湿度、洁净度、和/或二氧化碳水平的传感器。

在一个优选实施方案中，所述加料单元进一步包括至少一个用于向液体中添加能够影响液体的pH值、营养物浓度、含氧量至少之一的对应物质的加料器。

在一个优选实施方案中，所述空气调节装置进一步包括至少一个用于调节空气的温度、湿度、洁净度、和/或二氧化碳水平的装置，以将空气的温度、湿度、洁净度、和/或二氧化碳水平调节至目标值。

在一个优选实施方案中，所述系统进一步包括计时电路，所述计时电路连接至所述主控制单元，以用于计时或设置系统时间。

在一个优选实施方案中，所述系统进一步包括扩展接口，所述扩展接口的一端连接至所述主控制单元，另一端连接至相应的调节或校准按键。

在一个优选实施方案中，所述系统进一步包括多路复用器，所述多路复用器被布置在主控制单元与监测装置和通信模块之间。

在一个优选实施方案中，所述监测装置包括pH传感器和EC传感器，所述pH传感器和EC传感器经由电力隔离器和数据隔离器连接至所述多路复用器。

在一个优选实施方案中，所述系统进一步包括用于电源连接和数据传输的至少一个连接器，所述至少一个连接器被相应地分别设置在外部电源、加料单元、电控制单元和LCD中的任一个与主控制单元之间。

在一个优选实施方案中，所述加料单元进一步包括半桥驱动器电路和至少一个蠕动泵，所述半桥驱动器电路与至少一个蠕动泵的马达相连，以选择性地驱动所述马达进行加料操作。