CN105607681A - 一种农业信息化生产无线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农业信息化生产无线监测系统，包括气象站、控制中心、数据平台、无线传输、大棚现场数据采集、环境传感器、IP网络摄像头、数字式显示屏和控制器，所述气象站通过信号线与控制中心相连，所述控制中心通过数据平台经无线传输分别与大棚现场数据采集、环境传感器、IP网络摄像头、数字式显示屏和控制器相连。本发明可实时采集大棚内外温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度、土壤水分、土壤Ph值、生长周期视频等参数，以直观的图表和曲线的方式显示给管理用户，并根据种植作物的需求提供各种声光报警信息；另外通过控制中心实现远程控制对温室的天窗、侧窗、内外遮阳幕、微雾、风机、加热系统、环流风机等温室设备进行控制。

Description

一种农业信息化生产无线监测系统

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种农业信息化生产无线监测系统。

背景技术

科学农业种植是现代化农业的重要组成部分，在很大程度上使农业生产摆脱了人为感知、经验种植的传统生产模式，使用科学准确的生产手段获得高效率、高产出的农产品，这是现代农业发展的必然趋势。近年来，农业大棚的数量在不断增长，以黑龙江省为例，2013年全省计划新建标准化水稻育苗大棚11.2万栋，大棚总数发展到79.7万栋，计划新建大中型水稻智能催芽基地70处。农业大棚能够科学准确的形成农作物的最佳生长环境，并且减少农业污染，提高农业生产效率，提高农作物质量和产量。因此，农业大棚内环境参数监测和控制对于农业生产来说是十分重要的。为了加强对环境参数的监测，调节农作物的生长环境，提高农业生产效益，人们开始研制了农业环境检测控制系统。

国内的农业环境监控系统研究始于20世纪80年代后期，经过几十年的发展，已取得了举世瞩目的成果。但较发达国家相比，仍有较大差距。主要体现在产品技术含量不高、准确性不高、自动化程度不高、使用不方便。这严重制约了农业环境监控系统在我国的推广应用。

数据采集传感节点可以收集空气温湿度、土壤温度、土壤水分含量、氮磷钾含量、pH值、光照、O2浓度以及CO2浓度等信息，然后将这些信息由RS485工业总线网络发至ZigBee无线传输节点，并传送到监控系统服务器供用户决策和参考，系统软件根据预设参数配置及时准确调节相应的终端设备工作状态，例如，排风机、灌溉机、卷帘机、供热设备、氧气及二氧化碳生成设备等，将环境参数调整为最适宜农作物生长的状态，从而缩短农作物生长周期，提升农作物的成活率和单位产量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种农业信息化生产无线监测系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：包括气象站、控制中心、数据平台、无线传输、大棚现场数据采集、环境传感器、IP网络摄像头、数字式显示屏和控制器，所述气象站通过信号线与控制中心相连，所述控制中心通过数据平台经无线传输分别与大棚现场数据采集、环境传感器、IP网络摄像头、数字式显示屏和控制器相连，所述控制中心设置有用户PC终端和监控主机，所述数据平台包括视频监测、空间数据场、历史数据、错误报告和远程控控制，所述环境传感器包括空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照强度传感器、雨量传感器、PH值传感器、CO2传感器和液位传感器，所述控制器包括卷帘控制系统、自动浇灌系统和自动通风系统；所述控制中心还连接设置有无线短信应急报警和无线手机温室查询；所述IP网络摄像头通过无线传输与视频监测相连，所述空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照强度传感器、雨量传感器、PH值传感器、CO2传感器和液位传感器通过无线传输分别与视频监测、空间数据场、历史数据、错误报告和远程控控制相连。

作为优选，所述气象站包括室外温度、室外湿度、室外光照辐射、风速、风向、雨雪信号和雨量信号，用于采集室外环境参数，根据当地地势不同使用的气象站的个数以及型号有所差异。

