CN105629851A - 一种基于物联网的种植棚智能监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的种植棚智能监控系统，包括微处理器、传感器、被控设备、服务器和监控终端设备；所述的传感器设置在种植大棚内，用于检测种植大棚内的环境参数和被控设备运行状态；传感器包括无线温湿度传感器阵列、摄像头、流量计和加热器监控传感器；无线温湿度传感器阵列中包括多个无线温湿度传感器(1)；所述的被控设备包括喷淋装置和加热器；传感器和被控设备均与微处理器相连；微处理器与服务器相连；监控终端设备与服务器通过有线或无线方式进行信息交互；微处理器通过无线通信模块与无线温湿度传感器通信连接。该智能监控系统功能丰富、集成度高，能针对被控设备进行主动监控，具有远程监控功能。

Description

一种基于物联网的种植棚智能监控系统
技术领域
本发明涉及一种基于物联网的种植棚智能监控系统。
背景技术
现有的大棚监控系统，一般采用下位机和上位机的构架，不接入到互联网，无法实现远程监控，另外，现有的监控系统对执行模块的监控采用被动的监控手段，导致监控系统显示的状态与实际运行状态不同，无法实现监控的目标，而且，一般的大棚监控采用的传感器较少，无法采集具体温湿度参数的详细分布数据，而且传感器采用有线模式，布线较为困难和复杂，也不利于传感器的扩展，因此，有必要设计一种新型的种植棚智能监控系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于物联网的种植棚智能监控系统，该基于物联网的种植棚智能监控系统功能丰富、集成度高，能针对被控设备进行主动监控，具有远程监控功能。
发明的技术解决方案如下：
一种基于物联网的种植棚智能监控系统，包括微处理器、传感器、被控设备、服务器和监控终端设备；
所述的传感器设置在种植大棚内，用于检测种植大棚内的环境参数和被控设备运行状态；
传感器包括无线温湿度传感器阵列、摄像头、流量计和加热器监控传感器；
无线温湿度传感器阵列中包括多个无线温湿度传感器；
所述的被控设备包括喷淋装置和加热器；被控设备设置在种植大棚内；
传感器和被控设备均与微处理器相连；微处理器与服务器相连；监控终端设备与服务器通过有线或无线方式进行信息交互；
微处理器通过无线通信模块与无线温湿度传感器通信连接。
所述的监控终端设备为手机、平板电脑或作为监控主机的PC机。
作为优选，多个无线温湿度传感器按照正六边形网格布置在种植大棚区域内；
每相邻的6个无线温湿度传感器的连线形成一个正六边形网格，从而所有的无线温湿度传感器的连线形成多个共边的正六边形网格。
为保障传感器供电，每一个无线温湿度传感器与一个独立的太阳能采集模块连接，由太阳能采集模块为无线温湿度传感器供电。太阳能采集模块又称太阳能电池组件，或称为太阳能电池。
传感器还包括多个光照传感器，多个光照传感器呈多行多列等间距布置。相邻的4个光照传感器形成正方形或长方形的网格。光照传感器优选选用无线传感器，通过无线通信模块与微处理器通信，同样的，光照传感器采用太阳能供电。使用寿命长。
更进一步，为延长传感器的使用寿命和节省电能，光照传感器和无线温湿度传感器每隔T时间启动一次以采集数据，数据采集完成并发送后，进入休眠状态。T时间为5-100秒，优选30或60秒，启动和发送数据受控于微处理器，为现有成熟技术。
而且，为延长传感器的使用寿命和节省电能，传感器分时启动，具体方法为：将时间等分为多个△T时长，将无线温湿度传感器分为两批，每一批的任意相邻的3个无线温湿度传感器的连线为等边三角形；第奇数个△T内允许第一批无线温湿度传感器启动，第偶数个△T内允许第二批无线温湿度传感器启动；△T为5-100分钟，优选10、20和30分钟。
将光照传感器分为两批，每一行光照传感器的第奇数个光照传感器属于第一批；其余的光照传感器属于第二批；即每一行中，单数为第一批，双数为第二批，第一批和第二批间隔设置；第奇数个△T内允许第一批光照传感器启动，第偶数个△T内允许第二批光照传感器启动。
所述的加热器监控传感器为设置在加热器出风口处的温度传感器。
所述的基于物联网的种植棚智能监控系统还包括与微处理器相连的显示器、键盘和报警器。报警器为声光报警器，报警器中还设有3G或4G模块，报警信息可以通过3G或4G模块发送到手机中，以及时提醒操作员处理故障。
摄像头也可以是无线的，便于布线。
每一个无线传感器具有一个唯一的标识码，该标识码与位置对应，无线传感器发送数据时还发送标识码。
流量计设置在喷淋装置的出水主管上，用于检测喷淋装置的喷水状态。
微处理器是现有成熟的电路模块，包括A/D转换电路，还连接有用于驱动被控设备的驱动电路，如采用单片机、DSP或ARM嵌入式系统等。
服务器为现有成熟的网络硬件设备。
有益效果：
本发明的基于物联网的种植棚智能监控系统，具有以下突出优势：
(1)集成度高，功能丰富：通过温湿度传感器采集土壤中的温湿度参数，采用摄像头监控大棚内作物的长势以及是否有盗贼进入(还可以进一步装配红外传感器检测是否有外人侵入。
(2)主动监控，可靠性高。本发明采用主动监控的模式，监控的可靠性更高，通过流量计监控喷淋装置是否有效动作，采用作为加热器监控传感器的温度传感器监控加热器(加热器为制热空调或热风机)是否正常开启；
(3)基于物联网构架，利于远程监控
本发明通过将数据上传到服务器，以便监控终端设备(即访问设备)能通过有线或无线模式访问服务器获取相关参数，实现远程监控。
(4)能实现温湿度和光照的分布情况检测
无线温湿度传感器采用正六边形网格的布置方式，以及方格形式的光照传感器布置方式能保证传感器能均匀布置，而且采用无线通信，避免布线，灵活性好，易于扩展，本发明的基于多传感器的农用检测系统易于实施，能实时监测各区域的温湿度参数检测。
(5)具有独特的能耗控制模式
无线传感器采用太阳能供电，不必配其他电池，采用分时分批工作以及启动和休眠模式结合，能最大限度地节约能耗，保障传感器的使用寿命。
总而言之，本发明的基于物联网的种植棚智能监控系统易于实施，功能丰富，监控可靠性高。
附图说明
图1为基于物联网的种植棚智能监控系统的总体结构框图。
图2为无线温湿度传感器阵列布置示意图；
图3为无线温湿度传感器分批示意图；其中黑点为第一批，白点为第二批；
图4为光照传感器阵列布置以及分批示意图；其中黑点为第一批，白点为第二批。
标号说明：1-无线温湿度传感器，2-正六边形网格，3-种植大棚区域。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1：如图1-4，一种基于物联网的种植棚智能监控系统，包括微处理器、传感器、被控设备、服务器和监控终端设备；
所述的传感器设置在种植大棚内，用于检测种植大棚内的环境参数和被控设备运行状态；
传感器包括无线温湿度传感器阵列、摄像头、流量计和加热器监控传感器；
无线温湿度传感器阵列中包括多个无线温湿度传感器1；
所述的被控设备包括喷淋装置和加热器；被控设备设置在种植大棚内；
传感器和被控设备均与微处理器相连；微处理器与服务器相连；监控终端设备与服务器通过有线或无线方式进行信息交互；
微处理器通过无线通信模块与无线温湿度传感器通信连接。
所述的监控终端设备为手机、平板电脑或作为监控主机的PC机。
多个无线温湿度传感器按照正六边形网格2布置在种植大棚区域3内；如图2所示，
每相邻的6个无线温湿度传感器的连线形成一个正六边形网格，从而所有的无线温湿度传感器的连线形成多个共边的正六边形网格。
为保障传感器供电，每一个无线温湿度传感器与一个独立的太阳能采集模块连接，由太阳能采集模块为无线温湿度传感器供电。太阳能采集模块又称太阳能电池组件，或称为太阳能电池。
传感器还包括多个光照传感器，多个光照传感器呈多行多列等间距布置。相邻的4个光照传感器形成正方形或长方形的网格，如图4。光照传感器优选选用无线传感器，通过无线通信模块与微处理器通信，同样的，光照传感器采用太阳能供电。使用寿命长。
更进一步，为延长传感器的使用寿命和节省电能，光照传感器和无线温湿度传感器每隔T时间启动一次以采集数据，数据采集完成并发送后，进入休眠状态。T时间为30或60秒，启动和发送数据受控于微处理器，为现有成熟技术。
而且，为延长传感器的使用寿命和节省电能，传感器分时启动，具体方法为：将时间等分为多个△T时长，将无线温湿度传感器分为两批，每一批的任意相邻的3个无线温湿度传感器的连线为等边三角形；如图3，第奇数个△T内允许第一批无线温湿度传感器启动，第偶数个△T内允许第二批无线温湿度传感器启动△T为10、20或30分钟。
将光照传感器分为两批，如图4，每一行光照传感器的第奇数个光照传感器属于第一批；其余的光照传感器属于第二批；即每一行中，单数为第一批，双数为第二批，第一批和第二批间隔设置；第奇数个△T内允许第一批光照传感器启动，第偶数个△T内允许第二批光照传感器启动。
所述的加热器监控传感器为设置在加热器出风口处的温度传感器。
所述的基于物联网的种植棚智能监控系统还包括与微处理器相连的显示器、键盘和报警器。报警器为声光报警器，报警器中还设有3G或4G模块，报警信息可以通过3G或4G模块发送到手机中，以及时提醒操作员处理故障。
摄像头采用有线或无线摄像头(即图像通过无线发送到微处理器)，采用无线摄像头时，便于布线。
每一个无线传感器具有一个唯一的标识码，该标识码与位置对应，无线传感器发送数据时还发送标识码。
微处理器照传感器采用太阳能供电。使用寿命长。淋装置的喷水状态。流量计设置在喷淋装置的出水主管上，用于检测喷淋装置的喷水状态。

Claims (10)

1.一种基于物联网的种植棚智能监控系统，其特征在于，包括微处理器、传感器、被控设备、服务器和监控终端设备；
所述的传感器设置在种植大棚内，用于检测种植大棚内的环境参数和被控设备运行状态；
传感器包括无线温湿度传感器阵列、摄像头、流量计和加热器监控传感器；
无线温湿度传感器阵列中包括多个无线温湿度传感器(1)；
所述的被控设备包括喷淋装置和加热器；被控设备设置在种植大棚内；
传感器和被控设备均与微处理器相连；微处理器与服务器相连；监控终端设备与服务器通过有线或无线方式进行信息交互；
微处理器通过无线通信模块与无线温湿度传感器通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的种植棚智能监控系统，其特征在于，所述的监控终端设备为手机、平板电脑或作为监控主机的PC机。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的种植棚智能监控系统，其特征在于，多个无线温湿度传感器按照正六边形网格(2)布置在种植大棚区域(3)内；每相邻的6个无线温湿度传感器的连线形成一个正六边形网格，从而所有的无线温湿度传感器的连线形成多个共边的正六边形网格。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的种植棚智能监控系统，其特征在于，每一个无线温湿度传感器与一个独立的太阳能采集模块连接，由太阳能采集模块为无线温湿度传感器供电。
5.根据权利要求3所述的基于物联网的种植棚智能监控系统，其特征在于，传感器还包括多个光照传感器，多个光照传感器呈多行多列等间距布置。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的种植棚智能监控系统，其特征在于，光照传感器和无线温湿度传感器每隔T时间启动一次以采集数据，数据采集完成并发送后，进入休眠状态。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的种植棚智能监控系统，其特征在于，将时间等分为多个△T时长，将无线温湿度传感器分为两批，每一批的任意相邻的3个无线温湿度传感器的连线为等边三角形；第奇数个△T内允许第一批无线温湿度传感器启动，第偶数个△T内允许第二批无线温湿度传感器启动。
8.根据权利要求7所述的基于物联网的种植棚智能监控系统，其特征在于，将光照传感器分为两批，每一行光照传感器的第奇数个光照传感器属于第一批；其余的光照传感器属于第二批，第奇数个△T内允许第一批光照传感器启动，第偶数个△T内允许第二批光照传感器启动。
9.根据权利要求1所述的基于物联网的种植棚智能监控系统，其特征在于，所述的加热器监控传感器为设置在加热器出风口处的温度传感器。
10.根据权利要求1-9任一项所述的基于物联网的种植棚智能监控系统，其特征在于，还包括与微处理器相连的显示器、键盘和报警器。
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