CN105137950A - 一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统 - Google Patents

一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105137950A
CN105137950A CN201510617289.6A CN201510617289A CN105137950A CN 105137950 A CN105137950 A CN 105137950A CN 201510617289 A CN201510617289 A CN 201510617289A CN 105137950 A CN105137950 A CN 105137950A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control
module
intelligent controller
kth
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510617289.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105137950B (zh
Inventor
李拥军
杨宗晔
王天祥
Original Assignee
李拥军
王天祥
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 李拥军, 王天祥 filed Critical 李拥军
Priority to CN201510617289.6A priority Critical patent/CN105137950B/zh
Publication of CN105137950A publication Critical patent/CN105137950A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105137950B publication Critical patent/CN105137950B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • G05B19/4186Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication by protocol, e.g. MAP, TOP

Abstract

本发明公开了一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统,其特征是包括智能控制器单元、无线传感器监测单元、包含控制与监控app单元的手机终端以及云端服务器端;智能控制器单元获取来自无线传感器监测单元的环境数据用于存储和处理,同时发送给云端服务器和/或手机终端;云端服务器实时接收智能控制器发来的环境数据,还用于转发控制与监控app单元或/和智能控制器的控制命令和请求配置命令;控制与监控app单元能查询环境数据以及控制智能控制器单元,从而控制连接在智能控制器单元上的外部农业设备。本发明能实现状态实时监测、云端数据存储、用户实时查询的数据流程,以及远程/本地人为控制、智能定时控制和状态联动控制的多种设备控制策略。

Description

一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及物联网技术领域和自动化控制领域,尤其涉及一种基于物联网技术的 温室大棚智能控制系统及该系统的控制方法,适用于温室作物或花卉的培育和种植。
背景技术
[0002] 我国作为传统的农业大国,目前温室面积居世界之首。但在种植方式上,我国大 部分温室大棚仍采用的是纯人工粗放式管理方式,不仅浪费人力、物力,而且农作物的产量 低、质量差。因此,改变温室大棚低效率的管理经营状况,研制开发用于管理温室大棚的新 技术,实现温室大棚大型化、集约化、智能化、产业化、网络化管理刻不容缓。
[0003] 物联网技术是一门新兴技术,将物联网技术应用到温室大棚中,通过物联网中传 感器节点实现对温室大棚内土壤湿度、温度、光照强度、二氧化碳浓度等进行测量,然后经 过模型分析,自动调控温室环境,控制灌溉和施肥作业,使农作物获得最佳的生长条件。
[0004] 而基于物联网技术的温室大棚管理是一种新的农业管理模式,对我国农业现化建 设具有十分重要的意义。
[0005] 然而现阶段智能温室监控系统存在以下不足之处:一是有线通信在环境潮湿高 温,土壤和空气具有较强的酸碱性,通信电缆容易出现故障,降低系统的可靠性;二是温室 大棚的面积较大,需要布置较多的传感器节点采集信息,需要铺设纵横交错的线路,这样维 护起来有一定难度,同时灵活性较差,功能扩展也受到限制,三是检测系统应用较多,缺少 智能控制部分。四是现有的自动配置方式的缺点较多,如有线网络配置方式、USB或串口配 置方式的硬件成本较大。蓝牙配置方式的缺点是速度慢、配置过程复杂。WPS配置方式需要 提供具有支持WPS的路由器,并且这种配置方式受环境的干扰较大。五是现有的智能控制 系统的对于多传感器数据的处理不够精确,导致数据误差较大。
发明内容
[0006] 本发明是为了克服现有技术存在的不足之处,提出一种基于物联网技术的温室大 棚智能控制系统,以期能实现状态实时监测、云端数据存储、用户实时查询的数据流程,以 及远程/本地人为控制、智能定时控制和状态联动控制的多种设备控制策略,从而提高温 室智能控制系统的集约化、智能化和网络化。
[0007] 本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
[0008] 本发明一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统,是应用于包含局域网路由 器、远程服务器的温室大棚网络环境中,其特点是,所述智能控制系统包括智能控制器单 元、1个无线传感器监测单元、包含控制与监控app单元的手机终端和云端服务器端;所述 云端服务器端搭载在所述远程服务器上;
[0009] 所述智能控制器单元包括单片机模块、WIFI模块、Zigbee模块、GSM模块和插座机 构以及继电器;
[0010] 智能控制器单元通过所述GSM模块与控制与监控app单元使所述WIFI模块自动 配置并接入所述的网络环境中,从而与所述云端服务器建立网络连接;
[0011] 第k个无线传感器监测单元包括由第k个传感器Zigbee模块和第k个MCU构成 的第k个传感器主控模块以及第k个外设传感器组;所述第k个外设传感器组设置在所述 温室大棚环境中,并通过自身的Zigbee节点向所述第k个传感器主控模块的第k个传感器 Zigbee模块传输所采集的第k组环境数据;I < k < 1 ;
[0012] 所述传感器主控模块的MCU通过所述传感器Zigbee模块将所述第k组环境数据 发送给所述智能控制器单元;
[0013] 所述智能控制器单元通过所述Zigbee模块获取所述第k组环境数据并发送给所 述单片机模块用于存储和处理;
[0014] 所述单片机模块通过所述WIFI模块将所述第k组环境数据发送给所述云端服务 器用于存储,和/或发送给所述手机终端;
[0015] 所述云端服务器用于实时接收所述智能控制器发来的1组环境数据并进行保存 作为历史数据;
[0016] 所述手机终端的控制与监控app单元接收所述第k组环境数据及其他k-ι组环境 数据并进行数据融合处理,获得融合后的环境数据;
[0017] 所述控制与监控app单元能直接发送控制命令给所述单片机模块或发送给所述 云端服务器并通过所述云端服务器转发所述控制命令给所述单片机模块;
[0018] 所述单片机模块通过其IO 口获得所述继电器触点的反馈信号,从而获得所述继 电器的开关状态,并根据所接收到的控制命令,改变所述继电器触点的高低电平来控制所 述继电器的开关状态,从而实现对所述16/24位插座机构以及连接在所述16/24位插座机 构上的外部农业设备的供电;
[0019] 所述单片机模块通过所述WIFI模块将所述继电器的开关状态发送给所述云端服 务器用于存储,和/或发送给所述手机终端;
[0020] 所述控制与监控app单元能利用GPRS网络访问所述云端服务器来查询所述融合 后的环境数据和/或所述智能控制器的继电器开关状态,或是通过所述局域网路由器查看 所述融合后的环境数据和/或所述智能控制器的继电器开关状态;
[0021] 所述控制与监控app单元根据所述融合后的环境数据和所设定的阈值来控制外 部农业设备的启闭;所述控制与监控app单元还能设定定时命令并发送给所述单片机模块 用于定时控制外部农业设备的启闭。
[0022] 本发明所述的基于物联网技术的温室大棚智能控制系统的特点也在于,
[0023] 在所述传感器主控模块上还设置有光照传感器,所述光照传感器用于获取光照强 度并提供给所述MCU ;所述MCU通过所述传感器Zigbee模块将所述光照强度发送给所述智 能控制器单元的单片机模块用于控制所述外部农业设备。
[0024] 所述WIFI模块是按如下步骤自动配置并接入所述网络环境中:
[0025] 步骤1、所述单片机模块通过USART串口向所述GSM模块发送请求配置命令;
[0026] 步骤2、所述GSM模块通过GPRS网络向所述云端服务器转发所述请求配置命令,用 于请求获得所述局域网路由器的SSID和密码;
[0027] 步骤3、所述单片机模块并等待云端服务器的应答;
[0028] 步骤4、所述手机终端的控制与监控app单元接收转发自所述云端服务器的请求 配置命令后,通过所述局域网向所述云端服务器发送包含有所述局域网的SSID和密码的 通知;
[0029] 步骤5、所述云端服务器通过GPRS网络向所述GSM模块转发所述通知;
[0030] 步骤6、所述GSM模块将包含有所述局域网的SSID和密码的通知发送给单片机模 块;
[0031] 步骤7、所述单片机模块通过USART串口将所述局域网的SSID和密码写入所述 WIFI模块;
[0032] 步骤8、所述WIFI模块根据所述局域网SSID和密码连接所述局域网路由器,从而 完成所述智能控制器的自动配置并接入所述网络环境中。
[0033] 所述手机终端的控制与监控app单元是按如下步骤进行数据融合处理:
[0034] 步骤1、利用式(1)获得第k个无线传感器监控单元的第k组环境数据的平局值 μ k,从而获得1组环境数据的平局值:
[0035]
Figure CN105137950AD00071
[0036] 式(1)中,Xkil表示第k个无线传感器监控单元检测到的第k组环境数据中第i个 样本值,N表示第k组环境数据的样本总数,i表示样本序号;I < i < N ;
[0037] 步骤2、利用式(2)获得第k个无线传感器监控单元的第k组环境数据的方差, 从而获得1组环境数据的方差:
[0038]
Figure CN105137950AD00072
[0039] 步骤3、基于Bayes统计理论利用式(3)对所述1组环境数据进行数据融合,获得 融合后环境数据ί:
Figure CN105137950AD00073
[0040] (3)-.
