一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，屬于智能溫室大棚領(lǐng)域，此系統(tǒng)集自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)采集、自動(dòng)處理為一體，通過(guò)傳感器技術(shù)、ZigBee無(wú)線傳送技術(shù)、人工智能技術(shù)等對(duì)溫室環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)并自動(dòng)控制。系統(tǒng)主要包括中心處理器、光線采集模塊、溫濕度采集模塊、CO2濃度采集模塊等。根據(jù)草莓生長(zhǎng)特點(diǎn)及要求,對(duì)溫室內(nèi)諸多因素進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)觀光采摘者以及工作人員安全的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)大棚安全的監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播報(bào)及音樂(lè)播放功能，還可根據(jù)草莓本身的特性以及未來(lái)市場(chǎng)的行情利用差溫管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)草莓的開花期以及成熟期進(jìn)行控制,以滿足市場(chǎng)的需求并且增加農(nóng)戶的利潤(rùn)。
【專利說(shuō)明】
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及智能溫室大棚領(lǐng)域，特別涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]雖然我國(guó)草莓溫室大棚的規(guī)模越來(lái)越大，公司運(yùn)營(yíng)管理程度越來(lái)越高，但現(xiàn)有大棚的控制設(shè)備比較單一落后，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制管理，而且溫室大棚內(nèi)信號(hào)線路、通信線路以及供電線路凌亂，既不經(jīng)濟(jì)也存在著很大的安全隱患。大棚內(nèi)溫濕度的采集主要利用傳統(tǒng)的溫濕度計(jì)采集方式，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且人們不能進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制溫濕度，很有可能對(duì)于長(zhǎng)期處于溫室內(nèi)地觀光采摘者及農(nóng)戶造成身體的不適。光照的檢測(cè)基本利用肉眼觀測(cè)，不能精確的進(jìn)行控制?，F(xiàn)在農(nóng)戶對(duì)于CO2濃度參數(shù)采集以及濃度控制上，都存在著很大的不足，不僅不利于草莓的生長(zhǎng)更重要的是不能保證觀光采摘者及農(nóng)戶的安全。對(duì)于土壤的水肥含有量也不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)的控制。大棚的草簾收放現(xiàn)在大部分是采用手動(dòng)方式，即便是利用機(jī)械設(shè)備也只實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)。對(duì)于播放促進(jìn)草莓生長(zhǎng)的音樂(lè)控制也不能實(shí)現(xiàn)智能化。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種智能溫室控制與管理系統(tǒng)，根據(jù)草莓生長(zhǎng)特點(diǎn)及要求，對(duì)溫室內(nèi)溫濕度、光照、水、土壤含水量、CO2濃度、O2濃度、肥料等諸多因素進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)觀光采摘者以及工作人員安全的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)大棚安全的監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播報(bào)及音樂(lè)播放功能，還可根據(jù)草莓本身的特性以及未來(lái)市場(chǎng)的行情利用差溫管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)草莓的開花期以及成熟期進(jìn)行控制，以滿足市場(chǎng)的需求并且增加農(nóng)戶的利潤(rùn)。
[0004]針對(duì)【背景技術(shù)】中提到現(xiàn)有溫室大棚控制系統(tǒng)的缺陷，本實(shí)用新型提出以下解決方案:
[0005]—種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括中心處理器、協(xié)調(diào)器、溫濕度采集模塊、光線采集模塊、⑶2濃度采集模塊、O2濃度采集模塊、有害氣體采集模塊、煙霧采集模塊、卷簾機(jī)模塊、燈光模塊、空調(diào)模塊、空氣干燥加濕器模塊、澆水電磁閥模塊、施肥電磁閥模塊、CO2供給模塊、O2供給模塊、LED顯示屏、高清攝像頭模塊、語(yǔ)音播報(bào)模塊、現(xiàn)場(chǎng)終端、遠(yuǎn)程終端。所述中心處理器是整個(gè)智能溫室大棚的大腦，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的處理；協(xié)調(diào)器接收各個(gè)傳感器傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并整理后發(fā)送給中心處理器，同時(shí)接收中心處理器發(fā)過(guò)來(lái)的指令并處理后發(fā)送到各傳感器;溫濕度采集模塊采集大棚內(nèi)多點(diǎn)的溫度、濕度數(shù)據(jù)并發(fā)送給中央處理器協(xié)調(diào)器;光線采集模塊進(jìn)行多點(diǎn)光線強(qiáng)度的采集；CO2濃度采集模塊采集大棚內(nèi)的CO2濃度參數(shù)并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器;O2濃度采集模塊采集溫室內(nèi)的O2濃度;有害氣體采集模塊采集溫室大棚內(nèi)的氨氣、亞硝酸氣、CO等有害氣體濃度并將數(shù)據(jù)傳送給協(xié)調(diào)器;煙霧采集模塊采集溫室大棚內(nèi)及大棚附近的煙霧的濃度；卷簾機(jī)模塊根據(jù)中心處理器發(fā)送的指令進(jìn)行鋪草簾或卷起草簾操作;燈光模塊根據(jù)中心處理器的指令進(jìn)行燈的開啟或關(guān)閉操作；空調(diào)模塊根據(jù)協(xié)調(diào)器發(fā)送的不同指令進(jìn)行制冷操作、制熱操作或者是通風(fēng)操作；空氣干燥加濕器模塊是根據(jù)協(xié)調(diào)器傳送過(guò)來(lái)的指令進(jìn)行空氣干燥或加濕空氣操作;澆水電磁閥模塊根據(jù)指令進(jìn)行閉合或開啟動(dòng)作進(jìn)行澆水;施肥電磁閥模塊同樣是根據(jù)協(xié)調(diào)器的指令進(jìn)行閉合或開啟動(dòng)作進(jìn)行施肥;CO2供給模塊接受來(lái)自協(xié)調(diào)器的命令進(jìn)行開啟或關(guān)閉進(jìn)行CO2的供給;O2供給模塊接受來(lái)自協(xié)調(diào)器的命令進(jìn)行開啟或關(guān)閉進(jìn)行O2的供給;LED顯示屏實(shí)時(shí)顯示采集到的各種數(shù)據(jù)以及各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況;高清攝像頭模塊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)畫面拍攝并通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)傳送到現(xiàn)場(chǎng)終端;語(yǔ)音播報(bào)模塊可以根據(jù)協(xié)調(diào)器的指令進(jìn)行音樂(lè)的播放以及環(huán)境溫濕度、CO2濃度、O2濃度以及火災(zāi)情況的播報(bào);現(xiàn)場(chǎng)終端可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制并記錄數(shù)據(jù);遠(yuǎn)程終端通過(guò)接受現(xiàn)場(chǎng)終端的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程控制并存儲(chǔ)信息。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的原理框圖。
[0007]其中，1.中心處理器，2.協(xié)調(diào)器3.溫濕度采集模塊，4.光線采集模塊，5.CO2濃度采集模塊，6.02濃度采集模塊，7.有害氣體采集模塊，8.煙霧采集模塊，9.卷簾機(jī)模塊，10.燈光模塊，11.空調(diào)模塊，12.空氣干燥加濕器模塊，13.澆水電磁閥模塊，14.施肥電磁閥模塊，15.⑶2供給模塊，16.02供給模塊，17.LED顯示屏，18.高清攝像頭模塊，19.語(yǔ)音播報(bào)模塊，20.現(xiàn)場(chǎng)終端，21.遠(yuǎn)程終端。
【具體實(shí)施方式】
[0008]參閱說(shuō)明書附圖1所示，本實(shí)用新型一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，包括中心處理器(I)，協(xié)調(diào)器(2)，溫濕度采集模塊(3)，光線采集模塊(4)，C02濃度采集模塊(5)，02濃度采集模塊(6)，有害氣體采集模塊(7)，煙霧采集模塊(8)，卷簾機(jī)模塊
