本發明涉及一種溫度控制系統，特別是涉及一種智能控制花壇溫度的系統。
背景技術：
植物的生長需要適合的溫度和濕度，現有的對花壇內植物生長的濕度的控制通常是通過定期的人工澆水的方式實現的，這種方式的澆水量控制精度低，且費時費力，勞動強度大，而花壇內植物生長的溫度通常依賴于環境溫度的變化，無法主動根據植物生長需要進行調節，所以一般植物很難保持在適宜的溫度環境下生長，無法最大程度的滿足植物生長的需要；因此，提供一種控制精確、省時省力、管理使用方便的花壇溫濕度智能化控制系統是非常必要的。
現有技術如，中國發明授權專利文獻，授權公告號cn103279155b，該發明公開了一種溫度控制系統，該溫度控制系統包括下位機和上位機，下位機是由avr單片機、溫度傳感器、led顯示器、溫度設置電路、溫度加熱電路組成；上位機是由pc機和交互軟件組成；該系統可以根據用戶需要的溫度曲線，在上位機上輸入溫度和保持該溫度的時間，下位機則實現該溫度的梯度變化控制，該系統能夠滿足對不同時刻有不同溫度要求的用戶，反應靈敏，精度較高，但是該系統僅可以控制溫度，所用電源需要外接電源，在外界電源無電情況下系統無法正常運行，而且在功能方面還具有完善空間。
技術實現要素：
本發明針對上述技術問題提供一種智能化控制花壇溫度的系統，可控制花壇的溫度和濕度，而且還設有報警、時間控制等功能，采用綠色能源為系統供電，可保持系統24h運行，且電力充足。
本發明針對上述技術問題所采取的技術方案為：一種智能化控制花壇溫度的系統，包括上位機、與上位機連接的驅動模塊和執行部件，上位機還連接有溫度指示燈、電源模塊、濕度指示燈和功能模塊，電源模塊由光伏板、蓄電池和外接電源組成，蓄電池為鉛酸蓄電池，蓄電池的電解液由以下成分及重量份組成：羧甲基纖維素0.1~1份、氣相二氧化硅0.2~6份、磷酸0.05~1.5份、三羥基聚醚0.01~0.03份、聚四氟乙烯乳液0.05~0.5份、無水硫酸鈉0.5~2份、三聚磷酸二氫鋁0.02~0.05份、硫酸亞錫0.01~1份、聚乙烯乳0.02~0.2份、硫酸35~50份、去離子水40~60份；本發明可對花壇內的溫度、濕度進行檢測并控制，通過合理的控制可改善花壇植物的溫濕度，使植物保持最佳生長狀態，電池容量保持長久,循環充電次數多,耐高低溫穩定性好,其中三羥基聚醚和三聚磷酸二氫鋁通過硫酸亞錫具有提高耐高低溫穩定性的作用，可保持系統24h運行，且電力充足。
作為優選，驅動模塊安置在花壇內的基質料表面或基質料底層中，花壇側面設有擋水板，擋水板下方設有功能模塊，執行部件安置在花壇上方，執行部件通過支架與花壇連接，驅動模塊具有防水功能安置在花壇內的基質料表面或基質料底層中，通過防水板來防止功能模塊被水淋濕，執行部件可對花壇全方位的控制濕度、溫度，使植物盡量保持在最佳的生長狀態。
作為優選，驅動模塊、執行部件、功能模塊均通過導線與上位機連接，可實現第一時間接收和傳輸數據，且導線具有防水功能，可避免漏電或各電子元件損壞。
作為優選，驅動模塊由溫度傳感器和濕度傳感器組成，檢測花壇內的溫度和濕度，在溫度傳感器或濕度傳感器大于或小于特定值時，驅動模塊將數據傳輸到上位機，上位機啟動水泵或風扇或led燈進行控制溫度或濕度。
作為優選，驅動模塊由驅動模塊a、驅動模塊b、驅動模塊c組成，驅動模塊a連接有水泵，驅動模塊b連接有風扇，驅動模塊c連接有led燈，實現花壇內植物生長的溫濕度進行自動控制，使植物盡量保持在最佳的生長狀態。
作為優選，功能模塊由報警模塊、顯示模塊、存儲模塊、輸入模塊和時鐘模塊組成，實現花壇溫濕度超過設定范圍報警，顯示花壇內溫濕度數據，存儲采集到的相關數據用于分析植物所需溫濕度最佳條件，還可實現對執行部件的計時和時間控制。
