CN105210695A - 一种智能蔬菜大棚远程监控系统 - Google Patents

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叶帅
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Abstract

本发明涉及一种智能蔬菜大棚远程监控系统，由PC上位监控模块、无线通讯模块、现场控制采集模块构成，PC上位监控模块通过无线通讯模块与现场控制采集模块连接；PC上位监控模块显示并存储现场控制采集模块采集的数据，远程监控蔬菜大棚内不同地点内的生长环境，并根据采集到的数据与提前设置好的各环境因子阈值比较后作出判断，通过无线通讯模块对大棚内农机设备进行远程控制作业。本系统采用无线通讯方式，既能够精确采集并显示大棚内各项数据，又能根据大棚内生长环境，自动发出控制指令通过无线传输远程控制大棚内农机设备进行无人化现场作业，保证了大棚内合适的生长环境，大大提高了蔬菜成活率，节约成本，智能化程度高。

Description

一种智能蔬菜大棚远程监控系统
技术领域
本发明涉及一种智能蔬菜大棚远程监控系统，应用于大棚培育农作物技术领域。
背景技术
目前，随着人们对反季节蔬菜的日益需求，我国各地利用温室大棚培育蔬菜的越来越多。但是，在大棚培育蔬菜上，人们仍然靠传统种植经验判断温室大棚内生长环境，依靠体力劳动进行灌溉、施肥等操作来保证大棚内蔬菜生长，这种培育方式并不能保证蔬菜具有较高的成活率；即使一些大棚内安装了远程监控系统对大棚蔬菜进行培育，但是所采用监控系统的传输方式仍为有线传输方式，该方式造成了布线麻烦，成本浪费，并且不利于农机、人等移动设备作业，可扩展性受到局限，酸性农药、潮湿性和强光性环境易造成电缆线老化，抗干扰能力大大下降，不利于现代农业智能化的进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能蔬菜大棚远程监控系统，采用自动组网无线通讯方式，根据大棚内生长环境，远程监控大棚内农机设备，自动将大棚内调节为适宜的生长环境。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案
一种智能蔬菜大棚远程监控系统，由PC上位监控模块、无线通讯模块、现场控制采集模块构成，所述PC上位监控模块通过无线通讯模块与现场控制采集模块连接；所述PC上位监控模块显示并存储现场控制采集模块采集的数据，远程监控蔬菜大棚内不同地点内的生长环境，并根据采集到的数据与提前设置好的各环境因子阈值比较后作出判断，通过所述无线通讯模块对大棚内农机设备进行远程控制作业。
所述无线通讯模块包括zigbee协调器、中间路由器群组、zigbee终端群组，所述中间路由器群组由多个中间路由器并联构成，所述zigbee终端群组由多个zigbee终端并联构成；所述无线通讯模块能自动组网进行通讯，一个所述zigbee协调器与多个所述中间路由器进行通讯，一个所述中间路由器与多个所述zigbee终端进行通讯，从而一个所述zigbee协调器能够与多个所述zigbee终端进行通讯。无线通讯模块增加了中间路由器群组模块，该模块既克服了短距离通讯问题，又保证了传输信息的可靠性。
所述现场控制采集模块由电源、微型控制器、数据采集模块、控制执行机构模块构成；其中所述数据采集模块包括温度传感器、光照传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤湿度传感器，所述控制执行机构模块包括摄像监控装置、喷溉装置、农药喷洒装置、补光装置、供热装置、二氧化碳发生器；所述电源为所述微型控制器、所述数据采集模块和所述控制执行机构模块供电；所述数据采集模块内的所述温度传感器、所述光照传感器、所述二氧化碳浓度传感器、所述土壤湿度传感器与所述微型控制器连接，安装在蔬菜大棚内合适的位置，分别用来采集大棚内的温度、光照强弱及光照时间长短、二氧化碳浓度和土壤湿度，并将采集到的温度、光照强弱及光照时间长短、二氧化碳浓度和土壤湿度转换为模拟量传输给所述微型控制器，所述微型控制器将采集到的模拟量转换为数字量传输给所述zigbee终端；所述控制执行机构模块内的所述摄像监控装置、所述喷溉装置、所述农药喷洒装置、所述补光装置、所述供热装置、所述二氧化碳发生器分别与所述微型控制器连接；所述PC上位监控模块发出指令通过所述无线通讯模块传输给所述微型控制器，所述微型控制器控制大棚内所述控制执行机构模块，实现所述喷溉装置喷水，所述农药喷洒装置喷洒农药，所述补光装置补充光照强度及光照时间长短，所述供热装置保证蔬菜大棚内合适的温度，所述二氧化碳发生器补充大棚内二氧化碳，通过所述摄像监控装置远程监控大棚内的真实环境和农机设备现场作业情况。