作为优选，所述温室内布置环境传感器根据客户温度或者大棚的面积不同使用的传感器的个数也有所差异。

作为优选，所述大棚现场数据采集内设置有温室采集器，可采集以上室内传感器的所有数据并实时进行传输；温室采集器采用先进的数据转存技术，环境数据循环的存储在控制器上，除可以实时监测外，只要每若干天开一次计算机，数据将自动上传到PC终端，完成数据的收集，记录间隔在1——-999分钟间客任意选择；任何一个传感器均可以被设定记录；记录的数据可以导出EXECL报表；同时，可以生成全日、全周、全月的变化趋势曲线图。

作为优选，所述控制中心通过远程控制经控制器来进行控制卷帘控制系统、自动浇灌系统和自动通风系统；实现对温室的天窗、侧窗、内外遮阳幕、微雾、风机、加热系统、环流风机等温室设备进行控制，完成温室的通风降温、加热、除湿、灌溉、启闭内外遮阳幕，大风雨雪时强制关窗及传感器故障报警等控制功能。

作为优选，所述数字式显示屏悬挂在温室里，能用大尺寸高亮度数码管的方式醒目的显示温室实时的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度，同时，在出现高温、低温、高湿、低湿时，进行警灯闪烁报警。

作为优选，所述无线短信应急报警就是当园区任何一个温室出现高温、低温以及其他报警时，无线短信应急报警系统会迅速将报警短信发给园区管理人员以及温室园艺师等若干相关人员。

作为优选，所述无线手机温室查询就是用户通过手机上网方式，输入用户名和密码，可以实时查看温室的实时环境信息和影像信息。

本发明的有益效果：

实时监测：在农业生态环境监测领域，利用先进传感器感知技术、信息融合传输技术和互联网技术等建立覆盖全国的物联网应用平台，实现对农业生态环境的实时监测，保证农场生产过程的高效率高质。

无线传输：利用无线传输技术，可以实现农场基地现场无线传输，也可以通过互联网或者移动手机网络进行异地远程的实时信息传输，避免了监测不够及时，监测距离受限制的问题。同时设计灵活，传感器及传输设备可随意搭配组合，安装简单。

优越的构架平台：通过中心的软件平台能够让农场基地的使用人、本系统总部的管理人、最终客户的受益者都能够通过平台了解到农场的全程动态数据，为决策做出有力支持。

智能控制：系统平台根据实时监测数据进行自动分析，发送控制指令，实现对现场终端设备的远程控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为本发明的家庭理财管理业务流程图；

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种农业信息化生产无线监测系统，包括气象站、控制中心、数据平台、无线传输、大棚现场数据采集、环境传感器、IP网络摄像头、数字式显示屏和控制器，所述气象站通过信号线与控制中心相连，所述控制中心通过数据平台经无线传输分别与大棚现场数据采集、环境传感器、IP网络摄像头、数字式显示屏和控制器相连，所述控制中心设置有用户PC终端和监控主机，所述数据平台包括视频监测、空间数据场、历史数据、错误报告和远程控控制，所述环境传感器包括空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照强度传感器、雨量传感器、PH值传感器、CO2传感器和液位传感器，所述控制器包括卷帘控制系统、自动浇灌系统和自动通风系统；所述控制中心还连接设置有无线短信应急报警和无线手机温室查询；所述IP网络摄像头通过无线传输与视频监测相连，所述空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照强度传感器、雨量传感器、PH值传感器、CO2传感器和液位传感器通过无线传输分别与视频监测、空间数据场、历史数据、错误报告和远程控控制相连。