[0041] 所述手机终端的控制与监控app单元与所述智能控制器以及所述云端服务器之 间是按如下步骤进行通讯:
[0042] 步骤1、所述手机终端的控制与监控app单元在所述局域网网络下检测是否与所 述智能控制器单元连通;若连通,则所述手机终端的控制与监控app单元通过所述局域网 网络向所述智能控制器单元发送控制命令或接受来自于所述智能控制器的环境数据;若没 有连通,则所述手机终端的控制与监控app单元连接所述云端服务器用于和所述智能控制 器进行配对;
[0043] 步骤2、所述云端服务器自动检测是否有需要配对的所述手机终端的控制与监控 app单元和所述智能控制器,若有,则转发来自于所述手机终端的控制与监控app单元或所 述智能控制器的环境数据,若没有,则向所述手机终端的控制与监控app单元发送连接失 败的消息。
[0044] 在所述智能控制器单元上内嵌机械定时器,用于对所述插座结构进行定时控制, 还设置有三档选择开关用于手动选择所述智能控制器单元的工作模式,所述工作模式为:
[0045] a.机械模式档:当选择机械模式挡时,所述单片机模块通过IO 口控制相应的继电 器用于为机械定时器供电;当达到所设定的初始时间时,输出触电反馈信号到单片机用于 进行定时控制;当达到所设定的终止时间时,依次间隔一定时间打开所述相应的继电器用 于给插座机构供电;
[0046] b.智能模式档:当选择智能模式档时,单片机发送自动配置指令给WIFI模块,用 于将WIFI模块切换成自动配置状态,使得所述手机终端将所述智能控制器单元接入所述 网络环境中,从而使得单片机能根据所述手机终端发来的控制命令对所述继电器进行控 制;
[0047] c.普通模式档:当选择普通模式档时,单片机依次间隔一定时间打开所有继电器 用于为所述插座机构供电。
[0048] 与已有技术相比,本发明有益效果体现在:
[0049] 1、本发明通过物联网和云计算技术,将无土栽培温室大棚、用户、云端服务器三者 有机结合起来,实现了状态推送、云端存储历史有效数据、用户实时查询、传感器数据融合 的数据流程,以及远程/本地人为控制、智能定时控制和状态联动控制的多种设备控制策 略,从而提高了温室智能控制系统的集约化、智能化和网络化;进而推进农业信息服务技术 发展,重点开发信息采集、精准作业和管理信息。
[0050] 2、与有线网络配置方式、USB或串口配置方式相比,本发明采用自动配置方式具有 硬件成本小,整个配置过程简单的优点,与蓝牙自动配置方式相比,本发明采用自动配置方 式具有配置简单、速度快的优点,且不需要增加蓝牙模块,减少了硬件成本;与WPS自动配 置方式相比,本发明不支持WPS的路由器,因此受环境干扰小,提高了配置成功率;从而使 得本发明不需要额外增加硬件,配置简单,成功率高,体验效果好,兼容性强,不挑路由器, 开发简单,一次能配置多个设备。
[0051] 3、本发明对采用的多传感器数据融合处理技术把分布在不同位置的多个同类或 不同类传感器所提供的局部数据资源加以综合,采用计算机技术对其进行分析,消除多传 感器信息之间可能存在的冗余和矛盾,加以互补,降低其不确实性,获得被测对象的一致性 解释与描述,使系统获得更充分的信息,从而具有容错性、互补性、实时性、经济性。
[0052] 4、本发明的手机终端的控制与监控app单元与智能控制器以及云端服务器三者 配合的工作方式可全自动监控植物种植的环境,并按照用户要求设定环境参数自动控制所 连接的农业设备开关,从而对温室环境做出调整,使温室的环境保持适合植物生长的最佳 状态。用户可在全球任何一个有网络的地方,通过Internet网络或者3G网络查看控制植 物种植环境。真正实现无人监管,远程监控,智能工作的功能,使温室管理人员的工作量大 幅降低,同时降低了人力需求,大大降低了温室种植的成本。
附图说明
[0053] 图1为本发明系统整体结构示意图;
[0054] 图2为本发明智能控制器单元结构示意图;
[0055] 图3为本发明无线传感器监测单元结构示意图。
具体实施方式
[0056] 本实施例中,如图1所示,一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统适用于 在种植业温室上应用,是应用于包含局域网路由器、远程服务器的温室大棚网络环境中, 其特征是,智能控制系统包括智能控制器单元、1个无线传感器监测单元、包含控制与监控 app单元的手机终端和云端服务器端;云端服务器端搭载在远程服务器上;
[0057] 如图2所示,智能控制器单元包括单片机模块、WIFI模块、Zigbee模块、GSM模块 和插座机构以及继电器;
[0058] 智能控制器的单片机模块包括MCU、继电器驱动电路、LED指示电路,RTC电路,智 能控制器单元的每个继电器并联一个LED,指示其通断。
[0059] 智能控制器单元通过GSM模块与控制与监控app单元使WIFI模块自动配置并接 入的网络环境中,从而与云端服务器建立网络连接;
[0060] 如图3所示,第k个无线传感器监测单元包括由第k个传感器Zigbee模块和第k 个MCU构成的第k个传感器主控模块以及第k个外设传感器组;第k个外设传感器组设置 在温室大棚环境中,并通过自身的Zigbee节点向第k个传感器主控模块的第k个传感器 Zigbee模块传输所采集的第k组环境数据;I < k < 1 ;无线传感器监测单元可以扩展不同 种类的外设传感器,包括二氧化碳传感器、温湿度传感器、光照度传感器、土壤酸碱度传感 器,这些传感器都位于温室内。在传感器主控模块上还设置有光照传感器,光照传感器用于 获取光照强度并提供给MCU ;MCU通过传感器Zigbee模块将光照强度发送给智能控制器单 元的单片机模块用于控制外部农业设备。
[0061] 传感器主控模块的MCU通过传感器Zigbee模块将第k组环境数据发送给智能控 制器单元;
[0062] 智能控制器单元通过Zigbee模块获取第k组环境数据并发送给单片机模块用于 存储和处理;
[0063] 单片机模块通过WIFI模块将第k组环境数据发送给云端服务器用于存储,和/或 发送给手机终端;
[0064] 云端服务器用于实时接收智能控制器发来的1组环境数据并进行保存作为历史 数据;
[0065] 手机终端的控制与监控app单元接收第k组环境数据及其他k-Ι组环境数据并进 行数据融合处理,获得融合后的环境数据;
[0066] 控制与监控app单元能直接发送控制命令给单片机模块或发送给云端服务器并 通过云端服务器转发控制命令给单片机模块;
[0067] 单片机模块通过其IO 口获得继电器触点的反馈信号,从而获得继电器的开关状 态,并根据所接收到的控制命令,改变继电器触点的高低电平来控制继电器的开关状态,从 而实现对16/24位插座机构以及连接在16/24位插座机构上的外部农业设备的供电;
[0068] 单片机模块通过WIFI模块将继电器的开关状态发送给云端服务器用于存储,和/ 或发送给手机终端;
[0069] 控制与监控app单元能利用GPRS网络访问云端服务器来查询融合后的环境数据 和/或智能控制器的继电器开关状态,或是通过局域网路由器查看融合后的环境数据和/ 或智能控制器的继电器开关状态;
[0070] 用户可以通过控制与监控app单元给每个插座机构绑定传感器任务,为每个插座 及所绑定的传感器设定最高和最低阈值,控制与监控app单元根据融合后的环境数据和所 设定的阈值来控制外部农业设备的启闭;用户可以通过控制与监控app单元自定义定时任 务,控制与监控app单元将定时命令并发送给单片机模块用于定时控制外部农业设备的启 闭。智能控制器的控制命令,包括外部农业设备开关命令、根据融合后环境数据的自动控制 外部农业设备开关命令以及定时控制外部农业设备开关命令。这三个命令都是用户通过手 机终端的控制与监控app单元向智能控制器单元发送的。用户可以通过外部农业设备开关 命令实时控制智能控制器单元的继电器,从而控制所连接的外部农业设备;用户通过自动 控制外部农业设备开关命令给智能控制器单元设定环境数据的最高和最低门限值,当无线 传感器监测单元检测并发给智能控制器单元的环境数据超过上述的最高和最低门限值,智 能控制器单元就会打开/闭合继电器,从而自动控制所连接的外部农业设备。用户通过定 时控制农业设备开关命令为智能控制器单元设定定时时间,当设定时间到达时智能控制器 单元打开/闭合对应的继电器,从而控制所连接的外部农业设备。
[0071] 本发明中的WIFI模块是按如下步骤自动配置并接入网络环境中:
[0072] 步骤1、单片机模块通过USART串口向GSM模块发送请求配置命令;
[0073] 步骤2、GSM模块通过GPRS网络向云端服务器转发请求配置命令,用于请求获得局 域网路由器的SSID和密码;
[0074] 步骤3、单片机模块并等待云端服务器的应答;
[0075] 步骤4、手机终端的控制与监控app单元接收转发自云端服务器的请求配置命令 后,通过局域网向云端服务器发送包含有局域网的SSID和密码的通知;
[0076] 步骤5、云端服务器通过GPRS网络向GSM模块转发通知;
[0077] 步骤6、GSM模块将包含有局域网的SSID和密码的通知发送给单片机模块;
[0078] 步骤7、单片机模块通过USART串口将局域网的SSID和密码写入WIFI模块;
[0079] 步骤8、WIFI模块根据局域网SSID和密码连接局域网路由器,从而完成智能控制 器的自动配置并接入网络环境中。
[0080] 本发明中的手机终端的控制与监控app单元是按如下步骤进行数据融合处理:
[0081] 步骤1、利用式(1)获得第k个无线传感器监控单元的第k组环境数据的平局值 μ k,从而获得1组环境数据的平局值:
[0082]
Figure CN105137950AD00101
[0083] 式⑴中,xkil表示第k个无线传感器监控单元检测到的第k组环境数据中第i个 样本值,N表示第k组环境数据的样本总数,i表示样本序号;I < i < N ;
[0084] 步骤2、利用式(2)获得第k个无线传感器监控单元的第k组环境数据的方差<, 从而获得1组环境数据的方差:
[0085]
Figure CN105137950AD00102
[0086] 步骤3、基于Bayes统计理论利用式(3)对1组环境数据进行数据融合,获得融合 后环境数据ϊ:
Figure CN105137950AD00111
[0087] (3>
[0088] 本发明中的手机终端的控制与监控app单元与智能控制器以及云端服务器之间 是按如下步骤进行通讯:
