CN103053361A - 基于rfid技术的太阳能生态大棚系统 - Google Patents

基于rfid技术的太阳能生态大棚系统 Download PDF

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郭立民
蔡旭东
姜惠启
高轩
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Abstract

本发明涉及一种基于RFID技术的太阳能生态大棚系统。由传感信息采集系统、视频监控系统、智能分析系统、远程控制系统组成。本发明的特点是是运用物联网的RFID、WIFI等技术，结合高效光伏大棚，通过薄膜分光技术将太阳辐射分为植物需要的光能和用于太阳能发电，既满足了植物生长的需要，又实现了光电转换，增加了可再生能源。同时，为每一批农产品建立专属电子信息档案，为农产品的品质及安全性提供有力的保证。

Description

基于RFID技术的太阳能生态大棚系统
技术领域
本发明涉及的是一种太阳能生态大棚系统，具体涉及一种基于RFID技术的太阳能生态大棚。
背景技术
RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件：RFID标签和读卡器。基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。其工作频段为低频，高频，超高频和微波段。本系统工作的中心频率在900MHz，使读出速率达到500~1500标签/秒，反向散射数据速率提高到650kbps，扫描范围提高到30英尺。
高效光伏大棚通过薄膜分光技术将太阳辐射分为植物需要的光能和用于太阳能发电的光能，既满足了植物生长的需要，又实现了光电转换，增加了可再生能源。该系统实现了光伏发电与高效农业的有机结合，解决了智能化代立体农业设施投入高的难题，突破了传统农业生产受时间和空间的制约，能够在有限的空间内周年、多茬、循环生产，可以实现低成本、高产出、高效益。综上，高效光伏大棚既是工业项目，又是高效农业项目，具有高效利用太阳能、实现农业的工厂化标准化生产、增加耕地复种指数、具有较高经济效益、具备辐射带动作用等特点。
目前多数大棚都是人工管理，存在一些不可忽视的问题。如：1. 种植模式单一，使得各种土传病虫害逐年加重，蔬菜产量逐年降低；2.管理不到位，使棚室内温度过高，湿度不合适，透光不足等，引起多种病害的交叉传播和蔓延，次要病害上升为主要病害。既加大了防治成本，也给无公害生产带来了很大的难度。
发明内容
本发明提供一种基于RFID技术的太阳能生态大棚，可以解决目前技术存在的不足之处，提供一种节能、高效的基于RFID技术的太阳能生态大棚。
为解决上述问题，本发明的技术方案是：
一种基于RFID技术的太阳能生态大棚系统，由传感信息采集系统、视频监控系统、智能分析系统、远程控制系统组成，其特征在于：所述传感信息采集系统与所述智能分析系统连接，所述智能分析系统与所述远程控制系统连接，所述视频监控系统与所述智能分析系统连接。
所述传感信息采集系统主要由温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、生物传感器、土壤水分传感器、数据传输模块、RFID标签组成，其中温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、生物传感器、土壤水分传感器均与数据传输模块连接。
所述远程控制系统主要由喷淋控制柜、卷帘控制柜、风机控制柜、报警设备组成。
传感信息采集系统主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量的采集和传输。种植调节和控制环境（控制温度、湿度、光照、喷灌量、通风等），在这个过程中，需要温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、生物传感器等检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量、并根据农产品信息参与到自动控制中，保证有机农产品有一个良好的、适宜的生长环境，数据信息通过数据传输模块（zigbee和3G、GPRS无线网络相结合的方式）进行传输。
视频监控系统采用高精度网络摄像机。有机农产品的种植过程，从有机农产品种子的挑选，播种、施肥、灌溉、病虫害防治等，到有机农产品能够采摘，有全流程视频监控。在种植过程中，把农产品的生长过程中的信息传递到信息中心，供溯源查询用。用户随时随地通过3G手机或电脑可以观看到温室内的实际影像，对农作物生长进程进行远程监控。
智能分析系统负责将采集的数据进行存储和信息处理，为用户提供分析和决策依据，用户可随时随地通过电脑和手机等终端进行查询。
通过远程控制系统，用户在任何时间、任何地点通过任意能上网终端，均可实现对温室内各种设备进行远程控制。可以提供灌溉、卷帘等操作。系统允许用户制定自定义的数据范围，超出范围的异常情况会在系统中进行标注，以达到报警的目的。
通过RFID标签可以查询到食品生长的产区、雨水、光照等“风土”条件、种植品种、田间管理、病害防治等情况，可以了解大棚内的工作人员正在做的工作，可以追发货的轨迹信息，可查询到各流向及配送车内剩余数量。另外，现在物流配送车门上位置安装基于RFID技术的，集成手机和GPS功能的电子关锁。当物流配送车到达目的地时，可通过刷卡感应的方式打开电子关锁，同时数据会传递至数据中心。
消费者可以通过超市或者专卖店查询终端获取有机食品的详细信息，同时也可以在回家后通过登录Web追溯平台查询食品的全过程信息。如：消费者关心的食品品种、产地、种植日期、采摘日期、光照程度、水和施肥状况、特殊问题处理情况、营养价值等信息。通过对有机食品全流程溯源管理，打造放心安全的食品消费环境。
本技术方案的有益效果如下：方案采用RFID技术，研制的传感标签具有成本低、精度高、寿命长等特点，可24小时在线连续采集和记录监测点位的温度、湿度等各项参数情况，安装方便快捷，20分钟即可完成数个大棚的全部实施工作。
实时监控环境温湿度状况，并且可根据需要进行提醒、报警或控制调温调湿设备进行自动调节。对监控环境的温湿度信息进行记录，生成表格曲线图等，供研究使用。操作简便，多种提醒方式，全程自动远程监控。成本比同功能产品低，且性能更优越。稳定性高、抗干扰性能好、维护成本极低。升级、扩展功能强大。
与农业专家合作建立的专家库，可采用丰富的决策模型，帮助农户调整优化作物生长过程中的参数，并选择那些投资回报比最大的品种，增加经济效益；可以与移动公司短信平台对接，采用三种模式进行信息交互。一是发短信查询自己的监测信息；二是系统主动发送报警短信给用户手机；三是一些公共提醒、种植指导短信的推送。系统可以采用移动公司的MAS机实现上述功能。
系统为全面的种植业物联网建设做好了充分的硬件、网络及软件支撑。系统预置的接口保证未来可方便地向农超对接、产品交易方向扩展。
附图说明
图1是本发明基于RFID技术的太阳能生态大棚的方框图。
1、传感信息采集系统；2、视频监控系统；3、智能分析系统；4、远程控制系统；5、温度传感器；6、湿度传感器；7、PH值传感器；8、光传感器；9、生物传感器；10、土壤水分传感器；11、数据传输模块；12、RFID标签；13、喷淋控制柜；14、卷帘控制柜；15、风机控制柜；16、报警设备。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的结构组成和工作原理做进一步详细的说明。
一种基于RFID技术的太阳能生态大棚，由传感信息采集系统1、视频监控系统2、智能分析系统3、远程控制系统4组成，其特征在于：所述传感信息采集系统1与所述智能分析系统3连接，所述智能分析系统3与所述远程控制系统4连接，所述视频监控系统2与所述智能分析系统3连接。
所述传感信息采集系统1主要由温度传感器5、湿度传感器6、PH值传感器7、光传感器8、生物传感器9、土壤水分传感器10、数据传输模块11、RFID标签12组成，其中温度传感器5、湿度传感器6、PH值传感器7、光传感器8、生物传感器9、土壤水分传感器均10与数据传输模块11连接。
所述远程控制系统主要由喷淋控制柜13、卷帘控制柜14、风机控制柜15、报警设备16组成。
传感信息采集系统1主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量的采集和传输。种植调节和控制环境（控制温度、湿度、光照、喷灌量、通风等），在这个过程中，需要温度传感器5、湿度传感器6、PH值传感器7、光传感器8、生物传感器9等检测环境中的温度、相对湿度、PH值、光照强度、土壤养分等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量、并根据农产品信息参与到自动控制中，保证有机农产品有一个良好的、适宜的生长环境，数据信息通过数据传输模块11（zigbee和3G、GPRS无线网络相结合的方式）进行传输。
视频监控系统2采用高精度网络摄像机。有机农产品的种植过程，从有机农产品种子的挑选，播种、施肥、灌溉、病虫害防治等，到有机农产品能够采摘，有全流程视频监控。在种植过程中，把农产品的生长过程中的信息传递到信息中心，供溯源查询用。用户随时随地通过3G手机或电脑可以观看到温室内的实际影像，对农作物生长进程进行远程监控。
智能分析系统3负责将采集的数据进行存储和信息处理，为用户提供分析和决策依据，用户可随时随地通过电脑和手机等终端进行查询。
通过远程控制系统4，用户在任何时间、任何地点通过任意能上网终端，均可实现对温室内各种设备进行远程控制。可以提供灌溉、卷帘等操作。系统允许用户制定自定义的数据范围，超出范围的异常情况会在系统中进行标注，以达到报警的目的。
通过RFID标签12可以查询到食品生长的产区、雨水、光照等“风土”条件、种植品种、田间管理、病害防治等情况，可以了解大棚内的工作人员正在做的工作，可以追发货的轨迹信息，可查询到各流向及配送车内剩余数量。另外，现在物流配送车门上位置安装基于RFID技术的，集成手机和GPS功能的电子关锁。当物流配送车到达目的地时，可通过刷卡感应的方式打开电子关锁，同时数据会传递至数据中心。
消费者可以通过超市或者专卖店查询终端获取有机食品的详细信息，同时也可以在回家后通过登录Web追溯平台查询食品的全过程信息。如：消费者关心的食品品种、产地、种植日期、采摘日期、光照程度、水和施肥状况、特殊问题处理情况、营养价值等信息。通过对有机食品全流程溯源管理，打造放心安全的食品消费环境。
如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种基于RFID技术的太阳能生态大棚系统，由传感信息采集系统、视频监控系统、智能分析系统、远程控制系统组成，其特征在于：所述传感信息采集系统与所述智能分析系统连接，所述智能分析系统与所述远程控制系统连接，所述视频监控系统与所述智能分析系统连接。
2.如权利要求1所述的一种基于RFID技术的太阳能生态大棚系统，其特征在于所述传感信息采集系统主要由温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、生物传感器、土壤水分传感器、数据传输模块、RFID标签组成，其中温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光传感器、生物传感器、土壤水分传感器均与数据传输模块连接。
3.如权利要求1所述的一种基于RFID技术的太阳能生态大棚系统，其特征在于所述远程控制系统主要由喷淋控制柜、卷帘控制柜、风机控制柜、报警设备组成。
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