基于人工智能的广播式农业大棚控制装置及控制方法与流程

1.本发明属于大棚种植技术领域，具体涉及一种基于人工智能的广播式农业大棚控制装置，本发明还涉及一种基于人工智能的广播式农业大棚控制装置的控制方法。


背景技术：

2.现如今温室大棚已经在全国范围内普遍出现，当大棚管理者在大棚内四处走动查看大棚内情况时，若发现需要调控某设备时，由于大棚内面积较大，大棚管理者返回控制台进行相应操作既费时又费力，给大棚管理者带来诸多不便。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种基于人工智能的广播式农业大棚控制装置，能够方便当大棚管理者在远离控制台时，在原地便可远程控制大棚的各设备运作，不需要大棚管理者来回往返控制台，给大棚管理者提供了诸多方便。
4.本发明的另一目的是提供一种基于人工智能的广播式农业大棚控制装置的控制方法。
5.本发明所采用的第一技术方案是，一种基于人工智能的广播式农业大棚控制装置，包括设置于地面上的大棚本体，大棚本体内部沿长度方向均匀设置有若干根水管，每根水管的一端均与外部水源连通，每根水管的底部均匀开设有若干喷头，大棚本体内部还设置控制系统，大棚本体顶部设置有卷帘。
6.本发明第一技术方案的特点还在于，
7.控制系统具体结构为：包括设置在所述大棚本体内部的控制台，控制台内部装有微控制器，微控制器同时还与设置在大棚本体内部的语音识别模块、摄像头、传感器、以及喷头、卷帘连接，语音识别模块与扬声器连接，扬声器又与无线信号接收装置电性连接，无线信号接收装置同时还与对讲机终端信号连接。
8.传感器分为空气温度传感器、土壤湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器四种，每种传感器都有若干个，土壤湿度传感器位于喷头下方的土壤里，其余传感器位于大棚本体的长方向侧壁靠上位置处，所述摄像头有若干个，分别位于大棚本体的墙体和侧壁靠上位置处，扬声器有两个，每个扬声器均设置于支撑柱顶部。
9.控制系统的控制台、微控制器、语音识别模块、无线信号接收装置位于固定架内部，固定架顶部设置有隔水阻潮玻璃。
10.大棚本体两端还分别设置有若干风机，风机与控制系统连接。
11.本发明所采用的第二技术方案是，一种基于人工智能的广播式农业大棚控制装置的控制方法，具体按照以下步骤实施：
12.步骤1、温室大棚内系统有自动控制模式和手动控制模式两种模式，正常情况下，大棚内各设备默认处于自动控制模式，由微控制器进行自动控制，摄像头和传感器在自动控制模式中始终处于开启状态，传感器包括空气温度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器
和二氧化碳传感器，传感器将检测的信息实时上传给微控制器，微控制器根据得到的实时信息自动控制联动卷帘、喷头、风机的开启和关闭；
13.步骤2、当大棚管理者发现大棚内某个设备需要手动调控的时候，大棚管理者通过呼叫对讲机终端发出语音指令：“切换为手动模式”，对讲机终端将语音指令转换为电磁信号通过短距离无线传输后被信号接收装置接收并转化为电信号传递给扬声器，扬声器将电信号重新转化为语音，由语音识别模块将语音识别为相应信息并传输给微控制器，微控制器将系统切换为手动控制模式；
14.步骤3、当系统处于手动控制模式时，大棚管理者可继续通过对讲机终端发出语音指令控制各设备，可控制的设备有联动卷帘、喷头、风机、摄像头、传感器；
15.步骤4、在手动控制模式时，大棚管理者通过向对讲机终端发出语音指令“切换为自动控制模式”，则微控制器会重新将系统切换为自动控制模式，或者自定义一段时间后微控制器没有继续接收到任何控制指令则也会自动切换系统为自动控制模式。
16.本发明第二技术方案的特点还在于，
17.步骤1具体如下：
18.当微控制器得到土壤湿度传感器传来的信息后，检测到的土壤湿度低于阈值a时，微控制器通过控制喷头上方的阀门开启控制喷头出水，实施对土壤增湿，当土壤湿度传感器重新检测到的信息高于阈值a时，则微控制器通过关闭喷头上方的阀门停止喷头出水；
19.微控制器得到光照传感器传来的信息后，检测到外界光照强度高于阈值 b时，微控制器打开联动卷帘降低大棚内部光照强度，当重新检测到外界光照强度低于阈值b时，则关闭联动卷帘；
20.微控制器得到空气温度传感器传来的信息后，检测到空气温度高于阈值 c时，微控制器打开风机降低大棚内部空气温度，当重新检测到空气温度低于阈值c时，则会关闭风机。
21.步骤3中，每种类型设备均有若干个，每个设备都有唯一的编号，大棚管理者控制某设备时需要根据相应编号对应控制，如发出语音指令“开启设备a”、“关闭设备b”控制相应设备。
22.步骤4中自定义一段时间时长为10min之内。
23.本发明的有益效果是，一种基于人工智能的广播式农业大棚控制装置及控制方法，通过在控制台的语音识别模块两端安装两个扬声器，当大棚管理者远离控制台时，可通过对讲机终端发出语音命令，经过一系列传输由扬声器再次将声音广播出来，由语音识别模块识别后转化为控制信号来实现对相应设备的远程控制，实现了当大棚管理者不在控制台时也可轻松远程控制大棚内的各设备，为大棚管理者提供了方便。2.通过对讲机终端发出语音命令可实现对大棚内各设备自动和手动两种控制模式，方便对大棚进行管理。3. 仅通过在控制台两端加装两个扬声器以及无线信号接收装置便可实现对大棚内设备的远程控制，节省了大量成本。
附图说明
24.图1为本发明温室大棚结构示意图。
