CN105388807A - 节能型农业大棚无线检测系统 - Google Patents

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汪义旺
王锐
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/21—Pc I-O input output
    • G05B2219/21007—A processor to evaluate signals of detector only, I-O processor

Abstract

本发明公开了一种节能型农业大棚无线检测系统，包括供电模块、控制器模块和终端数据采集模块；供电模块输出分别与控制器模块和终端数据采集模块的电源输入端连接；终端数据采集模块与控制器模块通过无线网络传输数据，控制器模块对终端数据采集模块传输来的数据进行处理并传输给远程监控软件；供电模块包括发电端、控制变换电路、输出供电接口和储能模块；控制变换电路连接在发电端与输出供电接口之间，储能模块连接在控制变换电路上；发电端包括风力发电模块、太阳能光伏模块和温差发电模块。通过上述方式，本发明能够采用太阳能或者风力等绿色能源供电，配合数字化控制和无线通信技术，可以实现对现代种植农业的多项数据采集。

Description

节能型农业大棚无线检测系统
技术领域
本发明涉及农业参数无线检测系统领域，特别是涉及一种节能型农业大棚无线检测系统。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，人们对新鲜蔬菜等食物的品质要求也不断提高，采用现代大棚等种植方式可以实现无季节影响的农业种植，满足人们生活的需要。而农业的种植和植物作物的生长与环境参数关系密切，采用现代化的检测手段对大棚参数进行实时在线监测，一方面可以为现代农业的精细化管理提供技术数据支撑，另一方面还可以提高作物的产量与品质，也有助于实现现代智慧农业。现有一些农业大棚参数检测系统的供电还依赖于常规电源，这不但增加了能源消耗，并且对一些常规电源不便达到的大棚场所也难义应用推广。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是解决和弥补现有技术的不足，提供一种采用基于太阳能、风能和温差发电等绿色能源的节能型农业大棚无线检测系统，通过系统的运行和控制实现对大棚等现代农业种植参数的节能无线检测。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种节能型农业大棚无线检测系统，包括：供电模块、控制器模块和终端数据采集模块；所述供电模块输出分别与控制器模块和终端数据采集模块的电源输入端连接；所述终端数据采集模块与控制器模块通过无线网络传输数据，控制器模块对终端数据采集模块传输来的数据进行处理并传输给远程监控软件；所述供电模块包括发电端、控制变换电路、输出供电接口和储能模块；所述控制变换电路连接在发电端与输出供电接口之间，储能模块连接在控制变换电路上；所述发电端包括风力发电模块、太阳能光伏模块和温差发电模块；所述发电端的风力发电模块、太阳能光伏模块和温差发电模块的一种或者几种组合实现发电。
优选的，所述发电端通过控制变换电路给系统提供稳定工作电源输出，储能模块用于储存电能；所述控制变换电路为DC/DC变换电路；所述储能模块由铅酸电池或者锂电池组成；所述输出供电接口可以提供DC12V、DC5V和DC3.3V的稳定电能输出。
优选的，所述控制器模块包括主控制芯片模块和连接在主控制芯片模块上的显示模块和通信模块；所述显示模块由LCD320X480TFT显示和LED指示灯组成；所述主控制芯片模块为STM32F103ZET6芯片；所述通信模块由无线通信模块、GPRS/GSM通信模块和蓝牙模块组成；所述无线通信模块采用NRF905无线芯片，NRF905无线芯片负责控制器模块与终端数据采集模块之间的数据通信和参数信息采集，NRF905无线芯片与主控制芯片模块采用SPI方式进行数据交换；所述GPRS/GSM通信模块基于SIM900A；所述蓝牙模块采用BC06蓝牙模块；SIM900AGPRS/GSM通信和BC06蓝牙模块与所述主控制芯片模块采用UART实现数据交换。
优选的，所述终端数据采集模块包括通信端、控制芯片、传感器模块和控制输出模块；所述通信端、传感器模块、控制输出模块分别与所述控制芯片连接；所述控制芯片由STC89C52组成；所述通信端为由nRF905组成的电路；所述控制输出模块为控制信号输出电路；所述传感器模块包括温湿度、土壤湿度、CO2传感器、光照度、雨水量传感器，温湿度传感器采用DHT11，光照度传感器采用BH1750FVI，土壤湿度传感器采用YL-100模块，雨水量传感器采用FC-37模块，CO2传感器采用MG811模块。
本发明的有益效果是：本发明采用太阳能或者风力等绿色能源供电，配合数字化控制和无线通信技术，可以实现对现代种植农业的多项数据采集，能满足不同应用场合的需求，所开发的系统具有绿色环保等优点。
附图说明
图1是本发明节能型农业大棚无线检测系统的结构示意图；
图2是节能型农业大棚无线检测系统中供电模块的结构示意图；
图3是节能型农业大棚无线检测系统中控制器模块的结构示意图；
图4是节能型农业大棚无线检测系统中终端数据采集模块的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1、供电模块；2、控制器模块；3、终端数据采集模块；11、发电端；12、控制变换电路；13、输出供电接口；14、储能模块；21、显示模块；22、主控制芯片模块；23、通信模块；31、通信端；32、控制芯片；33、传感器模块；34、控制输出模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1至图4，本发明实施例包括：
