CN102914331A - 基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统 - Google Patents

基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统 Download PDF

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刘永华
何任红
赵霞
吴玉娟
吴江虹
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Jiangsu Polytechnic College of Agriculture and Forestry
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Jiangsu Polytechnic College of Agriculture and Forestry
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Abstract

本发明公开一种基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统，包括传感器模块、无线射频模块、显示设备、电源模块、微控制器、报警装置、微型打印机和存储器；传感器模块采集现场作物的农业环境参数，并将环境参数通过无线射频模块发送给微控制器；微控制器对接收到的环境参数进行模数转换，将转换后的环境参数数据通过显示模块显示，并存储到存储器中；微控制器还对转换后的环境参数与预设相同作物的环境参数安全值进行比较，如果转换后的环境参数超出环境参数安全值，则向报警装置发出报警信号，报警装置报警，同时将报警信号通过显示装置显示，并通过微型打印机打印相关参数。通过无线传感技术实时监测农业环境参数，施工简单便捷，有利于确保安全生产。

Description

基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统
技术领域
本发明涉及一种基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统，属于农业设施自动化控制技术领域。
背景技术
经对检索出的相关文献进行分析、对比，结论如下：
文献1“农业环境信息监测记录仪,专利类型: 实用新型,申请日期:2009年3月,公开日期:2010年3月”：主要研究了一种农业环境信息监测记录仪，用于自动检测并实时记录与农作物生长密切相关的环境信息。
文献2“远程农业信息智能分析系统及农业环境调控方法,专利类型: 发明专利,申请日期:2010年12月,公开日期: 2011年4月”：主要研究了一种远程农业信息智能分析系统及农业环境调控方法。
文献3“一种构建综合农业环境信息数据库的方法,专利类型: 发明专利,申请日期: 2010年6月,公开日期,2010年10月”：主要研究了一种构建综合农业环境信息数据库的方法。
综上所述, “农业环境信息监测记录仪”主要用于特定环境下的数据监测,该设备采用有线的方式进行数据采集,检测区域范围较窄；“远程农业信息智能分析系统及农业环境调控方法”及“一种构建综合农业环境信息数据库的方法”，系统只能限于监测特定的温室大棚，无法随时更换监测对象，以及不便于随身携带。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统。通过无线传感技术实时监测农业环境参数，施工简单便捷，不影响原来大棚设施结构，减少了施工强度；便于不懂农业生产的人员生产操作，实现农业的规范化种植；系统还设有语音警示系统，有利于提高用户及时操作，确保安全生产；将系统集成在便携式的手提箱内，可以移动检测不同农业设施的环境参数，特别适合于有些农业设施大棚设在交通不便的地域，大型的设备无法进驻，采用便携式农业环境参数监测系统，可以轻便较快的对作物的环境参数进行实时监测，为种植者提供决策依据，有利于种植的高产高效。
技术方案：一种基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统，包括传感器模块、无线射频模块、显示设备、电源模块、微控制器、报警装置、微型打印机和存储器；所述传感器模块采集现场作物的农业环境参数，并将环境参数通过无线射频模块发送给微控制器；所述微控制器对接收到的环境参数进行模数转换，将转换后的环境参数数据通过显示模块显示，并存储到存储器中；所述微控制器还对转换后的环境参数与预设相同作物的环境参数安全值进行比较，如果所述转换后的环境参数超出环境参数安全值，则向报警装置发出报警信号，报警装置报警，同时将报警信号通过显示装置显示，并可以通过设置在监测系统上的微型打印机打印相关参数。
所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器和二氧化碳浓度传感器。
所述微控制器中预设有不同作物的环境参数安全值。
所述显示装置为液晶触摸显示器，通过触摸查看报警信息和环境参数。
采用便携式手提箱，将显示设备、电源模块、微控制器、报警装置、微型打印机和存储器等装置设置在手提箱内部，传感器模块和无线射频模块集装在一起，根据工作需要放置在农业设施大棚内，因采用无线模式，监测点可以根据需要进行更改，可及时、准确的采集植物种植环境因子，便携式手提箱其外部尺寸分别为：40cm、30cm、20cm。
有益效果：与现有技术相比，本发明所提供的基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统，具有如下优点：
（1） 实现了农业环境参数的采集
