CN105824339A - 基于物联网的温室智能系统 - Google Patents

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CN105824339A CN201610275039.3A CN201610275039A CN105824339A CN 105824339 A CN105824339 A CN 105824339A CN 201610275039 A CN201610275039 A CN 201610275039A CN 105824339 A CN105824339 A CN 105824339A
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李波
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D27/00—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00
    • G05D27/02—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00 characterised by the use of electric means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Abstract

基于物联网的温室智能系统，本发明涉及智能温室技术领域，其旨在解决现有技术存在缺乏有效的通讯结构设置和应急报警装置，其系统稳定性差、成本高昂且效率低下等技术问题。该发明主要包括中央控制装置，中央控制装置连接有报警装置、LED阵列和第一蓝牙装置，第一蓝牙装置连接有第二蓝牙装置和第三蓝牙装置，第二蓝牙装置连接有用于获得风速风向信息的气象监控装置，第三蓝牙装置连接有微控制器并且微控制器连接有文本显示器、反馈处理装置和传感器。本发明用于智能温室系统设计。

Description

基于物联网的温室智能系统
技术领域
本发明涉及智能温室技术领域，具体涉及基于物联网的温室智能系统。
背景技术
随着现在人们的生活水平越来越高，非季节性瓜果蔬菜也可以在市场上见到了，因为现在的很多蔬菜、水果、花卉、菌菇等都是在温室大棚中培育出来的。以前的温室大棚采用的是简单的日光温室，其中很大部分采用手动控制，生产水平不高，现代化管理水平低下。随着现代化农业的发展，温室作物变得越来越多样，对温室的控制提出了新的要求，手动控制精度低已经不能满足温室生产的需求，为了减少手动控制需要设计一套智能的自动系统来控制，并且在系统出现故障时应当能够及时进行控制应急。
智能温室监控系统主要是控制温室内环境的温度、湿度、光照、CO2浓度等因素，来制造出适合农作物生长的最佳环境。该设计以温度、湿度、光照度、CO2浓度传感器为主要外围元件对智能温室大棚进行监测，然后根据监测的数据对智能温室进行监控。Ad-Hoc网络是一种分布式的无线移动网络，它不依赖固定的基础通信设施，没有中心节点，具有自组织能力，抗毁性强，网络中的各节点地位平等，且具有转发报文的功能。Ad-Hoc网络是一个动态的网络，网络节点可以随处移动，也可以随时开机和关机。节点间的通信可能要经过多个中间节点的转发，这是Ad-hoc网络与其他移动网络的最根本区别。传感器网络是Ad-hoc网络技术的一大应用领域。对于很多应用场合来说，传感器网络只能使用无线通信技术。而考虑到体积和节能等因素，传感器的微控制器发射功率不可能很大。使用Ad-hoc网络实现多跳通信是非常实用的解决方法，分散在各处的传感器组成Ad-hoc网络，可以实现传感器的微控制器与控制中心的通信。
发明内容
针对上述现有技术，本发明目的在于提供基于物联网的温室智能系统，其旨在解决现有技术存在缺乏有效的通讯结构设置和应急报警装置，其系统稳定性差、成本高昂且效率低下等技术问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
基于物联网的温室智能系统，包括中央控制装置，中央控制装置连接有报警装置、LED阵列和第一蓝牙装置，第一蓝牙装置连接有第二蓝牙装置和第三蓝牙装置，第二蓝牙装置连接有用于获得风速风向信息的气象监控装置，第三蓝牙装置连接有微控制器并且微控制器连接有文本显示器、反馈处理装置和传感器。文本显示器用于参数设置和状态显示。
上述方案中，所述的第一蓝牙装置，通过自组网Ad-hoc连接第二蓝牙装置和第三蓝牙装置。
上述方案中，所述的气象监控装置，包括风速传感器和风向仪。
上述方案中，所述的传感器，包括温度传感器、二氧化碳传感器、光照度传感器和湿度传感器。
上述方案中，所述的反馈处理装置，包括温控设备，智能窗帘，二氧化碳补气设备，喷淋设备和氙气灯。
上述方案中，所述的湿度传感器，选用型号为TDC220TH；所述的光照度传感器，选用为GZD系统光照度变送器；所述的二氧化碳传感器，选用ESM-CO2二氧化碳变送器。
上述方案中，所述的温控设备，包括NTZ-20型暖风机；所述的二氧化碳补气设备，选用ZFC-05型二氧化碳发生器。
与现有技术相比，本发明有益效果：提供了基于蓝牙通讯的自组网，构建了分布式环境参数监控温室系统的通信结构，并且自组织能力、抗毁性强且稳定性好。
附图说明
图1为本发明的模块图；
图2为本发明气象监控装置的模块图；
图3为本发明气象监控装置的部分电路图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合附图对本发明做进一步说明：
实施例1
图1为本发明的模块图，本发明的中央控制装置包括ATMEL-AVR芯片，中央控制装置作为主机，温室中的各应用传感器和气象监控装置作为从机，由于气象监控装置可分布大量设置于温室周围，从而构成点对多点的结构，利用Ad-hoc网络进行蓝牙通信。各监测模块互不影响，主机利用蓝牙的唯一标识自动识别各蓝牙装置，建立微微网，与每个蓝牙装置进行通信。本发明蓝牙通信过程具体如下：(1)启动ATMEL-AVR芯片，ATMEL-AVR芯片根据蓝牙协议，发送链路管理器协议连接请求数据单元；(2)根据协议分组头，处在工作状态并与请求信息匹配的蓝牙装置被激活或唤醒，进入激活状态；(3)激活状态下的蓝牙装置对数据包进行解析，并对解析结果进行判断；(4)根据判断，如果接收正确，则对该请求进行响应发送链路管理器协议连接提交命令，然后进行参数协商，建立异步无连接链路，如果接收不正确，就直接放弃，重新开始。
实施例2
对于图2，所述的气象监控装置，包括依次连接的电源、延时模块、降压模块和处理控制模块，处理控制模块还连接有输入信号调制模块和高速寻址远程通讯模块，输入信号调制模块连接有风速传感模块和风向传感模块；所述的输入信号调制模块，包括依次连接的放大电路模块、降噪滤波模块、模数转换模块和处理控制模块；风速传感模块输出风速信号至放大电路模块和风向传感模块输出风向信号至放大电路模块；所述的降噪滤波模块，包括具有过压保护电路结构的巴特沃斯二阶低通滤波器；所述的高速寻址远程通讯模块，连接至第二蓝牙装置。
实施例3
基于实施例2，将模数转换模块和处理控制模块合并为后端处理电路，输入信号Signal_amp为放大电路模块的输出信号，给定第一限幅控制电压Ve和第二限幅控制电压Vc，NPN双极型晶体管Q1的基极电压固定在Va上，Va＝Ve×R2/(R1+R2)，PNP双极型晶体管Q2的基极电压固定在Vb上，Vb＝Vc×R4/(R3+R4)；当后端处理电路的输入端电压Vi低于NPN双极型晶体管Q1的基极电压Va时，NPN双极型晶体管Q1的发射结正偏、集电结反偏，NPN双极型晶体管Q1工作在放大状态，后端处理电路的输入端电压Vi被限制为NPN双极型晶体管Q1的基极电压Va减去其发射结结电压；当后端处理电路的输入端电压Vi高于PNP双极型晶体管Q2的基极电压Vb时，PNP双极型晶体管Q2的发射结正偏、集电结反偏，PNP双极型晶体管Q2工作在放大状态，后端处理电路的输入端电压Vi被限制为PNP双极型晶体管Q2的基极电压Vb加上其发射结结电压。第一限幅电容C1和第二限幅电容C2分别对Va和Vb起到滤波作用；巴特沃斯二阶低通滤波器电容C3、C4一般选取1000pF，巴特沃斯二阶低通滤波器输出端为放大器U1B的输出端，连接至模数转换模块ADC_mod。实施例2和实施例3同时可用于微控制器、反馈处理装置和传感器之间电路设置。
技术的进步只是选用标准的参考。但是出于改劣发明,或者成本考量,仅仅从实用性的技术方案选择。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于物联网的温室智能系统，其特征在于，包括中央控制装置，中央控制装置连接有报警装置、LED阵列和第一蓝牙装置，第一蓝牙装置连接有第二蓝牙装置和第三蓝牙装置，第二蓝牙装置连接有用于获得风速风向信息的气象监控装置，第三蓝牙装置连接有微控制器并且微控制器连接有文本显示器、反馈处理装置和传感器。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的温室智能系统，其特征在于，所述的第一蓝牙装置，通过自组网Ad-hoc连接第二蓝牙装置和第三蓝牙装置。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的温室智能系统，其特征在于，所述的气象监控装置，包括风速传感器和风向仪。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的温室智能系统，其特征在于，所述的传感器，包括温度传感器、二氧化碳传感器、光照度传感器和湿度传感器。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的温室智能系统，其特征在于，所述的反馈处理装置，包括温控设备，智能窗帘，二氧化碳补气设备，喷淋设备和氙气灯。
6.根据权利要求4所述的基于物联网的温室智能系统，其特征在于，所述的湿度传感器，选用型号为TDC220TH；所述的光照度传感器，选用为GZD系统光照度变送器；所述的二氧化碳传感器，选用ESM-CO2二氧化碳变送器。
7.根据权利要求5所述的基于物联网的温室智能系统，其特征在于，所述的温控设备，包括NTZ-20型暖风机；所述的二氧化碳补气设备，选用ZFC-05型二氧化碳发生器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106325168A (zh) * 2016-10-19 2017-01-11 成都言行果科技有限公司 一种基于ad‑hoc通讯的智能温控设备

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication