一种草莓园自动洒水通风系统及其方法与流程

本发明属于窄带物联网技术领域，特别涉及一种草莓园自动洒水通风系统及其方法。

背景技术

草莓农作物对温湿度及其灌溉要求比较严格，而目前的草莓园均采用大棚进行种植，对大棚中温湿度的控制、通风控制和灌溉控制直接影响草莓的生长情况。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种草莓园自动洒水通风系统及其方法，解决了采用窄带物联网实现智能控制草莓园大棚中洒水通风的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种草莓园自动洒水通风系统，包括nbiot大棚控制系统、通风喷淋机构、中心服务器、数据库服务器和手机app端；中心服务器、数据库服务器和手机app端通过网络相互通信，nbiot大棚控制系统通过nbiot窄带网络与中心服务器通信；

通风喷淋机构包括喷淋机构和通风机构；

喷淋机构包括设置喷嘴的输水管架；

通风机构包括电动百叶窗和风机；

nbiot大棚控制系统包括nbiot终端、数字温湿度传感器、水箱温度传感器、水箱电热丝、水箱出水泵、水箱进水电磁阀、输水管架升降电机组和输水管架电动推杆组；

一个水箱通过所述水箱出水泵连接输水管架，水箱温度传感器和水箱电热丝均设于水箱内，水箱连接进水管，进水管上设置所述水箱进水电磁阀；

nbiot终端包括nbiot传输电路、nbiot供电电路、arm控制器、arm供电电路、485电路、功率驱动电路和隔离驱动电路；

nbiot传输电路是由nbiot模块及其外围电路构成，nbiot供电电路由12v转3.8v的三端稳压器及其外围电路构成，nbiot供电电路输出的3.8v电压为nbiot模块及其外围电路供电；nbiot模块的串口通信端与arm控制器的第一串口连接；

arm供电电路包括一个12v转5v的三端稳压器和一个5v转3.3v的三端稳压器，12v转5v的三端稳压器输出5v电源，5v转3.3v的三端稳压器输出3.3v电源，arm控制器由3.3v电源供电；

485电路是由485芯片及其外围电路构成，485芯片的485总线接口连接数字温湿度传感器、串口通信接口连接arm控制器的第二串口；

功率驱动电路包括一个达林顿驱动管和7个继电器，达林顿管设有7个输出端和7个输入端，达林顿管的7个输出端口分别控制7个所述继电器的线圈端，达林顿管的7个输入端分别连接arm控制器上的7个io口；

输水管架电动推杆组包括4个电动推杆，这4个电动推杆的电源回路分别通过4个所述继电器控制；

水箱电热丝的电源回路、水箱出水泵的电源回路和水箱进水电磁阀的电源回路分别通过3个所述继电器控制；

隔离驱动电路包括光电隔离器ic26、光电隔离器ic27、继电器fj和继电器sjc，光电隔离器ic26的控制端和光电隔离器ic27的控制端分别连接arm控制器的两个io口，光电隔离器ic26的输出端和光电隔离器ic27的输出端分别控制继电器fj的线圈和继电器sjc线圈，继电器fj和继电器sjc分别控制电动百叶窗的电源回路和风机的电源回路；

水箱温度传感器为数字单总线温度传感器，水箱温度传感器连接arm控制器上的一个io口，水箱温度传感器由5v电源供电；

输水管架升降电机组包括4个步进电机套件，每一个步进电机套件均包括一个驱动器和一个步进电机，所有驱动器的控制端均与arm控制器的io口连接，每一个驱动器占用arm控制器6个io口。

所述arm控制器的型号为lpc2114；所述达林顿管的型号为uln2003；所述485芯片的型号为max485；所述12v转3.8v的三端稳压器的型号为mp1482；所述12v转5v的三端稳压器的型号为lm7805；所述5v转3.3v的三端稳压器的型号为am1117；所述nbiot模块的型号为wh-nb73；所述数字温湿度传感器的型号为rs-ws-n01-2-1温湿度采集变送器；所述水箱温度传感器的型号为ds18b20；所述步进电机套件中的驱动器的型号为hbs806，步进电机的型号为86hse12n；所述电动推杆的型号为12v电动推杆xtl100。