所述气象站包括室外温度、室外湿度、室外光照辐射、风速、风向、雨雪信号和雨量信号，用于采集室外环境参数，根据当地地势不同使用的气象站的个数以及型号有所差异。

所述温室内布置环境传感器根据客户温度或者大棚的面积不同使用的传感器的个数也有所差异。

4、根据权利要求1所述的一种农业信息化生产无线监测系统，其特征在于，所述大棚现场数据采集内设置有温室采集器，可采集以上室内传感器的所有数据并实时进行传输；温室采集器采用先进的数据转存技术，环境数据循环的存储在控制器上，除可以实时监测外，只要每若干天开一次计算机，数据将自动上传到PC终端，完成数据的收集，记录间隔在1——-999分钟间客任意选择；任何一个传感器均可以被设定记录；记录的数据可以导出EXECL报表；同时，可以生成全日、全周、全月的变化趋势曲线图。

所述控制中心通过远程控制经控制器来进行控制卷帘控制系统、自动浇灌系统和自动通风系统；实现对温室的天窗、侧窗、内外遮阳幕、微雾、风机、加热系统、环流风机等温室设备进行控制，完成温室的通风降温、加热、除湿、灌溉、启闭内外遮阳幕，大风雨雪时强制关窗及传感器故障报警等控制功能。

所述数字式显示屏悬挂在温室里，能用大尺寸高亮度数码管的方式醒目的显示温室实时的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度，同时，在出现高温、低温、高湿、低湿时，进行警灯闪烁报警。

所述无线短信应急报警就是当园区任何一个温室出现高温、低温以及其他报警时，无线短信应急报警系统会迅速将报警短信发给园区管理人员以及温室园艺师等若干相关人员。

所述无线手机温室查询就是用户通过手机上网方式，输入用户名和密码，可以实时查看温室的实时环境信息和影像信息。

本发明可实时采集大棚内外温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度、土壤水分、土壤Ph值、土壤氮磷钾含量、果蔬农残留含量、生长周期视频等参数，以直观的图表和曲线的方式显示给管理用户，并根据种植作物的需求提供各种声光报警信息。当温度、湿度等相关参数指标超过设定标准时，系统自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌、开关卷帘、补光灯、Co2发生器等)。系统利用环境数据与作物信息，指导用户进行正确的栽培管理，为实现对生态作物的健康成长和及时调整栽培、管理等措施提供及时的科学的依据，同时实现监管自动化。

本发明针对不同的需求及温室大棚内各项指标的监测采取的科学的、完善的、智能化系统，解决了农户单纯依靠个人经验判断农作物生长情况做出非科学性的灌溉施肥的措施，减少了人力物力，对于科学施肥，科学种植，减少农药喷洒培育出无公害、无污染的绿色蔬菜起到关键性作用；

本发明不仅可以使用在农业大棚的监测与控制上，还可以应用于很多更广泛的行业，针对不同需求也在更多的行业领域推广无线监测系统，其中包括：

1、大棚蔬菜直接运往各大超市以及高档蔬菜销售超市，可以为客户定制超市内大屏幕显示大棚内蔬菜实时生长情况以及施肥等的现场情况，让老百姓敢买敢看，切切实实吃上放心蔬菜。

2、可以根据个别客户科技力量较低的情况或者前期针对设备经过培训后熟练程度不够的情况，本系统可进行短期或者长期的低费用联网支持。、

3、可以应用各种大中小型智能庭院温室、庭院智能观赏鱼塘、大型酒店以及宾馆封闭式智能观赏鱼缸的制作。

本发明是农业科技化的具体体现，是农业走向现代化的代言人，好比工厂的标准化作业，蔬菜长到哪个阶段了，需要多少温度、湿度、光照等等，计算机系统进行比对后发出操作指令，科学的自动化管理您的大棚，只要有网络数据还可以传送到您的手机上，通过一部手机可以控制一百亩地不再是空想，通过一部手机可以搞定蔬菜大棚的通风、遮阳和浇灌不再是空谈。