植物环境因子如温度、湿度、光照、CO2浓度可以通过传感器采集，根据报警装置，提醒农户及时操作，实现对环境因子的有效控制。
（2） 具有良好的人机界面环境，操作简便
为便于操作，显示器采用触摸屏，实现历史数据的查询。
（3）对农作物的规范化种植
考虑到不同植物的生长要求，微控制器预设有不同种类植物栽培的环境参数，增加了系统监测的针对性、规范性，减少控制的随意性，达到较好的监测效果。
（4）实现便携操作
将系统集成在便携式的手提箱内，可以移动检测不同农业设施的环境参数，特别适合于有些农业设施大棚设在交通不便的地域，采用便携式农业环境参数监测系统，方便移动，施工简便、强度小，可轻便较快的对作物的环境参数进行实时监测，为种植者提供决策依据，有利于种植高产高效。
附图说明
图1为本发明实施例的结构框图；
图2为本发明实施例的微处理器接线原理图；
图3为本发明实施例中系统设置在手提箱体内的结构示意图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为传感器模块及无线射频模块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
如图1-5所示，基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统，包括传感器模块9、无线射频模块8、显示设备4、电源模块7、微控制器6、报警装置3、微型打印机2和存储器5；传感器模块9采集现场作物的农业环境参数，并将环境参数通过无线射频模块8发送给微控制器6；微控制器6对接收到的环境参数进行模数转换，将转换后的环境参数数据通过显示设备4显示，并存储到存储器5中；微控制器6还对转换后的环境参数与预设相同作物的环境参数安全值进行比较，如果转换后的环境参数超出环境参数安全值，则向报警装置3发出报警信号，报警装置3报警，同时将报警信号通过显示装置显示，并可以通过设置在监测系统上的微型打印机2打印相关参数。即用户通过显示设备4输入打印请求，显示设备4将打印请求发给微控制器6，微控制器6向微型打印机2发出打印指令，微型打印机2便打印相关参数信息。
采用便携式手提箱1，将显示设备4、电源模块7、微控制器6、报警装置3、微型打印机2和存储器5等装置设置在手提箱1内部，传感器模块9和无线射频模块8传感器模块和无线射频模块集装在一起，根据工作需要放置在农业设施大棚内，因采用无线模式，监测点可以根据需要进行更改，便携式手提箱1其外部尺寸分别为：40cm、30cm、20cm。
传感器模块9包括温度湿度传感器、光照传感器和二氧化碳浓度传感器。
微控制器6中预设有不同作物的环境参数安全值。
其中，显示装置以液晶触摸显示器作为人机界面，通过触摸查看报警信息和环境参数。温度传感器采用DS18B20，其输出是单总线串行通讯的数据信号；湿度传感器和光照传感器采用ADC0804进行模拟和数字量之间的转换，将0-5V的电压信号转换成数字信号给微控制器6MCU接收；微控制器6MCU的P0口接继电器，P10口用于接收DS18B20的温度信号，P11口用来控制ADC0804的转换时序，P15口用来控制MAX485芯片的读写，P2口用来接收8位并行的数字信号；为了对系统进行实时监控，选用带有中文字库的LCD12864液晶显示模块作为显示装置来进行实时显示环境参数变化。LCD12864液晶显示器是一款很常用的点阵液晶，可以显示4行，每行8个汉字，板上有负压电路，比度可调、黄绿色背光。该液晶具有16个接口，可以选择并行或者串行通讯的方式，在这里由于微控制器6  AT89S52的I/O口比较少，选择串行通讯的方式。 
以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统，其特征在于：包括传感器模块、无线射频模块、显示设备、电源模块、微控制器、报警装置、微型打印机和存储器；所述传感器模块采集现场作物的农业环境参数，并将环境参数通过无线射频模块发送给微控制器；所述微控制器对接收到的环境参数进行模数转换，将转换后的环境参数数据通过显示模块显示，并存储到存储器中；所述微控制器还对转换后的环境参数与预设相同作物的环境参数安全值进行比较，如果所述转换后的环境参数超出环境参数安全值，则向报警装置发出报警信号，报警装置报警，同时将报警信号通过显示装置显示，并通过微型打印机打印相关参数。
2.如权利要求1所述的基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统，其特征在于：所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器和二氧化碳浓度传感器。
3.如权利要求1所述的基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统，其特征在于：所述微控制器中预设有不同作物的环境参数安全值。
4.如权利要求1所述的基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统，其特征在于：所述显示装置为液晶触摸显示器，通过触摸查看报警信息和环境参数，并通过设置在监测系统上的微型打印机打印相关参数。
5.如权利要求1所述的基于无线传感的便携式农业环境参数监测系统，其特征在于：采用便携式手提箱，将显示设备、电源模块、微控制器、报警装置、微型打印机和存储器设置在手提箱内部，便携式手提箱外部尺寸分别为：40cm、30cm、20cm。
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C12 Rejection of a patent application after its publication
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