CN102789222A - 基于物联网温室大棚智能测控系统 - Google Patents

基于物联网温室大棚智能测控系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网温室大棚智能测控系统，包括监测模块、中央控制系统，所述监测模块至少设置一组，监测模块连接中央控制系统，中央控制系统通过远程交互模块连接用户终端，所述监测模块包括环境感应模块及环境控制模块，环境感应模块包括温湿度传感器、光传感器、热释红外传感器，环境控制模块包括加热器、加湿器、风扇及各自的执行单元，所述智能测控系统还包括摄像头，所述摄像头与网关连接。本发明与现有技术相比，在温室大棚内实现自动信息检测与控制，且利用视频网络技术实现对生产环境的图像监控以及植物叶片等的生长图像的实时采集，直观地反映了农作物生产的实时状态，可以从整体上给农户提供更加科学的种植决策依据。

Description

基于物联网温室大棚智能测控系统
技术领域
本发明涉及一种测控系统，具体而言，是一种基于物联网的用于温室大棚的测控系统。
背景技术
物联网指的是将各种信息传感设备如微纳传感器、射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，实现人与物，物与物的信息传递和交换，并最终实现智能化的决策和管理。物联网主要包括“全面感知、可靠传送、智能处理”三项功能，这为全面感知农业、管理农业、智能决策提供了重要的发展机遇。
目前我国大多数农业生产，尤其种植业主要依靠人工经验施肥灌溉进行管理，这不仅浪费大量的人力物力，也对环境保护与水土保持构成严重威胁，并对农业可持续性发展带来严峻挑战。随着农业科技的发展，以及国家对三农的的高度重视，特别是国家2012年中央一号文件的颁发，实现农业持续稳定发展、长期确保农产品有效供给，根本出路在科技。农业生产在基于信息的智能装备方面，具有自主知识产权的核心技术装备较少，且成本高、农民难以接受。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种管理方便、自动化程度高的温室大棚智能测控系统。
技术方案：本发明通过如下技术手段加以实现：
基于物联网温室大棚智能测控系统，包括监测模块、中央控制系统，所述监测模块至少设置一组，监测模块连接中央控制系统，中央控制系统通过远程交互模块连接用户终端，所述监测模块包括环境感应模块及环境控制模块，环境感应模块包括温湿度传感器、光传感器、热释红外传感器，环境控制模块包括加热器、加湿器、风扇及各自的执行单元，所述智能测控系统还包括摄像头，所述摄像头与网关连接。
所述温湿度传感器、光传感器、热释红外传感器与中央控制系统通过zigbee无线通信芯片连接。
网关提供TCP/IP及GPRS/3G接口供远程终端访问。
所述环境模块的执行单元受中央控制系统控制。
所述的远程终端包括PC与手机。
有益效果：本发明与现有技术相比，在温室大棚内实现自动信息检测与控制，每个无线传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。通过监测功能系统的信息收集、和接收无线传感汇聚节点发来的数据，进行处理、存储、显示管理。且 利用视频网络技术实现对生产环境的图像监控以及植物叶片等的生长图像的实时采集，直观地反映了农作物生产的实时状态，可以从整体上给农户提供更加科学的种植决策依据。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明信号流向图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行进一步详述：
本发明涉及一种基于物联网温室大棚智能测控系统，包括中央控制单元、监测模块，中央控制单元包括主控芯片、协调器，主控芯片与协调器连接，所述中央控制单元还包括了若干数据接口，如TCP/IP接口、GPRS接口、RS232接口等，通过上述接口，主控芯片可以接收来自监测模块上传的信息，同时亦可将信息通过网关向外传递。