[9]，燈光模塊(1)，空調(diào)模塊(II)，空氣干燥加濕器模塊(I2)，澆水電磁閥模塊(I3)，施肥電磁閥模塊(14), CO2供給模塊(15)，O2供給模塊(16)，LED顯示屏(17)，高清攝像頭模塊
(18)，語(yǔ)音播報(bào)模塊(19)，現(xiàn)場(chǎng)終端(20)，遠(yuǎn)程終端(21)。其中(2)協(xié)調(diào)器與(I)中心處理器相連；(3)溫濕度采集模塊，(4)光線采集模塊，(5)CO2濃度采集模塊，(6)O2濃度采集模塊，
(7)有害氣體采集模塊，(8)煙霧采集模塊模塊采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee無(wú)線傳送技術(shù)傳到
(2)協(xié)調(diào)器；(2)協(xié)調(diào)器通過(guò)ZigBee無(wú)線傳送技術(shù)將(I)中心處理器的指令傳送到(9)(9)卷簾機(jī)模塊，(1)燈光模塊，(11)空調(diào)模塊，(12)空氣干燥加濕器模塊，(13)澆水電磁閥模塊，
(14)施肥電磁閥模塊，(15)0)2供給模塊，(16)02供給模塊，(17)LED顯示屏，(19)語(yǔ)音播報(bào)模塊；(18)高清攝像頭模塊通過(guò)無(wú)線傳感技術(shù)與(20)現(xiàn)場(chǎng)終端連接；(20)現(xiàn)場(chǎng)終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與(21)遠(yuǎn)程終端相連。
[0009]把各傳感器安放到相應(yīng)的檢測(cè)位置，該套系統(tǒng)正常運(yùn)行后，當(dāng)大棚內(nèi)環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，空調(diào)加熱系統(tǒng)開始工作，溫度過(guò)高時(shí)空調(diào)制冷系統(tǒng)開始工作；大棚內(nèi)環(huán)境過(guò)于干燥時(shí)，空氣干燥加濕器開始加濕工作，當(dāng)環(huán)境過(guò)于潮濕時(shí)，空氣干燥加濕器開始干燥工作；當(dāng)室外光照強(qiáng)度適合植物生長(zhǎng)時(shí)，卷簾機(jī)工作打開大棚草簾讓大棚作物充分接受光照，當(dāng)檢測(cè)不到室外光照時(shí)且溫度過(guò)低時(shí)會(huì)鋪開草簾使大棚保溫，并且根據(jù)設(shè)置要求啟動(dòng)照明裝置進(jìn)行補(bǔ)充照明；含O2量過(guò)低時(shí)會(huì)啟動(dòng)O2供給裝置，如果低于人體呼吸所需O2濃度時(shí)會(huì)發(fā)出O2濃度過(guò)低報(bào)警信號(hào);有害氣體濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)啟動(dòng)空調(diào)換氣功能進(jìn)行換氣，并且發(fā)出有害氣體濃度過(guò)高報(bào)警;當(dāng)CO2濃度過(guò)低時(shí)會(huì)啟動(dòng)CO2供給裝置;當(dāng)土壤水分過(guò)低時(shí)會(huì)啟動(dòng)澆水電磁閥；當(dāng)土壤肥料濃度過(guò)低時(shí)會(huì)啟動(dòng)施肥電磁閥；當(dāng)煙霧采集模塊檢測(cè)到火災(zāi)發(fā)生時(shí)會(huì)啟動(dòng)報(bào)警裝置;LED顯示屏實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)終端或遠(yuǎn)程終端進(jìn)行實(shí)時(shí)控制而且可以保存實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息;音樂(lè)播放模塊按照設(shè)定根據(jù)草莓生長(zhǎng)的需要播放促進(jìn)草莓生長(zhǎng)的音樂(lè)。
[0010]所述中心控制器采用S3C2440處理器。該處理器采用ARM920T內(nèi)核，工作頻率最高可達(dá)533MHZ，擁有豐富的片內(nèi)外設(shè)，大大減小了系統(tǒng)的開發(fā)成本和應(yīng)用復(fù)雜度。
[0011]所述溫濕度采集模塊采用YL-18HC型智能溫濕度傳感器，是一種數(shù)字式相對(duì)濕度和溫度傳感模塊。采用了Silicon Labs的Si7005設(shè)計(jì)，超低功耗，具有優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，它支持的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)400kHz。
[0012]所述光線采集模塊采用BH1750FVI光照度傳感器模塊，采用BH1750FVI芯片，采用3_5v供電，傳感器內(nèi)置16bitAD轉(zhuǎn)換器直接數(shù)字輸出，不區(qū)分環(huán)境光源，接近于視覺靈敏度的分光特性，可對(duì)廣泛的亮度進(jìn)行高精度測(cè)定。