现在国家推行农村合作社，一个村建成一个智能农业控制中心，中心内除了接收信息、进行分析外，还能进行远程控制。根据智能软件得出的分析结果，技术人员可以在控制中心内进行相应的操作。比如：打开气窗进行通风、打开喷淋增加湿度、关闭遮阳棚等等。和传统的手工作业相比，农业技术员只要在控制中心内通过手机指令就能完成这些操作。用了这个智能系统后，解决了农业劳动力不足的问题，只要为数不多的技术人员就能实现大规模农田的管理。远程监控的另一个好处是酒香再不怕巷子深了。今后买家可以通过网络，实时了解蔬菜基地的情况以及蔬菜的质量。另外，通过该系统，还能实现农产品的质量溯源，未来这些智能蔬菜大棚内的产品都将打上二维码，顾客只要用手机一刷就能查到它们的出处。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种农业信息化生产无线监测系统，其特征在于，包括气象站、控制中心、数据平台、无线传输、大棚现场数据采集、环境传感器、IP网络摄像头、数字式显示屏和控制器，所述气象站通过信号线与控制中心相连，所述控制中心通过数据平台经无线传输分别与大棚现场数据采集、环境传感器、IP网络摄像头、数字式显示屏和控制器相连，所述控制中心设置有用户PC终端和监控主机，所述数据平台包括视频监测、空间数据场、历史数据、错误报告和远程控控制，所述环境传感器包括空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照强度传感器、雨量传感器、PH值传感器、CO2传感器和液位传感器，所述控制器包括卷帘控制系统、自动浇灌系统和自动通风系统；所述控制中心还连接设置有无线短信应急报警和无线手机温室查询；所述IP网络摄像头通过无线传输与视频监测相连，所述空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照强度传感器、雨量传感器、PH值传感器、CO2传感器和液位传感器通过无线传输分别与视频监测、空间数据场、历史数据、错误报告和远程控控制相连。

2.根据权利要求1所述的一种农业信息化生产无线监测系统，其特征在于，所述气象站包括室外温度、室外湿度、室外光照辐射、风速、风向、雨雪信号和雨量信号，用于采集室外环境参数，根据当地地势不同使用的气象站的个数以及型号有所差异。

3.根据权利要求1所述的一种农业信息化生产无线监测系统，其特征在于，所述温室内布置环境传感器根据客户温度或者大棚的面积不同使用的传感器的个数也有所差异。

4.根据权利要求1所述的一种农业信息化生产无线监测系统，其特征在于，所述大棚现场数据采集内设置有温室采集器，可采集以上室内传感器的所有数据并实时进行传输；温室采集器采用先进的数据转存技术，环境数据循环的存储在控制器上，除可以实时监测外，只要每若干天开一次计算机，数据将自动上传到PC终端，完成数据的收集，记录间隔在1---999分钟间客任意选择；任何一个传感器均可以被设定记录；记录的数据可以导出EXECL报表；同时，可以生成全日、全周、全月的变化趋势曲线图。

5.根据权利要求1所述的一种农业信息化生产无线监测系统，其特征在于，所述控制中心通过远程控制经控制器来进行控制卷帘控制系统、自动浇灌系统和自动通风系统；实现对温室的天窗、侧窗、内外遮阳幕、微雾、风机、加热系统、环流风机等温室设备进行控制，完成温室的通风降温、加热、除湿、灌溉、启闭内外遮阳幕，大风雨雪时强制关窗及传感器故障报警等控制功能。

6.根据权利要求1所述的一种农业信息化生产无线监测系统，其特征在于，所述数字式显示屏悬挂在温室里，能用大尺寸高亮度数码管的方式醒目的显示温室实时的温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度，同时，在出现高温、低温、高湿、低湿时，进行警灯闪烁报警。

7.根据权利要求1所述的一种农业信息化生产无线监测系统，其特征在于，所述无线短信应急报警就是当园区任何一个温室出现高温、低温以及其他报警时，无线短信应急报警系统会迅速将报警短信发给园区管理人员以及温室园艺师等若干相关人员。

8.根据权利要求1所述的一种农业信息化生产无线监测系统，其特征在于，所述无线手机温室查询就是用户通过手机上网方式，输入用户名和密码，可以实时查看温室的实时环境信息和影像信息。