本发明中，所述监测模块设置在大棚内，其根据大棚的实际大小设置模块数量，至少在大棚内设置一组模块，监测模块包括环境感应模块及环境控制模块，环境感应模块包括温湿度传感器、光传感器、热释红外传感器；环境感应模块用于将大棚内的相应数据指标加以收集，而后将其送入中央控制单元中加以处理，本发明中，所述温湿度传感器、光传感器、热释红外传感器与中央控制系统通过zigbee无线通信芯片连接，具体来说，是与中央控制系统的协调器相连接。
环境控制模块包括加热器、加湿器、风扇及各自的执行单元，环境控制模块受中央控制系统控制，在中央控制系统接收环境感应模块上传的数据后经过识别处理后，给环境控制模块相应的指令，环境控制模块控制对应的设备对大棚环境进行处理，使大棚内环境处于一个恒定值。
本发明还包括一个摄像头，摄像头直接连接网关。所述的摄像头采集大棚内的实时图像，并将其加以传输，本发明中，所述的摄像头通过USB连接网关。
所属网关提供了TCP/IP接口与GPRS/3G接口，可以连接远程电脑终端或手持终端，用户可以通过上述终端查询大棚内状态，亦可对大棚内环境进行修改。
下面结合具体例子说明本发明：
1、温湿度数据采集功能实现方案
系统采用温湿度数据采集节点来实现温湿度采集功能，传感器模组采用温湿度传感器 SHT10，采集环境的温度数据指标。数据采集完成后ZigBee 无线通信芯片将数据经路由器传输到协调器。这样温湿度采集节点便完成了一次工作周期。
2、光照度数据采集功能实现
系统采用光照度数据采集节点来实现光照度数据采集功能，传感器模组采用光敏电阻采集环境的光照度数据指标。数据采集完成后 ZigBee 无线通信芯片将数据经路由器传输到协调器。这样光照度采集节点也完成了一次工作周期。
3、安防信息数据采集功能
系统采用热释红外传感器节点来实现安防信息数据采集功能。传感器模组采用热释红外传感器采集温室外部的安防信息。数据采集完成后 ZigBee 无线通信芯片将数据经路由传给协调器。
4、风扇自动控制功能实现方案
控制节点配备继电器模组，主控芯片通过控制继电器来驱动风扇，调节温室内的通风。协调器向控制节点发送实时光照度数据，控制节点将实时数据与阀值进行比较，如果实时数据大于阀值就开启风扇，反之关闭风扇。
5、加湿器自动控制功能实现方案
控制节点配备继电器模组，主控芯片通过控制继电器来驱动加湿器，调节温室内的湿度。协调器向控制节点发送实时湿度度数据，控制节点将实时数据与阀值进行比较，如果实时数据大于阀值就关闭加湿器，反之开启加湿器。
6、加热器自动控制功能实现方案
控制节点配备继电器模组，主控芯片通过控制继电器来驱动加热器，调节温室内的温度。协调器向控制节点发送实时温度数据，控制节点将实时数据与阀值进行比较，如果实时数据大于阀值就关闭加热器，反之开启加热器。
7、ＧＰＲＳ网络远程访问实现方案
智能温室大棚系统中，采用32 嵌入式系统+GPRS 模组组成GPRS 终端，因此普通手机终端就可以和智能温室大棚系统通过GPRS 通信。智能温室大棚系统接收到普通手机拨号呼叫后，首先自动挂断呼叫，然后将温室内的温度、湿度等信息以短信的形式回复给用户。
8、视频监测功能实现方案
USB摄像头连接嵌入式网关，实时捕获温室内部的画面，而后通过USB 接口将画面数据传输给网关处理。这样既可以在触屏液晶显示器上看到温室内部的实时画面，又可以通过PC 机远程访问的方式来观看温室内部的实时画面。

Claims (5)

1.基于物联网温室大棚智能测控系统，其特征在于：包括监测模块、中央控制单元，所述监测模块至少设置一组，监测模块连接中央控制系统，中央控制单元通过网关连接用户终端，所述监测模块包括环境感应模块及环境控制模块，环境感应模块包括温湿度传感器、光传感器、热释红外传感器，环境控制模块包括加热器、加湿器、风扇及各自的执行单元，所述智能测控系统还包括摄像头，所述摄像头与网关连接。
2.根据权利要求1所述的基于物联网温室大棚智能测控系统，其特征在于：所述温湿度传感器、光传感器、热释红外传感器与中央控制单元通过zigbee无线通信芯片连接。
3.根据权利要求1所述的基于物联网温室大棚智能测控系统，其特征在于：网关提供TCP/IP及GPRS/3G接口供远程终端访问。
4.根据权利要求1所述的基于物联网温室大棚智能测控系统，其特征在于：所述环境模块的执行单元受中央控制单元控制。
5.根据权利要求1所述的基于物联网温室大棚智能测控系统，其特征在于：所述的远程终端包括PC与手机。
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