还包括用于带动输水管架升降的输水管架升降系统，所述输水管架升降系统包括四个升降机构，升降机构包括齿轮齿条机构，齿轮齿条结构包括竖直设置的齿条和与齿条啮合的齿轮，四个升降机构的齿轮分别由输水管架升降电机组的四个步进电机带动，输水管架电动推杆组固设在输水管架上。

所述输水管架和输水管架升降系统均设于大棚内，大棚上设置所述电动百叶窗，大棚内设一对上横担和一对下横担，当电动推杆伸出时，其中两电动推杆均被卡挡在其中一个上横担上侧，另外两电动推杆均被卡挡在另一个上横担上侧；或者当电动推杆伸出时，其中两电动推杆均被卡挡在其中一个下横担上侧，另外两电动推杆均被卡挡在另一个下横担上侧。

一种草莓园自动洒水通风的方法，包括如下步骤：

步骤1：建立一种草莓园自动洒水通风系统；

步骤2：注册账户:用户在手机app端中输入账户信息，手机app端通过互联网将账户信息发送给中心服务器，中心服务器将账户信息发送给数据库服务器，数据库服务器中存储有所有用户数据；用户数据包括用户账号和用户实名制信息；

步骤3：用户登录当用户通过手机app端进行登录时，首先用户在手机app端输入账户信息，手机app端将登陆信息发送给中心服务器，中心服务器将登陆信息发送给数据库服务器，数据库服务器对账户信息进行验证，验证成功，则执行步骤4，验证不成功则执行步骤3；

步骤4：用户进入手机app端提供的操作主页面，操作主页面中包括草莓园棚号选项、洒水选项、通风选项和棚内温湿度信息显示栏，用户首先选择草莓园棚号，查找需要智能洒水或通风的棚户；然后用户选择棚内温湿度信息显示栏，查看该草莓园棚的温度和湿度；

温度和湿度是通过棚内的数字温湿度传感器自动采集，并通过nbiot终端定时发送到中心服务器，在由中心服务器发送到数据库服务器，最后有数据库服务器生成历史温湿度数据和实时温湿度数据，其具体步骤包括：数字温湿度传感器定时检测当前棚户内温度后将温室数据发送给nbiot终端，nbiot终端通过与外网rest服务接口把本棚的棚号和温湿度数据发送给中心服务器，中心服务器在转发给数据库服务器进行存储；

步骤5：用户选择洒水选项：用户在手机app端上点击草莓园棚号选项选择棚号并选择洒水选项，手机app端将棚号和洒水选项发送给中心服务器，中心服务器通过rest服务接受到洒水动作和草莓园棚号，并保存到数据库服务器中，中心服务器向nbiot终端发送洒水动作和草莓园棚号，nbiot终端核对草莓园棚号，并执行洒水指令：nbiot终端控制水箱出水泵和水箱进水电磁阀启动，实现对输水管架的供水，输水管架通过喷头向草莓洒水；

用户通过手机app端向中心服务器发送升降指令，中心服务器向nbiot终端转发升降指令，nbiot终端通过控制4个步进电机套件的步进电机动作，从而带动输水管架上下升降，nbiot终端通过编码来实现步进电机的行程，当达到一定行程后，nbiot终端控制步进电机停止动作，并控制输水管架电动推杆组动作，实现输水管架升降后的定位；

用户通过手机app端向中心服务器发送通风指令，中心服务器向nbiot终端转发通风指令，nbiot终端通过控制风机和电动百叶窗打开，实现草莓棚的通风。

本发明所述的一种草莓园自动洒水通风系统及其方法，解决了采用窄带物联网实现智能控制草莓园大棚中洒水通风的技术问题，实现了通过手机app对葡萄园大棚定时灌溉、定时通风的功能，减少人工浇水的劳动量和水温太低对草莓的损害，极大的方便了劳动者对草莓园的管理。

附图说明

图1是大棚的主视图；

图2是图1的右视图；

图3是图2中的a-a视图；

图4是输水管架的结构示意图；

图5是输水管架、电动推杆与横担的结构示意图；

图6是输水管架上喷嘴喷淋时的结构示意图；

图7是本发明的系统构架示意图；

图8是本发明的nbiot模块的电路图；

图9是本发明的nbiot模块的外围电路图；

图10是本发明的nbiot供电电路图；

图11是本发明的隔离驱动电路图；

图12是本发明的arm控制器电路图；

图13是本发明的arm供电电路图；

图14是本发明的485电路图；

图15是本发明的功率驱动电路图；

图中：大棚1、棚架2、电动百叶窗3、升降机构4、齿轮5、齿条6、立杆7、步进电机8、安装板9、输水管架10、喷嘴11、电动推杆12、牛腿13、上横担14、固定杆15、水箱进水电磁阀16、温度传感器17、水箱电热丝18、水箱19、水箱出水泵20、软管21、三通22、弯头23、左侧管24、前侧分管25、前侧管26、右侧管27、后侧管28、后侧分管29、输水管30、连杆31、总三通32、下横担33、风机34、进水管35。