[0013]所述⑶2濃度采集模塊采用MH-Z18型⑶2濃度傳感器，MH-Z18二氧化碳?xì)怏w傳感器是一個(gè)智能型、小型傳感器，利用非色散紅外(NDIR)原理對(duì)空氣中存在的二氧化碳進(jìn)行探測(cè)，具有高靈敏度、高分辨率、低功耗、響應(yīng)時(shí)間快等特性。
[0014]所述O2濃度采集模塊采用SR-XlO-Cl氧氣傳感器，測(cè)量范圍為0-30%，溫度范圍-20-500C，濕度范圍為5-95%RH。
[0015]所述煙霧采集模塊采用MS5100傳感器。
[0016]所述高清攝像頭模塊采用IP-5530-1A攝像頭模塊，無(wú)線最高傳輸速率可達(dá)150Mbps，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控，支持遠(yuǎn)程控制，攝像頭可以360度旋轉(zhuǎn)。
[0017]提供以上實(shí)施例僅為描述本實(shí)用新型的目的，并不用以限制本創(chuàng)作。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求限定。凡在本創(chuàng)作的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本創(chuàng)作的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括中心處理器(I)，協(xié)調(diào)器(2)，溫濕度采集模塊(3)，光線采集模塊(4)，C02濃度采集模塊(5) ,O2濃度采集模塊(6)，有害氣體采集模塊(7)，煙霧采集模塊(8)，卷簾機(jī)模塊(9)，燈光模塊(1)，空調(diào)模塊(11)，空氣干燥加濕器模塊(12)，澆水電磁閥模塊(13)，施肥電磁閥模塊(14)，C02供給模塊(15)，02供給模塊(16)，LED顯示屏(17)，高清攝像頭模塊(18)，語(yǔ)音播報(bào)模塊(19)，現(xiàn)場(chǎng)終端(20)，遠(yuǎn)程終端(21)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述中心處理器(I)采用S3C2440處理器，該處理器采用ARM920T內(nèi)核，工作頻率最高可達(dá)533MHZ。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述溫濕度采集模塊(3)采用YL-18HC型智能溫濕度傳感器，是一種數(shù)字式相對(duì)濕度和溫度傳感模塊，采用了Silicon Labs的Si7005設(shè)計(jì)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述光線采集模塊(4)采用BH1750FVI光照度傳感器模塊，采用BH1750FVI芯片，采用3-5v供電，傳感器內(nèi)置16bitAD轉(zhuǎn)換器直接數(shù)字輸出，不區(qū)分環(huán)境光源，可對(duì)廣泛的亮度進(jìn)行測(cè)定。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述CO2濃度采集模塊(5)采用MH-Z18型CO2濃度傳感器，MH-Z18 二氧化碳?xì)怏w傳感器是一個(gè)智能型、小型傳感器，利用非色散紅外NDIR原理對(duì)空氣中存在的二氧化碳進(jìn)行探測(cè)，具有高靈敏度、高分辨率、低功耗、響應(yīng)時(shí)間快的特性。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述O2濃度采集模塊(6)采用SR-XlO-Cl氧氣傳感器，測(cè)量范圍為0-30%，溫度范圍-20-500C，濕度范圍為5-95%RH。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述煙霧采集模塊(8)采用MS5100傳感器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于物聯(lián)網(wǎng)的草莓溫室大棚智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述高清攝像頭模塊(18)采用IP-5530-1A攝像頭模塊，無(wú)線最高傳輸速率可達(dá)150Mbps，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控，支持遠(yuǎn)程控制，攝像頭可以360度旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】G05D27/02GK205485695SQ201620203835
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日
【發(fā)明人】于長(zhǎng)江, 洪炎, 蘇靜明, 朱超, 楊東東
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)