与现有技术相比，本发明的一种智能蔬菜大棚远程监控系统具有的有益效果是：
本系统采用无线通讯方式传输采集到的数据和发送控制指令，无线通讯装置可安装在大棚内任何合适的位置，避免了布线的麻烦，节约成本，易于农机、人等移动设备作业，可扩展性强。系统中现场采集控制模块采用微型控制器，其控制结构简单，操作灵活、方便。
本系统不依靠人们的传统经验判断大棚内的生长环境，依靠现场采集控制模块精确采集到大棚内温度、光照强度、二氧化碳浓度、土壤湿度，实时显示到PC上位监控模块，并保存为历史数据，方便调用查看，不仅提高了检测效率及检测精度，而且更加直观，操作更加方便。系统中依靠提前设置好的阈值作出判断控制执行机构模块，完成了灌溉、施肥、增加光照及补充二氧化碳的操作，保证了大棚内适宜的生长环境，提高了蔬菜存活率，使用农机设备代替人类劳动，大大节约了劳动成本。
附图说明
图1是智能蔬菜大棚远程监控系统结构示意图。
图2是无线通讯模块结构示意图。
图3是现场控制采集模块结构示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图说明如下：
参见图1，一种智能蔬菜大棚远程监控系统，由PC上位监控模块101、无线通讯模块102、现场控制采集模块103构成，所述PC上位监控模块101通过无线通讯模块102与现场控制采集模块103连接；所述PC上位监控模块101显示并存储现场控制采集模块103采集的数据，远程监控蔬菜大棚内不同地点内的生长环境，并根据采集到的数据与提前设置好的各环境因子阈值比较后作出判断，通过所述无线通讯模块102对大棚内农机设备进行远程控制作业。
如图2所示，所述无线通讯模块102包括zigbee协调器201、中间路由器群组202、zigbee终端群组203，所述中间路由器群组202由多个中间路由器204并联构成，所述zigbee终端群组203由多个zigbee终端205并联构成；所述无线通讯模块102能自动组网进行通讯，一个所述zigbee协调器201与多个所述中间路由器204进行通讯，一个所述中间路由器204与多个所述zigbee终端205进行通讯，从而一个所述zigbee协调器201能够与多个所述zigbee终端205进行通讯。
如图3所示，所述现场控制采集模块103由电源301、微型控制器302、数据采集模块303、控制执行机构模块308构成；其中所述数据采集模块303包括温度传感器304、光照传感器305、二氧化碳浓度传感器306、土壤湿度传感器307，所述控制执行机构模块308包括摄像监控装置309、喷溉装置310、农药喷洒装置311、补光装置312、供热装置313、二氧化碳发生器314；所述电源301为所述微型控制器302、所述数据采集模块303和所述控制执行机构模块308供电；所述数据采集模块303内的所述温度传感器304、所述光照传感器305、所述二氧化碳浓度传感器306、所述土壤湿度传感器307与所述微型控制器302连接，安装在蔬菜大棚内合适的位置，分别用来采集大棚内的温度、光照强弱及光照时间长短、二氧化碳浓度和土壤湿度，并将采集到的温度、光照强弱及光照时间长短、二氧化碳浓度和土壤湿度转换为模拟量传输给所述微型控制器302，所述微型控制器302将采集到的模拟量转换为数字量传输给所述zigbee终端205；所述控制执行机构模块308内的所述摄像监控装置309、所述喷溉装置310、所述农药喷洒装置311、所述补光装置312、所述供热装置313、所述二氧化碳发生器314分别与所述微型控制器302连接；所述PC上位监控模块101发出指令通过所述无线通讯模块102传输给所述微型控制器302，所述微型控制器302控制大棚内所述控制执行机构模块308，实现所述喷溉装置310喷水，所述农药喷洒装置311喷洒农药，所述补光装置312补充光照强度及光照时间长短，所述供热装置313保证蔬菜大棚内合适的温度，所述二氧化碳发生器314补充大棚内二氧化碳，通过所述摄像监控装置309远程监控大棚内的真实环境和农机设备现场作业情况。