25.图2为本发明控制台及扬声器部分结构示意图。
26.图3为本发明硬件系统工作示意图。
27.图4为本发明的工作流程图。
28.图中，1.地面本体，2.大棚本体，3.固定架，4.隔水阻潮玻璃，5.控制台，6.微控制器，7.语音识别模块，8.支撑柱，9.扬声器，10.无线信号接收装置，11.对讲机终端，12.喷头，13.水管，14.风机，15.摄像头， 16.卷帘，17.传感器。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
30.本发明一种基于人工智能的广播式农业大棚控制装置，结合图1～图3，包括设置于地面1上的大棚本体2，大棚本体2内部沿长度方向均匀设置有若干根水管13，每根水管13的一端均与外部水源连通，每根水管13的底部均匀开设有若干喷头12，大棚本体2内部还设置控制系统，大棚本体2顶部设置有卷帘16。
31.控制系统具体结构为：包括设置在大棚本体2内部的控制台5，控制台 5内部装有微控制器6，微控制器6同时还与设置在大棚本体2内部的语音识别模块7、摄像头15、传感器17、以及喷头12、卷帘16连接，语音识别模块7与扬声器9连接，扬声器9又与无线信号接收装置10电性连接，无线信号接收装置10同时还与对讲机终端11信号连接。
32.传感器17分为空气温度传感器、土壤湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器四种，每种传感器17都有若干个，土壤湿度传感器位于喷头下方的土壤里，其余传感器位于大棚本体2的长方向侧壁靠上位置处，所述摄像头15有若干个，位于大棚本体2的墙体和侧壁靠上位置处，所述扬声器9 有两个，每个扬声器9均设置于支撑柱8顶部。
33.控制系统的控制台5、微控制器6、语音识别模块7、无线信号接收装置 10位于固定架3内部，固定架3顶部设置有隔水阻潮玻璃4。
34.大棚本体2两端还分别设置有若干风机14，风机14与控制系统连接。
35.本发明中，控制台5中微控制器6为低功耗嵌入式微处理器lpc2103，微控制器6上连接有语音识别模块7，所述语音识别模块7用于识别大棚管理者发出的语音命令并向微控制器6发送相应信号，所述微控制器6用于控制大棚内各控制设备的运行。扬声器9有两个，型号为ls57w-17f-r8，具有优良的防水属性，在潮湿的环境中，不受任何影响，所述扬声器9分别位于控制台5两端，固定在支撑柱8的上方，以保证语音识别模块7可以准确清晰的接收到语音指令并识别出来。无线信号接收装置10安装在支撑柱8 的内部，和扬声器9的输入端连接，用来接收大棚管理者通过对讲机终端11 发来的无线信号并传输给扬声器9，由扬声器9将信号转化为语音。对讲机终端11可以被大棚管理者随身携带，需要调控某设备时可通过向对讲机终端11发出语音指令，所述对讲机终端会将语音指令通过无线方式传输出去。
36.本发明一种基于人工智能的广播式农业大棚控制装置的控制方法，流程图如图4所示，具体按照以下步骤实施：
37.步骤1、温室大棚内系统有自动控制模式和手动控制模式两种模式，正常情况下，大棚内各设备默认处于自动控制模式，由微控制器6进行自动控制，摄像头15和传感器17在自动控制模式中始终处于开启状态，传感器17 包括空气温度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器和二氧化碳传感器，传感器17将检测的信息实时上传给微控制器6，微控制器6根据得到的实时信息自动控制联动卷帘16、喷头12、风机14的开启和关闭；
38.步骤1具体如下：
39.当微控制器6得到土壤湿度传感器传来的信息后，检测到的土壤湿度低于阈值a时，微控制器6通过控制喷头12上方的阀门开启控制喷头12出水，实施对土壤增湿，当土壤湿度传感器重新检测到的信息高于阈值a时，则微控制器6通过关闭喷头12上方的阀门停止喷头12出水；
40.微控制器6得到光照传感器传来的信息后，检测到外界光照强度高于阈值b时，微控制器6打开联动卷帘16降低大棚内部光照强度，当重新检测到外界光照强度低于阈值b时，则关闭联动卷帘16；
41.微控制器6得到空气温度传感器传来的信息后，检测到空气温度高于阈值c时，微控制器6打开风机14降低大棚内部空气温度，当重新检测到空气温度低于阈值c时，则会关闭风机14。
42.步骤2、当大棚管理者发现大棚内某个设备需要手动调控的时候，大棚管理者通过呼叫对讲机终端11发出语音指令：“切换为手动模式”，对讲机终端11将语音指令转换为电磁信号通过短距离无线传输后被信号接收装置 10接收并转化为电信号传递给扬声器9，扬声器9将电信号重新转化为语音，由语音识别模块7将语音识别为相应信息并传输给微控制器6，微控制器6 将系统切换为手动控制模式；
43.步骤3、当系统处于手动控制模式时，大棚管理者可继续通过对讲机终端11发出语音指令控制各设备，可控制的设备有联动卷帘16、喷头12、风机14、摄像头15、传感器17；步骤3中，每种类型设备均有若干个，每个设备都有唯一的编号，大棚管理者控制某设备时需要根据相应编号对应控制，如发出语音指令“开启设备a”、“关闭设备b”控制相应设备。
44.步骤4、在手动控制模式时，大棚管理者通过向对讲机终端11发出语音指令“切换为自动控制模式”，则微控制器6会重新将系统切换为自动控制模式，或者自定义一段时间后微控制器6没有继续接收到任何控制指令则也会自动切换系统为自动控制模式。
45.步骤4中自定义一段时间时长为10min之内。