具体实施方式

实施例1：

一种草莓园自动洒水通风系统，包括nbiot大棚控制系统、通风喷淋机构、中心服务器、数据库服务器和手机app端；中心服务器、数据库服务器和手机app端通过网络相互通信，nbiot大棚控制系统通过nbiot窄带网络与中心服务器通信；

nbiot大棚控制系统包括nbiot终端、数字温湿度传感器、水箱温度传感器17、水箱电热丝18、水箱出水泵20、水箱进水电磁阀16、输水管架升降电机组和输水管架电动推杆组；输水管架升降电机组包括4个步进电机套件，每一个步进电机套件均包括一个驱动器和一个步进电机8，输水管架电动推杆组包括4个电动推杆12。

通风喷淋机构包括喷淋机构和通风机构，喷淋机构包括设置喷嘴11的输水管架10；通风机构包括电动百叶窗3和风机34，电动百叶窗3和风机34对应设置。

一种草莓园自动洒水通风系统还包括用于带动输水管架10升降的输水管架升降系统，所述输水管架10和输水管架升降系统均设于大棚内，当然，草莓园也在大棚内。

由大棚骨架2和棚膜搭建而成的大棚1具有棚顶、前侧壁、左侧壁、后侧壁和右侧壁，大棚的纵向方向为前后方向、横向方向为左右方向，前侧壁、左侧壁、后侧壁和右侧壁均竖直设置，前侧壁和后侧壁均为左右延伸，左侧壁和右侧壁均为前后延伸，前侧壁、左侧壁、后侧壁和右侧壁依次围接并构成一个矩形的围壁，棚顶覆盖在围壁的上侧，大棚骨架2包括沿前侧壁从左至右依次间隔设置的多个立杆7、沿后侧壁从左至右依次间隔设置的多个立杆7、沿左侧壁从前至后依次间隔设置的多个立杆7以及沿右侧壁从前至后依次间隔设置的多个立杆7，立杆7为竖直设置，相邻两立杆7之间固设水平的横杆，当然，大棚骨架2还包括棚顶骨架，所述棚膜覆盖在大棚骨架2的外侧；大棚的前侧壁上设置供人出入的门(门图中未示出)，大棚及其大棚骨架2和棚膜的结构、安装均为现有技术，故不详细叙述。

大棚1上设置所述电动百叶窗3，并且电动百叶窗3具体设置在大棚的后侧壁上，所述风机34设置在大棚外(大棚后方)，风机34相对应地设置在电动百叶窗3的正后方，风机34产生的风通过电动百叶窗3吹入大棚，电动百叶窗3用于调节风大小。当然，本发明不拘泥于上述形式，也可将风机34对应电动百叶窗3设于大棚内。

大棚内设一对上横担14和一对下横担33，两上横担14左右平行间隔设置，两上横担14等高，两下横担33左右平行间隔设置，两下横担33等高，上横担14和下横担33均为前后水平延伸的横梁。左侧上横担14和左侧下横担33上下间隔正对且平行，右侧上横担14和右侧下横担33上下间隔正对且平行。具体安装时，在大棚左侧壁处任意挑选两前后间隔的立杆7，在左侧壁处挑选出的任意两立杆7上均上下间隔地固设(本例为焊接)两牛腿13，同理，在大棚右侧壁处任意挑选两前后间隔的立杆7，在右侧壁处挑选出的任意两立杆7上也均上下间隔地固设(本例为焊接)两牛腿13。将左侧上横担14水平地搁置并焊接在左侧壁处挑选的两立杆7上的两上侧牛腿13的上侧，将右侧上横担14水平地搁置并焊接在右侧壁处挑选的两立杆7上的两上侧牛腿13的上侧，同理，将左侧下横担33水平地搁置并焊接在左侧壁处挑选的两立杆7上的两下侧牛腿13的上侧，将右侧下横担33水平地搁置并焊接在右侧壁处挑选的两立杆7上的两下侧牛腿13的上侧；这样，左侧上横担14由左侧壁挑选的两立杆7上的两上侧牛腿13承托，右侧上横担14由右侧壁挑选的两立杆7上的两上侧牛腿13承托，左侧下横担33由左侧壁挑选的两立杆7上的两下侧牛腿13承托，右侧下横担33由右侧壁挑选的两立杆7上的两下侧牛腿13承托。