[0089] 步骤1、手机终端的控制与监控app单元在局域网网络下检测是否与智能控制器 单元连通;若连通,则手机终端的控制与监控app单元通过局域网网络向智能控制器单元 发送控制命令或接受来自于智能控制器的环境数据;若没有连通,则手机终端的控制与监 控app单元连接云端服务器用于和智能控制器进行配对;
[0090] 步骤2、云端服务器自动检测是否有需要配对的手机终端的控制与监控app单元 和智能控制器,若有,则转发来自于手机终端的控制与监控app单元或智能控制器的环境 数据,若没有,则向手机终端的控制与监控app单元发送连接失败的消息。
[0091 ] 本发明的控制步骤如下:
[0092] (1)用手机终端的控制与监控app单元配置智能控制器单元的WIFI模块,将智能 控制器单元连接到局域网路由器上。
[0093] (2)智能控制器单元根据用户所选择的工作模式工作。
[0094] (3)智能控制器单元通过Zigbee模块获取各个无线传感器监测单元测量到的各 种环境参数,由单片机模块判断环境参数是否正常,若超出手机设定的最高或最低门限值, 则控制继电器开或关,进而控制对应插座机构是否供电。
[0095] (4)用户点击手机终端的控制与监控app单元界面上的插座开关来对智能控制器 发送开关指令,智能控制器根据接收的指令控制继电器。
[0096] 本发明在智能控制器单元上内嵌机械定时器,用于对插座结构进行定时控制,还 设置有三档选择开关用于手动选择智能控制器单元的工作模式,工作模式为:
[0097] a.机械模式档:当选择机械模式挡时,单片机模块通过IO 口控制相应的继电器用 于为机械定时器供电;当达到所设定的初始时间时,输出触电反馈信号到单片机用于进行 定时控制;当达到所设定的终止时间时,依次间隔一定时间打开相应的继电器用于给插座 机构供电;
[0098] b.智能模式档:当选择智能模式档时,单片机发送自动配置指令给WIFI模块,用 于将WIFI模块切换成自动配置状态,使得手机终端将智能控制器单元接入网络环境中,从 而使得单片机能根据手机终端发来的控制命令对继电器进行控制;
[0099] c.普通模式档:当选择普通模式档时,单片机依次间隔一定时间打开所有继电器 用于为插座机构供电。

Claims (6)

1. 一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统,是应用于包含局域网路由器、远程 服务器的温室大棚网络环境中,其特征是,所述智能控制系统包括智能控制器单元、1个无 线传感器监测单元、包含控制与监控app单元的手机终端和云端服务器端;所述云端服务 器端搭载在所述远程服务器上; 所述智能控制器单元包括单片机模块、WIFI模块、Zigbee模块、GSM模块和插座机构以 及继电器; 智能控制器单元通过所述GSM模块与控制与监控app单元使所述WIFI模块自动配置 并接入所述的网络环境中,从而与所述云端服务器建立网络连接; 第k个无线传感器监测单元包括由第k个传感器Zigbee模块和第k个MCU构成的第k 个传感器主控模块以及第k个外设传感器组;所述第k个外设传感器组设置在所述温室大 棚环境中,并通过自身的Zigbee节点向所述第k个传感器主控模块的第k个传感器Zigbee 模块传输所采集的第k组环境数据;I < k < 1 ; 所述传感器主控模块的MCU通过所述传感器Zigbee模块将所述第k组环境数据发送 给所述智能控制器单元; 所述智能控制器单元通过所述Zigbee模块获取所述第k组环境数据并发送给所述单 片机模块用于存储和处理; 所述单片机模块通过所述WIFI模块将所述第k组环境数据发送给所述云端服务器用 于存储,和/或发送给所述手机终端; 所述云端服务器用于实时接收所述智能控制器发来的1组环境数据并进行保存作为 历史数据; 所述手机终端的控制与监控app单元接收所述第k组环境数据及其他k-1组环境数据 并进行数据融合处理,获得融合后的环境数据; 所述控制与监控app单元能直接发送控制命令给所述单片机模块或发送给所述云端 服务器并通过所述云端服务器转发所述控制命令给所述单片机模块; 所述单片机模块通过其IO 口获得所述继电器触点的反馈信号,从而获得所述继电器 的开关状态,并根据所接收到的控制命令,改变所述继电器触点的高低电平来控制所述继 电器的开关状态,从而实现对所述16/24位插座机构以及连接在所述16/24位插座机构上 的外部农业设备的供电; 所述单片机模块通过所述WIFI模块将所述继电器的开关状态发送给所述云端服务器 用于存储,和/或发送给所述手机终端; 所述控制与监控app单元能利用GPRS网络访问所述云端服务器来查询所述融合后的 环境数据和/或所述智能控制器的继电器开关状态,或是通过所述局域网路由器查看所述 融合后的环境数据和/或所述智能控制器的继电器开关状态; 所述控制与监控app单元根据所述融合后的环境数据和所设定的阈值来控制外部农 业设备的启闭;所述控制与监控app单元还能设定定时命令并发送给所述单片机模块用于 定时控制外部农业设备的启闭。
2. 根据权利要求1所述的基于物联网技术的温室大棚智能控制系统,其特征是,在所 述传感器主控模块上还设置有光照传感器,所述光照传感器用于获取光照强度并提供给所 述MCU ;所述MCU通过所述传感器Zigbee模块将所述光照强度发送给所述智能控制器单元 的单片机模块用于控制所述外部农业设备。