作為優選，上位機為pc機，上位機根據驅動模塊讀取的溫度控制參數采用pid溫度控制算法控制執行部件，pid溫度控制算法根據溫度變化的快慢程度，來整定pid參數，在初始階段，采用pd控制算法，實現快速升溫，中期采用pid控制算法來進行過渡，后期采用pi控制算法，使溫度盡快穩定至與溫度控制參數一致，采用的pid溫度控制計算發動態響應、反應時間快，可實現花壇內溫濕度出現異常快速計算所需調節值，進行控溫濕度。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：使用者可根據需要設定溫度在上位機上輸入設定值及保持時間等相關數據，實現對花壇溫濕度進行設定值的控制，在花壇內溫濕度出現異常第一時間檢測出來并通過上位機中的pid溫度控制算法快速計算所需調節值，進行控溫濕度，本發明采用綠色能源為系統供電，可保持系統24h運行，且電力充足，使用的蓄電池板柵和蓄電池殼不易腐蝕，蓄電池的自放電率低，且蓄電池耐高溫、耐低溫、耐充電、飽和和充電接受的性能強，電解液不易揮發，防凍效果好，蓄電池的循環使用壽命長不易出現漏電的情況，本發明通過合理的控制可改善花壇植物的溫濕度，使植物保持最佳生長狀態。
附圖說明
圖1為本發明一種智能化控制花壇溫度的系統原理圖；
圖2為本發明一種智能化控制花壇溫度的系統pid溫度控制算法原理圖；
圖3為本發明一種智能化控制花壇溫度的系統示意圖；
圖4為本發明一種智能化控制花壇溫度的系統電源模塊示意圖。
附圖標記說明：1執行部件；2支架；3驅動模塊；4擋水板；5功能模塊；6花壇；7上位機。
具體實施例
以下結合實施例和附圖作進一步詳細描述：
實施例1：
如圖1~4所示，一種智能化控制花壇溫度的系統，包括上位機7、與上位機7連接的驅動模塊3和執行部件1，上位機7還連接有溫度指示燈、電源模塊、濕度指示燈和功能模塊6，電源模塊由光伏板、蓄電池和外接電源組成，蓄電池為鉛酸蓄電池，蓄電池的電解液由以下成分及重量份組成：羧甲基纖維素0.1~1份、氣相二氧化硅0.2~6份、磷酸0.05~1.5份、三羥基聚醚0.01~0.03份、聚四氟乙烯乳液0.05~0.5份、無水硫酸鈉0.5~2份、三聚磷酸二氫鋁0.02~0.05份、硫酸亞錫0.01~1份、聚乙烯乳0.02~0.2份、硫酸35~50份、去離子水40~60份；本發明可對花壇6內的溫度、濕度進行檢測并控制，通過合理的控制可改善花壇植物的溫濕度，使植物保持最佳生長狀態。
驅動模塊3安置在花壇6內的基質料表面或基質料底層中，花壇側面設有擋水板4，擋水板4下方設有功能模塊5，執行部件1安置在花壇上方，執行部件1通過支架2與花壇6連接，驅動模塊具有防水功能安置在花壇6內的基質料表面或基質料底層中，通過防水板4來防止功能模塊5被水淋濕，執行部件1可對花壇6全方位的控制濕度、溫度，，使植物盡量保持在最佳的生長狀態。
驅動模塊3、執行部件1、功能模塊5均通過導線與上位機7連接，可實現第一時間接收和傳輸數據，且導線具有防水功能，可避免漏電或各電子元件損壞。
驅動模塊3由溫度傳感器和濕度傳感器組成，檢測花壇內的溫度和濕度，在溫度傳感器或濕度傳感器大于或小于特定值時，驅動模塊3將數據傳輸到上位機7，上位機7啟動水泵或風扇或led燈進行控制溫度或濕度。
驅動模塊3由驅動模塊a、驅動模塊b、驅動模塊c組成，驅動模塊a連接有水泵，驅動模塊b連接有風扇，驅動模塊c連接有led燈，實現花壇內植物生長的溫濕度進行自動控制，使植物盡量保持在最佳的生長狀態。