所述输水管架10为矩形框架式结构，输水管架10包括一个水平设置的矩形框架和矩形框架内从左至右依次平行间隔设置的数个输水管30，矩形框架由前侧管26、左侧管24、后侧管28和右侧管27依次围接而成，前侧管26、左侧管24、后侧管28和右侧管27依次连通，前侧管26和后侧管28均为左右水平延伸且两者等高、等长，矩形框架的前后方向为其纵向方向、左右方向为其横向方向，左侧管24和右侧管27均为前后水平延伸且两者等高、等长，其中，前侧管26由数根前侧分管25从左至右依次对接而成，左右相邻两前侧分管25之间通过三通22对接并连通，后侧管28由数根后侧分管29从左至右依次对接而成，左右相邻两后侧分管29之间也通过三通22对接并连通，前侧分管25与后侧分管29数量相等且等长，前侧管26、左侧管24、后侧管28和右侧管27依次通过弯头23连接，右侧管27与前侧管26通过一个总三通32连接，即前侧管26的左端通过第一个弯头23连接左侧管24的前端，左侧管24的后端通过第二个弯头23连接后侧管28的左端，后侧管28的右端通过第三个弯头23连接右侧管27的后端，前侧管26的右端通过一个总三通32连接右侧管27的前端，进一步地，前侧管26中最左端前侧分管25的左端通过第一个弯头23连接左侧管24的前端，前侧管26中最右端前侧分管25的右端通过一个总三通32连接右侧管27的前端，后侧管28中最左端后侧分管29的左端通过第二个弯头23连接左侧管24的后端，后侧管28中最右端后侧分管29的右端通过第三个弯头23连接右侧管27的后端；输水管30的数量比前侧分管25少一个，当然，也比后侧分管少一个，输水管30连接在前侧管26与后侧管28之间，输水管30为前后水平设置，前侧管26上的三通22与后侧管28上的三通22数量相等，并且前侧管26上的三通22与后侧管28上的三通22一一前后对应，分别位于前侧管26和后侧管28上且前后对应的两三通22之间连接一根所述输水管30，即输水管30前端连接前侧管26上的一个三通22并通过该三通22连通其左右相邻的两前侧分管25，输水管30后端连接后侧管28上的一个三通22并通过该三通22连通其左右相邻的两后侧分管29，输水管30前、后两端连接的两三通22前后对应，输水管30前端连通前侧管26、后端连通后侧管28。左右相邻两输水管30之间固设有左右水平的连杆31，本例中，连杆31焊接在左右相邻两输水管30之间；每个输水管30下侧均沿该输水管30纵向从前至后地依次间隔设置数个喷嘴11，喷嘴11用于向下喷水。

输水管架10中的所有管子互通，前侧管26、左侧管24、后侧管28和右侧管27依次连通，输水管30前端连通前侧管26、后端连通后侧管28。

一个水箱19通过水箱出水泵20连接输水管架10，水箱温度传感器17和水箱电热丝18均设于水箱19内，水箱19连接进水管35，进水管35上设置水箱进水电磁阀16，本实施例中，水箱的出水口管道连接水箱出水泵20的进水口，水箱出水泵20的出水口通过软管21连接所述总三通32，即总三通32的三个端口分别连接软管21的端口、前侧管26的右端口(即前侧管26最右端前侧分管25的右端口)和右侧管27的前端口，所述软管21为塑料管，软管21的长度应满足输水管架10升降高度需要。当水箱充满水，水箱出水泵20工作时，将水箱中的水依次流经水箱出水泵20、软管21和总三通32，再从总三通32流入输水管架10，输水管架10中的前侧管26、左侧管24、后侧管28、右侧管27以及输水管30均充水，然后水从喷嘴11中向下喷出，当然，本发明不拘泥于上述形式，也可以在左侧管24和右侧管27的下侧均设置喷嘴11，这样左侧管24和右侧管27也具有喷水的作用，或者，当左侧管24和右侧管27下侧均不设置喷嘴11时，可在左侧管24的前后两端内均设置堵头，在后侧管28的前后两端内也均设置堵头，水箱出水泵20工作时，左侧管24和右侧管27内均不再充水。