3. 根据权利要求1所述的基于物联网技术的温室大棚智能控制系统,其特征是,所述 WIFI模块是按如下步骤自动配置并接入所述网络环境中: 步骤1、所述单片机模块通过USART串口向所述GSM模块发送请求配置命令; 步骤2、所述GSM模块通过GPRS网络向所述云端服务器转发所述请求配置命令,用于请 求获得所述局域网路由器的SSID和密码; 步骤3、所述单片机模块并等待云端服务器的应答; 步骤4、所述手机终端的控制与监控app单元接收转发自所述云端服务器的请求配置 命令后,通过所述局域网向所述云端服务器发送包含有所述局域网的SSID和密码的通知; 步骤5、所述云端服务器通过GPRS网络向所述GSM模块转发所述通知; 步骤6、所述GSM模块将包含有所述局域网的SSID和密码的通知发送给单片机模块; 步骤7、所述单片机模块通过USART串口将所述局域网的SSID和密码写入所述WIFI模 块; 步骤8、所述WIFI模块根据所述局域网SSID和密码连接所述局域网路由器,从而完成 所述智能控制器的自动配置并接入所述网络环境中。
4. 根据权利要求1所述的基于物联网技术的温室大棚智能控制系统,其特征是,所述 手机终端的控制与监控app单元是按如下步骤进行数据融合处理: 步骤1、利用式(1)获得第k个无线传感器监控单元的第k组环境数据的平局值yk, 从而获得1组环境数据的平局值:
Figure CN105137950AC00031
式(1)中,Xtl表示第k个无线传感器监控单元检测到的第k组环境数据中第i个样本 值,N表示第k组环境数据的样本总数,i表示样本序号;1彡i彡N ; 步骤2、利用式(2)获得第k个无线传感器监控单元的第k组环境数据的方差Oa2,从而 获得1组环境数据的方差:
Figure CN105137950AC00032
步骤3、基于Bayes统计理论利用式(3)对所述1组环境数据进行数据融合,获得融合 后环境数据
Figure CN105137950AC00033
5. 根据权利要求1所述的基于物联网技术的温室大棚智能控制系统,其特征是,所述 手机终端的控制与监控app单元与所述智能控制器以及所述云端服务器之间是按如下步 骤进行通讯: 步骤1、所述手机终端的控制与监控app单元在所述局域网网络下检测是否与所述智 能控制器单元连通;若连通,则所述手机终端的控制与监控app单元通过所述局域网网络 向所述智能控制器单元发送控制命令或接受来自于所述智能控制器的环境数据;若没有连 通,则所述手机终端的控制与监控app单元连接所述云端服务器用于和所述智能控制器进 行配对; 步骤2、所述云端服务器自动检测是否有需要配对的所述手机终端的控制与监控app 单元和所述智能控制器,若有,则转发来自于所述手机终端的控制与监控app单元或所述 智能控制器的环境数据,若没有,则向所述手机终端的控制与监控app单元发送连接失败 的消息。
6.根据权利要求1所述的基于物联网技术的温室大棚智能控制系统,其特征是, 在所述智能控制器单元上内嵌机械定时器,用于对所述插座结构进行定时控制,还设 置有三档选择开关用于手动选择所述智能控制器单元的工作模式,所述工作模式为: a. 机械模式档:当选择机械模式挡时,所述单片机模块通过IO 口控制相应的继电器用 于为机械定时器供电;当达到所设定的初始时间时,输出触电反馈信号到单片机用于进行 定时控制;当达到所设定的终止时间时,依次间隔一定时间打开所述相应的继电器用于给 插座机构供电; b. 智能模式档:当选择智能模式档时,单片机发送自动配置指令给WIFI模块,用于将 WIFI模块切换成自动配置状态,使得所述手机终端将所述智能控制器单元接入所述网络环 境中,从而使得单片机能根据所述手机终端发来的控制命令对所述继电器进行控制; c. 普通模式档:当选择普通模式档时,单片机依次间隔一定时间打开所有继电器用于 为所述插座机构供电。
CN201510617289.6A 2015-09-24 2015-09-24 一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统 Expired - Fee Related CN105137950B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510617289.6A CN105137950B (zh) 2015-09-24 2015-09-24 一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510617289.6A CN105137950B (zh) 2015-09-24 2015-09-24 一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105137950A true CN105137950A (zh) 2015-12-09
CN105137950B CN105137950B (zh) 2017-08-25

Family