功能模塊6由報警模塊、顯示模塊、存儲模塊、輸入模塊和時鐘模塊組成，實現花壇溫濕度超過設定范圍報警，顯示花壇內溫濕度數據，存儲采集到的相關數據用于分析植物所需溫濕度最佳條件，還可實現對執行部件的計時和時間控制。
上位機7為pc機，上位機7根據驅動模塊3讀取的溫度控制參數采用pid溫度控制算法控制執行部件1，pid溫度控制算法根據溫度變化的快慢程度，來整定pid參數，在初始階段，采用pd控制算法，實現快速升溫，中期采用pid控制算法來進行過渡，后期采用pi控制算法，使溫度盡快穩定至與溫度控制參數一致，采用的pid溫度控制計算發動態響應、反應時間快，可實現花壇6內溫濕度出現異常快速計算所需調節值，進行控溫濕度。
實施例2：
如圖1~4所示，一種智能化控制花壇溫度的系統，包括上位機7、與上位機7連接的驅動模塊3和執行部件1，上位機7還連接有溫度指示燈、電源模塊、濕度指示燈和功能模塊6，電源模塊由光伏板、蓄電池和外接電源組成，蓄電池為鉛酸蓄電池，蓄電池的電解液由以下成分及優選重量份組成：羧甲基纖維素0.8份、氣相二氧化硅3份、磷酸1.1份、三羥基聚醚0.02份、聚四氟乙烯乳液0.3份、無水硫酸鈉1.2份、三聚磷酸二氫鋁0.04份、硫酸亞錫0.08份、聚乙烯乳0.04份、硫酸38份、去離子水55份，驅動模塊3安置在花壇6內的基質料表面或基質料底層中，花壇側面設有擋水板4，擋水板4下方設有功能模塊5，執行部件1安置在花壇上方，執行部件1通過支架2與花壇6連接，驅動模塊3、執行部件1、功能模塊5均通過導線與上位機7連接，驅動模塊3由溫度傳感器和濕度傳感器組成，驅動模塊3由驅動模塊a、驅動模塊b、驅動模塊c組成，驅動模塊a連接有水泵，驅動模塊b連接有風扇，驅動模塊c連接有led燈，功能模塊6由報警模塊、顯示模塊、存儲模塊、輸入模塊和時鐘模塊組成，上位機7為pc機，上位機7根據驅動模塊3讀取的溫度控制參數采用pid溫度控制算法控制執行部件1，pid溫度控制算法根據溫度變化的快慢程度，來整定pid參數，在初始階段，采用pd控制算法，實現快速升溫，中期采用pid控制算法來進行過渡，后期采用pi控制算法，使溫度盡快穩定至與溫度控制參數一致，采用的pid溫度控制計算發動態響應、反應時間快，可實現花壇6內溫濕度出現異常快速計算所需調節值，進行控溫濕度。
上述連接中如溫度或濕度傳感器原理或連接方式，水泵或風扇或led燈的安裝等的常規連接或常規技術為本鄰域技術人員所知曉的現有技術，在此不再詳細贅述。
本發明蓄電池的電解液制備：
（1）向聚核硅朊電解液的專用缸或桶中注入500-550千克的去離子水；
（2）與此同時將攪拌泵或氣攪拌裝置打開，控制轉速為800轉/分鐘~2500轉/分鐘，再向聚核硅朊電解液的專用缸或桶內依次緩緩加入目標電解液重量百分比含量為0.01%-1.0%的硫酸亞錫和重量百分比含量為0.5%-2.0%的無水硫酸鈉和重量百分比含量為0.01~0.03%的三羥基聚醚和重量百分比含量為0.02~0.05%的三聚磷酸二氫鋁，然后讓其充分均勻攪拌、溶解，時間為25-35分鐘；
（3）然后將目標電解液中的氣相二氧化硅、羧甲基纖維素分別按重量百分比含量為0.5%-5.0%、0.1%-1.0%依次緩緩加入到聚核硅朊電解液的專用缸或桶中，加入時間間隔為5~10分鐘，全部加完后繼續攪拌25~35分鐘；
（4）開啟冷卻系統，將稱好的450~500千克的濃硫酸分3~5次緩慢加入聚核硅朊電解液的專用缸或桶內，每次加入之后要測量溫度，溫度控制在60~72℃，全部加完后，繼續攪拌，待溫度降至40~50℃時，進行下一步驟；