所述输水管架升降系统包括四个升降机构4，

升降机构4结构如下：包括安装板9和齿轮齿条机构，安装板9呈“凸”字形且水平设置，齿轮齿条机构包括竖直设置的齿条6和与齿条6啮合的齿轮5，四个升降机构4的齿轮5分别由输水管架升降电机组的四个步进电机8带动；

四个升降机构4分别设置在输水管架10的四个角点处，四个升降机构4的四个安装板9分别焊接在输水管架10的矩形框架的四个拐角(或四个角点)的上侧，输水管架升降电机组的四个步进电机8分别固定安装在四个升降机构4的四个安装板9的上侧，当然，输水管架升降电机组的四个驱动器也随着相应的步进电机8固设在相应的安装板9上侧，本实施例中，步进电机8的输出轴前后水平伸出，四个升降机构4的四个齿轮5分别设置在四个步进电机8的输出轴上，步进电机8的输出轴与其上齿轮5键连接或者固定连接，步进电机8带动其上齿轮5转动；四个升降机构4的四个齿轮5中：其中两个齿轮5左右间隔地设置在输水管架10的前方，另外两个齿轮5左右间隔地设置在输水管架10的后方，相应地，四个升降机构4的四个齿条6中：其中两个齿条6左右间隔地设置在输水管架10的前方，另外两个齿条6左右间隔地设置在输水管架10的后方，四个齿轮分别与四个齿条啮合，四个齿条6分别与各自临近的立杆7通过固定杆15固定连接，更优地，四个齿条6分别与分散在大棚骨架2四个角点处的四个立杆7通过固定杆15固定连接，或者四个齿条6分别与四根临近大棚四个角点的立杆7通过固定杆15固定连接，每根齿条均与相应的立杆之间通过至少上下间隔的两固定杆15固定连接，固定杆15水平地焊接在相应齿条6与立杆7之间，并且齿条6与其相应的立杆7之间从上之下依次间隔地焊接有至少两根固定杆15；四个齿轮5分别与四个齿条6啮合。

输水管架电动推杆组固设在输水管架10上，电动推杆12包含套筒和可伸缩的推杆(电动推杆12为现有技术，故不详细叙述)，具体地，将输水管架电动推杆组的四个电动推杆12划分成左右间隔地两组，这样，左侧一组电动推杆12包含前后间隔的两电动推杆12，左侧组中的电动推杆12的推杆可向左水平伸出并可将其推杆的端部向左伸出输水管架10外，右侧一组电动推杆12也包含前后间隔的两电动推杆12，右侧组的电动推杆12的推杆可向右水平伸出并可将其推杆的端部向右伸出输水管架10外，电动推杆12的套筒通过焊接固设在输水管架10的下侧，具体地，左侧组中的电动推杆12的套筒焊接在左侧管24和最左端输水管30的下侧，右侧组中的电动推杆12的套筒焊接在右侧管27和最右端输水管30的下侧；

当电动推杆12伸出时，其中两电动推杆12均被卡挡在其中一个上横担14上侧，另外两电动推杆12均被卡挡在另一个上横担14上侧；或者当电动推杆12伸出时，其中两电动推杆12均被卡挡在其中一个下横担33上侧，另外两电动推杆12均被卡挡在另一个下横担33上侧；当电动推杆12缩回时，输水管架10以及电动推杆12可在两上横担14之间上下移动。