ID=54723325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510617289.6A Expired - Fee Related CN105137950B (zh) 2015-09-24 2015-09-24 一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105137950B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106094713A (zh) * 2016-08-09 2016-11-09 宜兴市中诚物联网科技有限公司 一种农业多功能物联网监控系统及监控方法
CN106210145A (zh) * 2016-09-12 2016-12-07 北海和思科技有限公司 一种基于物联网的农业环境监控系统及方法
CN106888941A (zh) * 2017-02-16 2017-06-27 郑州云海信息技术有限公司 一种基于云计算的城市绿化带节水自动灌溉系统及方法
CN106899667A (zh) * 2017-02-23 2017-06-27 青岛农业大学 一种物联网蔬菜大棚智能安防网关和控制方法
CN107065610A (zh) * 2017-04-17 2017-08-18 浙江德塔森特数据技术有限公司 一种机房控制中数据的快速处理方法及装置
CN107430805A (zh) * 2015-12-29 2017-12-01 华为技术有限公司 信息传输系统、方法和设备
CN107783824A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 北京京东尚科信息技术有限公司 一种控制智能家居设备的方法和服务端装置
CN108574736A (zh) * 2018-04-18 2018-09-25 河南省科学院应用物理研究所有限公司 一种基于农业传感器网络的温控系统
CN109450942A (zh) * 2018-12-25 2019-03-08 北京戴纳实验科技有限公司 一种实验室物联网管理系统的安全检测方法及其检测设备
CN109901487A (zh) * 2019-04-19 2019-06-18 无锡太湖学院 基于物联网的环境因子监测系统和方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507901A (zh) * 2011-10-19 2012-06-20 华南农业大学 基于双传感器数据融合技术的土壤湿度测量装置及方法
WO2012115676A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-30 Asoka Usa Corporation A set of sensor units for communication enabled for streaming media delivery with monitoring and control of power usage of connected appliances
KR20120123163A (ko) * 2010-07-06 2012-11-08 최중인 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템 및 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법
CN103810382A (zh) * 2014-01-27 2014-05-21 中国电子科技集团公司第十研究所 机载分布式多传感器两级数据融合策略选择方法
CN204157398U (zh) * 2014-08-20 2015-02-18 深圳市海贝尔科技有限公司 一种基于WiFi或ZigBee并由云服务器控制的智能灌溉系统
CN204925782U (zh) * 2015-09-24 2015-12-30 李拥军 一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120123163A (ko) * 2010-07-06 2012-11-08 최중인 역삼투화 방식의 해수 담수화 시스템 및 역삼투화 방식의 해수 담수화 플랜트 제어 방법
WO2012115676A1 (en) * 2011-02-22 2012-08-30 Asoka Usa Corporation A set of sensor units for communication enabled for streaming media delivery with monitoring and control of power usage of connected appliances
CN102507901A (zh) * 2011-10-19 2012-06-20 华南农业大学 基于双传感器数据融合技术的土壤湿度测量装置及方法
CN103810382A (zh) * 2014-01-27 2014-05-21 中国电子科技集团公司第十研究所 机载分布式多传感器两级数据融合策略选择方法
CN204157398U (zh) * 2014-08-20 2015-02-18 深圳市海贝尔科技有限公司 一种基于WiFi或ZigBee并由云服务器控制的智能灌溉系统