Claims (3)

1.一种智能蔬菜大棚远程监控系统，其特征在于，由PC上位监控模块（101）、无线通讯模块（102）、现场控制采集模块（103）构成，所述PC上位监控模块（101）通过无线通讯模块（102）与现场控制采集模块（103）连接；所述PC上位监控模块（101）显示并存储现场控制采集模块（103）采集的数据，远程监控蔬菜大棚内不同地点内的生长环境，并根据采集到的数据与提前设置好的各环境因子阈值比较后作出判断，通过所述无线通讯模块（102）对大棚内农机设备进行远程控制作业。
2.根据权利要求1所述的智能蔬菜大棚远程监控系统，其特征在于，所述无线通讯模块（102）包括zigbee协调器（201）、中间路由器群组（202）、zigbee终端群组（203），所述中间路由器群组（202）由多个中间路由器（204）并联构成，所述zigbee终端群组（203）由多个zigbee终端（205）并联构成；所述无线通讯模块（102）能自动组网进行通讯，一个所述zigbee协调器（201）与多个所述中间路由器（204）进行通讯，一个所述中间路由器（204）与多个所述zigbee终端（205）进行通讯，从而一个所述zigbee协调器（201）能够与多个所述zigbee终端（205）进行通讯。
3.根据权利要求1所述的智能蔬菜大棚远程监控系统，其特征在于，所述现场控制采集模块（103）由电源（301）、微型控制器（302）、数据采集模块（303）、控制执行机构模块（308）构成；其中所述数据采集模块（303）包括温度传感器（304）、光照传感器（305）、二氧化碳浓度传感器（306）、土壤湿度传感器（307），所述控制执行机构模块（308）包括摄像监控装置（309）、喷溉装置（310）、农药喷洒装置（311）、补光装置（312）、供热装置（313）、二氧化碳发生器（314）；所述电源（301）为所述微型控制器（302）、所述数据采集模块（303）和所述控制执行机构模块（308）供电；所述数据采集模块（303）内的所述温度传感器（304）、所述光照传感器（305）、所述二氧化碳浓度传感器（306）、所述土壤湿度传感器（307）与所述微型控制器（302）连接，安装在蔬菜大棚内合适的位置，分别用来采集大棚内的温度、光照强弱及光照时间长短、二氧化碳浓度和土壤湿度，并将采集到的温度、光照强弱及光照时间长短、二氧化碳浓度和土壤湿度转换为模拟量传输给所述微型控制器（302），所述微型控制器（302）将采集到的模拟量转换为数字量传输给所述zigbee终端（205）；所述控制执行机构模块（308）内的所述摄像监控装置（309）、所述喷溉装置（310）、所述农药喷洒装置（311）、所述补光装置（312）、所述供热装置（313）、所述二氧化碳发生器（314）分别与所述微型控制器（302）连接；所述PC上位监控模块（101）发出指令通过所述无线通讯模块（102）传输给所述微型控制器（302），所述微型控制器（302）控制大棚内所述控制执行机构模块（308），实现所述喷溉装置（310）喷水，所述农药喷洒装置（311）喷洒农药，所述补光装置（312）补充光照强度及光照时间长短，所述供热装置（313）保证蔬菜大棚内合适的温度，所述二氧化碳发生器（314）补充大棚内二氧化碳，通过所述摄像监控装置（309）远程监控大棚内的真实环境和农机设备现场作业情况。
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