具体地，左侧组的电动推杆12与左侧上横担14和左侧下横担33相对应，右侧组的电动推杆12与右侧上横担14和右侧下横担33相对应，在初始状态，水箱出水泵20不工作，喷嘴11也不喷水，所有电动推杆12的推杆端部均向输水管架10外伸出，如图5中实线所示，同时，图4也为左右两组电动推杆分别搭在两上横担上侧的示意图，左侧组的电动推杆12的推杆向左伸出并将推杆端部搭在左侧上横担14的上侧，右侧组的电动推杆12的推杆向右伸出并将推杆端部搭在右侧上横担14的上侧，此时整个输水管架10的重量由两上横担14承担，当需要给草莓喷水时，电动推杆12的推杆均收回，左侧组的电动推杆12的推杆向右水平收缩使推杆端部间隔地位于左侧上横担14的右方，右侧组的电动推杆12的推杆向左水平收缩使推杆端部间隔地位于右侧上横担14的左方，这样，输水管架10和所有电动推杆12均与上横担14相间隔、不接触，输水管架10以及电动推杆12均在两上横杆之间，然后步进电机8工作带动齿轮5转动，齿轮5与齿条6啮合并沿齿条6下降，整个输水管架10随之同步下降，当输水管架10及其上电动推杆12同步下降到上横担14以下、下横担33以上时(即上横担14与下横担33之间时)，电动推杆12的推杆再次向外伸出，左侧组的电动推杆12的推杆向左伸出，右侧组的电动推杆12的推杆向右伸出，步进电机8继续带动齿轮5转动，整个输水管架10和电动推杆12继续随齿轮5沿齿条6下降，直至电动推杆12的推杆被挡在下横担33的上侧，即如图5中的虚线所述，左侧组的电动推杆12的推杆端部被挡在左侧下横担33上侧，右侧组的电动推杆12的推杆端部被挡在右侧下横担33上侧，此时，步进电机8停止工作，齿轮5不再转动，输水管架10以及电动推杆12的重量由两根下横担33承担，输水管架10移动到位，水箱出水泵20工作，将水箱中的水引入输水管架10，并最终从喷嘴11向下喷出，喷淋大棚内的草莓植株；反之，喷淋结束后，水箱出水泵20停止工作，喷嘴停止喷淋，电动推杆12的推杆均收回，左侧组的电动推杆12的推杆向右水平收缩使推杆端部间隔地位于左侧下横担14的右方，右侧组的电动推杆12的推杆向左水平收缩使推杆端部间隔地位于右侧下横担14的左方，这样，输水管架和所有电动推杆12均与下横担14相间隔、不接触，输水管架10以及电动推杆12均在两下横杆之间，然后，步进电机反转，齿轮反转，输水管架及其上电动推杆随着齿轮沿齿条上升，直至上升至上横担的上方，电动推杆再次伸出，左侧组的电动推杆12的推杆向左伸出，右侧组的电动推杆12的推杆向右伸出，步进电机再次带动齿轮沿着齿条下降，直到左侧组电动推杆12的推杆搭在左侧上横担上侧，右侧组电动推杆12的推杆再次搭在右侧上横担上侧，步进电机停止工作，输水管架及其电动推杆再次由两上横担承担，完成复位。

nbiot终端包括nbiot传输电路、nbiot供电电路、arm控制器、arm供电电路、485电路、功率驱动电路和隔离驱动电路；

nbiot传输电路是由nbiot模块及其外围电路构成，nbiot供电电路由12v转3.8v的三端稳压器及其外围电路构成，nbiot供电电路输出的3.8v电压为nbiot模块及其外围电路供电；nbiot模块的串口通信端与arm控制器的第一串口连接，nbiot模块与arm控制器之间的通信为串口通信方式通信；

如图8和图9所示，本发明采用的是wh-nb73型号nbiot模块；其外围电路包括由电容c201、电容c202和电容c203构成的滤波电路以及由sim卡槽j601和esd芯片d601构成的esd保护电路，esd芯片601采用esda6v8av5芯片。

如图12所示，wh-nb73模块的36脚和35脚连接arm控制器的34和33脚，即arm控制器的第一串口。

如图10所示，nbiot供电电路由三端稳压器mp1482及其外围电路构成，mp1482的2脚输入端通过可控硅sts3415连接外部12v电源，mp1482的3脚输出端通过电感l101输出3.8v电源，为wh-nb73模块供电。

wh-nb73模块通过窄带物联网与中心服务器通信，中心服务器通过与wh-nb73模块的通信，将控制指令下达给arm控制器或获取arm控制器上传的数据信息。

arm供电电路包括一个12v转5v的三端稳压器和一个5v转3.3v的三端稳压器，12v转5v的三端稳压器输出5v电源，5v转3.3v的三端稳压器输出3.3v电源，arm控制器由3.3v电源供电；

如图13所示，ic2为12v转5v的三端稳压器，即lm7805，ic29为5v转3.3v的三端稳压器，即，am1117；ic2的输入端连接外部12v电源、输出端输出5v电源，ic29的输入端连接5v电源、输出端输出3.3v电源，为arm控制器供电。

485电路是由485芯片及其外围电路构成，485芯片的485总线接口连接数字温湿度传感器、串口通信接口连接arm控制器的第二串口；

如图14所示，ic24为485芯片，二极管d28～d32构成了485总线的保护电路，其中接口j3为485总线接口，直接与数字温湿度传感器的485通信端口连接，rs-ws-n01-2-1温湿度采集变送器通过485总线将温湿度数字信号传送给485芯片，485芯片在转发给arm控制器进行处理，arm控制器将温湿度数据以及arm控制器内部存储单元存储的草莓棚的棚号一并通过wh-nb73模块发送给中心服务器。

功率驱动电路包括一个达林顿驱动管和7个继电器，达林顿管设有7个输出端和7个输入端，达林顿管的7个输出端口分别控制7个所述继电器的线圈端，达林顿管的7个输入端分别连接arm控制器上的7个io口；

如图15所示，达林顿管ic32的输入端为1脚～7脚、输出端为10脚～16脚，达林顿管ic32的1脚～7脚顺序连接arm控制器的30脚、31脚、32脚、39脚、53脚、54脚和1脚；

达林顿管ic32的10脚～16脚分别控制继电器drs、继电器cssb、继电器jsdcf、继电器ddtg1、继电器ddtg2、继电器ddtg3和继电器ddtg4，如，达林顿管ic32的10脚连接继电器drs的线圈的一端，drs的线圈的另一端则连接5v电源，当达林顿管ic32的10脚为低电平时，继电器drs线圈导通，继电器drs动作。

输水管架电动推杆组包括4个电动推杆，这4个电动推杆的电源回路分别通过4个所述继电器控制；

4个电动推杆分别连接继电器ddtg1、继电器ddtg2、继电器ddtg3和继电器ddtg4，如，继电器ddtg1的常开端连接在一个电动推杆的电源回路中，当需要打开电动推杆时，继电器ddtg1动作，从而使该电动推杆通电，实现对电动推杆的控制。

水箱电热丝的电源回路、水箱出水泵的电源回路和水箱进水电磁阀的电源回路分别通过3个所述继电器控制；

水箱电热丝的电源回路由继电器drs控制，水箱出水泵的电源回路由继电器cssb控制，水箱进水电磁阀的电源回路由继电器jsdcf控制器，继电器对电源回路的控制均采用继电器的常开端串联在电源回路中，从而实现控制电源回路的通断。

隔离驱动电路包括光电隔离器ic26、光电隔离器ic27、继电器fj和继电器sjc，光电隔离器ic26的控制端和光电隔离器ic27的控制端分别连接arm控制器的两个io口，光电隔离器ic26的输出端和光电隔离器ic27的输出端分别控制继电器fj的线圈和继电器sjc线圈，继电器fj和继电器sjc分别控制电动百叶窗的电源回路和风机的电源回路；

如图11所示，隔离驱动电路包括光电隔离器ic26、光电隔离器ic27、继电器fj和继电器sjc，光电隔离器ic26的2脚连接arm控制器的2脚，光电隔离器ic27的2脚连接arm控制器的4脚，光电隔离器ic26的4脚控制继电器fj的线圈的供电回路的通断，光电隔离器ic27的4脚控制继电器sjc的线圈的供电回路的通断，继电器fj的常开端串联在风机的供电回路中，用于控制风机的通电，即，打开或关闭风机，继电器sjc的常开端串联在电动百叶窗的供电回路中，用于控制电动百叶窗的通电，即，打开或关闭电动百叶窗，电动百叶窗为现有技术，故不详细叙述。

水箱温度传感器为数字单总线温度传感器，水箱温度传感器连接arm控制器上的一个io口，水箱温度传感器由5v电源供电；

如图12所示，18b20的单总线信号端连接arm控制器的48脚，18b20由3.8v电源供电。

输水管架升降电机组包括4个步进电机套件，每一个步进电机套件均包括一个驱动器和一个步进电机，所有驱动器的控制端均与arm控制器的io口连接，每一个驱动器占用arm控制器6个io口。

如图12所示，每一个驱动器均包括6个控制端口：pul+、pul-、dir+、dir-、ena+和ena-，接口j-bmq1、接口j-bmq2、接口j-bmq3和接口j-bmq4即为连接4个驱动其的接口，驱动器的供电由外部12v电源供电，arm控制器通过接口j-bmq1、接口j-bmq2、接口j-bmq3和接口j-bmq4向4个驱动发送数字控制脉冲，实现对步进电机的控制，步进电机套件为现有技术，故不详细叙述，本发明采用步进电机套件中的驱动器的型号为hbs806，步进电机的型号为86hse12n。

所述arm控制器的型号为lpc2114；所述达林顿管的型号为uln2003；所述485芯片的型号为max485；所述12v转3.8v的三端稳压器的型号为mp1482；所述12v转5v的三端稳压器的型号为lm7805；所述5v转3.3v的三端稳压器的型号为am1117；所述nbiot模块的型号为wh-nb73；所述数字温湿度传感器的型号为rs-ws-n01-2-1温湿度采集变送器；所述水箱温度传感器的型号为ds18b20；所述步进电机套件中的驱动器的型号为hbs806，步进电机的型号为86hse12n；所述电动推杆的型号为12v电动推杆xtl100。

实施例2：

实施例2所示的一种草莓园自动洒水通风的方法是通过实施例1所示的一种草莓园自动洒水通风系统实现的，包括如下步骤：

步骤1：建立一种草莓园自动洒水通风系统；

步骤2：注册账户:用户在手机app端中输入账户信息，手机app端通过互联网将账户信息发送给中心服务器，中心服务器将账户信息发送给数据库服务器，数据库服务器中存储有所有用户数据；用户数据包括用户账号和用户实名制信息；

步骤3：用户登录当用户通过手机app端进行登录时，首先用户在手机app端输入账户信息，手机app端将登陆信息发送给中心服务器，中心服务器将登陆信息发送给数据库服务器，数据库服务器对账户信息进行验证，验证成功，则执行步骤4，验证不成功则执行步骤3；

步骤4：用户进入手机app端提供的操作主页面，操作主页面中包括草莓园棚号选项、洒水选项、通风选项和棚内温湿度信息显示栏，用户首先选择草莓园棚号，查找需要智能洒水或通风的棚户；然后用户选择棚内温湿度信息显示栏，查看该草莓园棚的温度和湿度；

温度和湿度是通过棚内的数字温湿度传感器自动采集，并通过nbiot终端定时发送到中心服务器，在由中心服务器发送到数据库服务器，最后有数据库服务器生成历史温湿度数据和实时温湿度数据，其具体步骤包括：数字温湿度传感器定时检测当前棚户内温度后将温室数据发送给nbiot终端，nbiot终端通过与外网rest服务接口把本棚的棚号和温湿度数据发送给中心服务器，中心服务器在转发给数据库服务器进行存储；

步骤5：用户选择洒水选项：用户在手机app端上点击草莓园棚号选项选择棚号并选择洒水选项，手机app端将棚号和洒水选项发送给中心服务器，中心服务器通过rest服务接受到洒水动作和草莓园棚号，并保存到数据库服务器中，中心服务器向nbiot终端发送洒水动作和草莓园棚号，nbiot终端核对草莓园棚号，并执行洒水指令：nbiot终端控制水箱出水泵和水箱进水电磁阀启动，实现对输水管架的供水，输水管架通过喷头向草莓洒水；

用户通过手机app端向中心服务器发送升降指令，中心服务器向nbiot终端转发升降指令，nbiot终端通过控制4个步进电机套件的步进电机动作，从而带动输水管架上下升降，nbiot终端通过编码来实现步进电机的行程，当达到一定行程后，nbiot终端控制步进电机停止动作，并控制输水管架电动推杆组动作，实现输水管架升降后的定位；

用户通过手机app端向中心服务器发送通风指令，中心服务器向nbiot终端转发通风指令，nbiot终端通过控制风机和电动百叶窗打开，实现草莓棚的通风。

本发明所述的一种草莓园自动洒水通风系统及其方法，解决了采用窄带物联网实现智能控制草莓园大棚中洒水通风的技术问题，实现了通过手机app对葡萄园大棚定时灌溉、定时通风的功能，减少人工浇水的劳动量和水温太低对草莓的损害，极大的方便了劳动者对草莓园的管理。