（5）向聚核硅朊電解液的專用缸或桶內緩緩分別加入目標電解液重量百分比含量為0.05~0.5%的聚四氟乙烯乳液、重量百分比含量為0.02~0.2%的聚乙烯乳液和重量百分比含量為0.05~1.5%的磷酸，然后讓其充分均勻攪拌，直至溫度降為常溫，得電解液；
（6）將上述配制好的電解液再與在25℃下密度為1.320g/cm3~1.335g/cm3的稀硫酸電解液按一定比例混合，混合后攪拌25~35分鐘，測量電解液中的硫酸百分比含量，其含量控制在43.0~44.0%之間，即完成鉛酸蓄電池電解液的配制。
pid溫度控制算法的流程為：
令e(k)表示k時刻的誤差，t(m)表示當前溫度的溫度保持時間，t(m-1)表示上一溫度的溫度保持時間，δe(k)=e(k)-e(k-1)，δe(k-1)=e(k-1)-e(k-2)；
（1）當|e(k)|>m1時，用定值輸出來進行控制，輸出u(k)為定值；
（2）當e(k)δe(k)>0或δe(k)=0時，若|e(k)|>m2，增強比例和微分的作用，輸出u(k)=u(k-1)+k1{kp[e(k)-e(k-1)]+kd[δe(k)-δe(k-1)]}，若|e(k)|≤m2，輸出u(k)=u(k-1)+kp[e(k)-e(k-1)]+kd[δe(k)-δe(k-1)]；
（3）當e(k)δe(k)<0，δe(k)δe(k-1)>0或者e(k)=0時，保持輸出；
（4）當e(k)δe(k)<0，δe(k)δe(k-1)<0時，若|e(k)|>m2，輸出u(k)=u(k-1)+k1{kp[e(k)-e(k-1)]+kd[δe(k)-δe(k-1)]}，若|e(k)|≤m2，輸出u(k)=u(k-1)+k2kp[e(k)-e(k-1)]+kie(k)+kdt(m-1)/t(m)，此時用t(m-1)/t(m)表示溫度的變化快慢；
（5）當|e(k)|<m3時，輸出u(k)=u(k-1)+kp[e(k)-e(k-1)]+kie(k)；
其中k1為增益放大系數，k1>1；k2為抑制系數，k2<1；kp表示比例控制的系數，kd表示微分控制的系數，ki表示積分控制的系數；m1,m2,m3為設定的誤差界限，m1>m2>m3>0。
本發明分別將溫度傳感器和濕度傳感器設置在花壇6內的基質料表面和基質料底層中，通過輸入模塊可以對花壇內6的溫濕度范圍進行設定，溫度傳感器和濕度傳感器用于檢測花壇6內的溫度和濕度，在溫度傳感器或濕度傳感器大于或小于特定值時，上位機7根據需要啟動或停止水泵、風扇或led燈，以對植物的生長的溫濕度進行改善，從而實現花壇6內植物生長的溫濕度進行自動控制，使植物盡量保持在最佳的生長狀態，達到自動化、智能化控制的目的，省時省力；溫度指示燈和濕度指示燈可以顯示提醒花壇6內的溫濕度范圍；時鐘模塊用于計時和時間控制，使得上位機6對溫度傳感器和濕度傳感器的數據定時采集，并通過分別通過顯示模塊和存儲模塊進行顯示和存儲；由于水泵、風扇等發生故障而導致花壇6內的溫濕度超出設定的范圍時，上位機7會發出信號啟動警報模塊，提醒工作人員及時處理；電源模塊用于對整個系統進行供電，采用光伏板和蓄電池可有效節約能源，且在太陽能蓄電池電量不足時，基本不會出現蓄電池不足的情況，作為備用方案由上位機調整為外接電源供電。
以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此，所有等同的技術方案也屬于本發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。