如图1所示，一种节能型农业大棚无线检测系统，包括：用于系统供电的供电模块1、数据采集及处理的控制器模块2和各采集点的终端数据采集模块3；所述供电模块1的输出与控制器模块2和终端数据采集模块3的电源输入端相连接；该系统可以将终端数据采集模块3采集的环境参数通过无线网络传送到控制器模块2，由控制器模块2进行处理并将数据通过有线、蓝牙、GPRS和无线多种方式与远程监控软件相连接，实现对农业大棚参数无线检测。
如图2所示，所述供电模块1包括发电端11、控制变换电路12、输出供电接口13和储能模块14；控制变换电路12连接在发电端11与输出供电接口13之间，储能模块14连接在控制变换电路12上；所述供电模块1的发电端11可以由风力、太阳能光伏和温差发电模块中的一种或者互补组合实现，通过专用的控制变换电路12给系统提供稳定工作电源输出，储能模块14用于储存电能；在实际应用中可以根据不同的使用工程场合采用不同的电能来源或者其组合形式；所述控制变换电路12为DC/DC变换电路，可以实现对发电端11输入电能的转换和控制；所述的储能模块14由铅酸电池或者锂电池组成；所述输出供电接口13可以提供DC12V、DC5V和DC3.3V的稳定电能输出。
如图3所示，所述控制器模块2包括显示模块21、主控制芯片模块22和通信模块23组成；所述显示模块21由TFT显示LCD320X480和LED指示灯组成，可以显示系统的运行及数据采集信息等；所述主控制芯片模块22为STM32F103ZET6芯片；所述通信模块23由无线通信模块、GPRS/GSM通信模块和蓝牙模块组成，无线通信模块采用NRF905无线芯片，NRF905无线芯片负责控制器模块2与终端数据采集模块3之间的数据通信和参数信息采集，NRF905无线芯片与主控制芯片模块22采用SPI方式进行数据交换；GPRS/GSM通信模块基于SIM900A；蓝牙模块采用BC06蓝牙模块；SIM900AGPRS/GSM通信和BC06蓝牙模块与主控制芯片模块22采用UART实现数据交换，可以实现与远程上位监控软件平台通信和数据交换。
如图4所示，终端数据采集模块3由通信端31、控制芯片32、传感器模块33和控制输出模块34组成，所述的控制芯片32由STC89C52组成，所述通信端31为由nRF905组成的电路来实现，所述传感器模块33包括温湿度、土壤湿度、CO2传感器、光照度、雨水量传感器等组成，其中温湿度传感器采用DHT11、光照度传感器采用BH1750FVI、土壤湿度传感器采用YL-100模块、雨水量传感器采用FC-37模块、CO2传感器采用MG811模块；控制输出模块34为控制信号输出电路，可以实现控制信号的输出功能，与外接设备配合实现自动控制。
本发明基于太阳能、风能和温差发电等绿色能源的节能型农业大棚无线检测系统，通过系统的运行和控制实现对大棚等现代农业种植参数的节能无线检测；配合数字化控制和无线通信技术，可以实现对现代种植农业的多项数据采集，能满足不同应用场合的需求。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种节能型农业大棚无线检测系统，其特征在于，包括：供电模块、控制器模块和终端数据采集模块；所述供电模块输出分别与控制器模块和终端数据采集模块的电源输入端连接；所述终端数据采集模块与控制器模块通过无线网络传输数据，控制器模块对终端数据采集模块传输来的数据进行处理并传输给远程监控软件；所述供电模块包括发电端、控制变换电路、输出供电接口和储能模块；所述控制变换电路连接在发电端与输出供电接口之间，储能模块连接在控制变换电路上；所述发电端包括风力发电模块、太阳能光伏模块和温差发电模块。
2.根据权利要求1所述的节能型农业大棚无线检测系统，其特征在于：所述发电端通过控制变换电路给系统提供稳定工作电源输出，储能模块用于储存电能；所述控制变换电路为DC/DC变换电路；所述储能模块由铅酸电池或者锂电池组成；所述输出供电接口可以提供DC12V、DC5V和DC3.3V的稳定电能输出。
3.根据权利要求1所述的节能型农业大棚无线检测系统，其特征在于：所述控制器模块包括主控制芯片模块和连接在主控制芯片模块上的显示模块和通信模块；所述显示模块由LCD320X480TFT显示和LED指示灯组成；所述主控制芯片模块为STM32F103ZET6芯片；所述通信模块由无线通信模块、GPRS/GSM通信模块和蓝牙模块组成；所述无线通信模块采用NRF905无线芯片，NRF905无线芯片负责控制器模块与终端数据采集模块之间的数据通信和参数信息采集，NRF905无线芯片与主控制芯片模块采用SPI方式进行数据交换；所述GPRS/GSM通信模块基于SIM900A；所述蓝牙模块采用BC06蓝牙模块；SIM900AGPRS/GSM通信和BC06蓝牙模块与所述主控制芯片模块采用UART实现数据交换。
4.根据权利要求1所述的节能型农业大棚无线检测系统，其特征在于：所述终端数据采集模块包括通信端、控制芯片、传感器模块和控制输出模块；所述通信端、传感器模块、控制输出模块分别与所述控制芯片连接；所述控制芯片由STC89C52组成；所述通信端为由nRF905组成的电路；所述控制输出模块为控制信号输出电路；所述传感器模块包括温湿度、土壤湿度、CO2传感器、光照度、雨水量传感器，温湿度传感器采用DHT11，光照度传感器采用BH1750FVI，土壤湿度传感器采用YL-100模块，雨水量传感器采用FC-37模块，CO2传感器采用MG811模块。
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