CN204925782U (zh) * 2015-09-24 2015-12-30 李拥军 一种基于物联网技术的温室大棚智能控制系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吕伟德: "基于物联网技术的水培花卉智能生产关键技术的研究与应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)之信息科技辑》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107430805A (zh) * 2015-12-29 2017-12-01 华为技术有限公司 信息传输系统、方法和设备
CN106094713A (zh) * 2016-08-09 2016-11-09 宜兴市中诚物联网科技有限公司 一种农业多功能物联网监控系统及监控方法
CN107783824B (zh) * 2016-08-25 2020-07-31 北京京东尚科信息技术有限公司 一种控制智能家居设备的方法和服务端装置
CN107783824A (zh) * 2016-08-25 2018-03-09 北京京东尚科信息技术有限公司 一种控制智能家居设备的方法和服务端装置
CN106210145A (zh) * 2016-09-12 2016-12-07 北海和思科技有限公司 一种基于物联网的农业环境监控系统及方法
CN106888941A (zh) * 2017-02-16 2017-06-27 郑州云海信息技术有限公司 一种基于云计算的城市绿化带节水自动灌溉系统及方法
CN106899667A (zh) * 2017-02-23 2017-06-27 青岛农业大学 一种物联网蔬菜大棚智能安防网关和控制方法
CN107065610A (zh) * 2017-04-17 2017-08-18 浙江德塔森特数据技术有限公司 一种机房控制中数据的快速处理方法及装置
CN108574736A (zh) * 2018-04-18 2018-09-25 河南省科学院应用物理研究所有限公司 一种基于农业传感器网络的温控系统
CN109450942A (zh) * 2018-12-25 2019-03-08 北京戴纳实验科技有限公司 一种实验室物联网管理系统的安全检测方法及其检测设备
CN109901487A (zh) * 2019-04-19 2019-06-18 无锡太湖学院 基于物联网的环境因子监测系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105137950B (zh) 2017-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203224806U (zh) 一种基于无线传感网络的温室环境监控装置
US8643495B2 (en) Internet of things based farm greenhouse monitor and alarm management system
CN204028731U (zh) 基于Zigbee技术的农业大棚种植环境监控系统
CN104750068B (zh) 一种多节点传感器网络的数据传输及控制装置
CN203433329U (zh) 一种智能温室大棚物联网远程监控装置
CN204741999U (zh) 一种实现云端监控的智能化温室大棚系统
CN105843147B (zh) 一种智慧农业监控管理系统
CN202854575U (zh) 一种农业物联网系统
CN106547261A (zh) 一种应用于蔬菜种植大棚的智能化管理系统
CN102981484B (zh) 一种基于物联网的温室智能控制系统
CN105159220A (zh) 一种基于物联网的温室大棚无土栽培智能监控系统
CN105610900B (zh) 一种基于嵌入式物联网网关的农业大棚室内环境监控系统
CN201805769U (zh) 基于无线mesh传感器网络技术的物联网温室
CN102681511B (zh) 基于物联网的数据信息采集智能管控系统
CN204557776U (zh) 基于云服务的温室种植远程监控系统
CN103297537A (zh) 一种基于无线传感器网络的鸡舍环境智能监控系统
CN104331048A (zh) 一种农业大棚低功耗无线测控系统
CN2879257Y (zh) 基于多主通讯机制的多个温室群控装置
CN205103592U (zh) 一种带反馈的水产养殖物联网监控系统
CN104731135A (zh) 一种家庭农场的控制装置及方法
CN202512124U (zh) 基于rfid和无线传感网络的水质监测预警系统
CN104714576A (zh) 一种温室大棚智能化协同管理系统
CN104122915B (zh) 一种具有远程标定和冗余网络的温室大棚环境监控系统及其监控方法
CN100493212C (zh) 大田作物病虫害智能预警系统
CN103299882B (zh) 一种灌区田间节水智能化灌溉系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170825

Termination date: 20190924

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee