CN107771587A - 一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统 - Google Patents

一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统，包括视频数据采集模块、由若干个内设北斗模块的监测节点构成的传感器模块、室外环境采集模块、中央处理器、温室内的环境调控模块和三维模拟模块。通过带北斗模块的传感器监测节点的设置，实现了温室内温度、湿度以及二氧化碳浓度的检测，然后通过中央处理器根据检测到的数据进行温室内的环境调控模块控制命令的输出，实现了温室内环境的自动控制；采用全景视频采集进行视频的采集，提高了视频监控的覆盖面，实现了温室内的情况的实时监控；通过三维模拟模块的设计，实现了温室内情况的三维投放，使得监控人员可以身临其境的进行温室内情况的观察，从而便于指定各种合理的环境调控方案。

Description

一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统
技术领域
本发明涉及一种温度控制系统，具体涉及一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统。
背景技术
温室又称暖房，能够透光、保温和加热，多用来培育作物，对于温室来说，最重要的一个管理因素是温度控制，温度太低，蔬菜就会被冻死或者停止生长，温度过高也不利于蔬菜的生长，所以在蔬菜种植的过程中需要将大棚温度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。然而，目前温室大棚的温度控制主要依靠人工进行控制，这种温度控制方法不仅耗费大量人力，而且容易发生差错，稍有不慎就会对种植的作物造成不可挽回的损伤，影响最终的收成。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统，通过带北斗模块的传感器监测节点的设置，实现了温室内温度、湿度以及二氧化碳浓度的检测，然后通过中央处理器根据检测到的数据进行温室内的环境调控模块控制命令的输出，实现了温室内环境的自动控制；采用全景视频采集进行视频的采集，提高了视频监控的覆盖面，实现了温室内的情况的实时监控；通过三维模拟模块的设计，实现了温室内情况的三维投放，使得监控人员可以身临其境的进行温室内情况的观察，从而便于指定各种合理的环境调控方案。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统，包括
视频数据采集模块，通过均匀安装在一个球体装置上的N个鱼眼镜头进行360度全景视频数据的采集，并将所采集到的视频数据通过数据传输模块发送到中央处理器；
传感器模块，由若干个内设北斗模块的监测节点构成，布置在温室内，用于采集温室内的温度、湿度以及二氧化碳浓度，并将采集到的数据通过北斗模块发送至中央处理器；布置方式分为埋地式、地面分布式和半空分布式，每个监测节点内部采用至少一种传感器模块，所述传感器模块为温度/湿度传感器、二氧化浓度传感器/风向/风速传感器中的一种或两种的组合；
室外环境采集模块，通过气象传感器进行室外环境数据的采集，并将采集到的数据通过数据传输模块发送到中央处理器；
中央处理器，用于接收传感器模块发送的数据，并将这些数据用其对应的北斗定位数据进行标记发送到数据库进行储存，同时通过预设的算法对完成标记后的数据以及接受到的室外环境采集模块所发送的数据进行计算，从而启动温室内的环境调控模块进行温室内温度、湿度以及二氧化碳浓度的调控，若计算结果高于设置的门限，则启动短信编辑发送模块进行温室内环境预警短信的发送；用于接收视频数据采集模块发送的数据，完成全景视频的拼接，并将完成拼接后的视频发送到显示屏进行显示，转换成三维模拟模块所能识别的格式发送到三维模拟模块；用于用户注册、权限管理和密码修改；还用于根据人机操作模块输入的数据调用命令在数据库中调用相应的数据发送到显示屏进行显示；
温室内的环境调控模块，用于根据中央处理器的控制命令通过安装在温室内的加热装置、制冷装置、加湿装置、二氧化碳发生装置和通风装置进行温室内环境的调控；
三维模拟模块，包括180°立体柱状环幕、高性能图形集群服务器和六组3D投影仪，面向六通道同步并行图像运算，用于根据中央处理器所发送的数据以及控制命令生成各种三维模型。
优选地，还包括人机操作模块，用于输入各种控制命令和数据调用命令。
优选地，所述N至少为四个，所述鱼眼镜头拍摄的视频数据的水平角度为360°/N的水平角度，所述鱼眼镜头拍摄的视频数据的垂直角度为360°/N的垂直角度。
优选地，所述人机操作模块包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块，图片输入模块采用扫描仪或图片导入上传，语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用键盘或触控屏。
优选地，所述加热装置采用安装在温室内壁上的毛细管网地暖。
优选地，所述制冷装置采用安装在温室内壁上的冷却盘管以及制冷机。
优选地，所述通风装置采用安装在温室上的换气装置。
优选地，所述加湿装置包括安装在温室内壁上的供水管路以及安装在供水管路上的雾化喷头，相邻两个雾化喷头的安装角度不同。
本发明具有以下有益效果：
通过带北斗模块的传感器监测节点的设置，实现了温室内温度、湿度以及二氧化碳浓度的检测，然后通过中央处理器根据检测到的数据进行温室内的环境调控模块控制命令的输出，实现了温室内环境的自动控制；采用全景视频采集进行视频的采集，提高了视频监控的覆盖面，实现了温室内的情况的实时监控；通过三维模拟模块的设计，实现了温室内情况的三维投放，使得监控人员可以身临其境的进行温室内情况的观察，从而便于指定各种合理的环境调控方案；通过北斗模块采用短报文通讯的方式完成传感器数据的传输，保证了数据的实时传输，从而提高了系统的精度。
附图说明
图1为本发明实施例一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统的系统框图。
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基于无线传感网络的温室内温度控制系统，包括
视频数据采集模块，通过均匀安装在一个球体装置上的N个鱼眼镜头进行360度全景视频数据的采集，并将所采集到的视频数据通过数据传输模块发送到中央处理器；
传感器模块，由若干个内设北斗模块的监测节点构成，布置在温室内，用于采集温室内的温度、湿度以及二氧化碳浓度，并将采集到的数据通过北斗模块发送至中央处理器；布置方式分为埋地式、地面分布式和半空分布式，每个监测节点内部采用至少一种传感器模块，所述传感器模块为温度/湿度传感器、二氧化浓度传感器/风向/风速传感器中的一种或两种的组合；
室外环境采集模块，通过气象传感器进行室外环境数据的采集，并将采集到的数据通过数据传输模块发送到中央处理器；
中央处理器，用于接收传感器模块发送的数据，并将这些数据用其对应的北斗定位数据进行标记发送到数据库进行储存，同时通过预设的算法对完成标记后的数据以及接受到的室外环境采集模块所发送的数据进行计算，从而启动温室内的环境调控模块进行温室内温度、湿度以及二氧化碳浓度的调控，若计算结果高于设置的门限，则启动短信编辑发送模块进行温室内环境预警短信的发送；用于接收视频数据采集模块发送的数据，完成全景视频的拼接，并将完成拼接后的视频发送到显示屏进行显示，转换成三维模拟模块所能识别的格式发送到三维模拟模块；用于用户注册、权限管理和密码修改；还用于根据人机操作模块输入的数据调用命令在数据库中调用相应的数据发送到显示屏进行显示；
温室内的环境调控模块，用于根据中央处理器的控制命令通过安装在温室内的加热装置、制冷装置、加湿装置、二氧化碳发生装置和通风装置进行温室内环境的调控；
三维模拟模块，包括180°立体柱状环幕、高性能图形集群服务器和六组3D投影仪，面向六通道同步并行图像运算，用于根据中央处理器所发送的数据以及控制命令生成各种三维模型。
还包括人机操作模块，用于输入各种控制命令和数据调用命令。
所述N至少为四个，所述鱼眼镜头拍摄的视频数据的水平角度为360°/N的水平角度，所述鱼眼镜头拍摄的视频数据的垂直角度为360°/N的垂直角度。
所述人机操作模块包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块，图片输入模块采用扫描仪或图片导入上传，语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用键盘或触控屏。
所述加热装置采用安装在温室内壁上的毛细管网地暖。
所述制冷装置采用安装在温室内壁上的冷却盘管以及制冷机。
所述通风装置采用安装在温室上的换气装置。
所述加湿装置包括安装在温室内壁上的供水管路以及安装在供水管路上的雾化喷头，相邻两个雾化喷头的安装角度不同。
其中，二氧化碳发生装置、毛细管网地暖、冷却盘管、制冷机、换气装置、供水管路以及安装在供水管路上的雾化喷头的具体安装位置可以根据需要进行布置，所述的鱼眼镜头采用焦距短、前镜片直径小且呈抛物面状凸出的超广角镜头；所述全景视频的拼接包括投影、图形对齐拼接和畸变校正，或者，包括投影和图形对齐拼接，所述投影包括柱面投影和球面投影；所述中央处理器内设有PID调节模块，可以根据不同的植物进行温度调控算法的更改选择。
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)

1.一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统，其特征在于，包括
视频数据采集模块，通过均匀安装在一个球体装置上的N个鱼眼镜头进行360度全景视频数据的采集，并将所采集到的视频数据通过数据传输模块发送到中央处理器；
传感器模块，由若干个内设北斗模块的监测节点构成，布置在温室内，用于采集温室内的温度、湿度以及二氧化碳浓度，并将采集到的数据通过北斗模块发送至中央处理器；布置方式分为埋地式、地面分布式和半空分布式，每个监测节点内部采用至少一种传感器模块，所述传感器模块为温度/湿度传感器、二氧化浓度传感器/风向/风速传感器中的一种或两种的组合；
室外环境采集模块，通过气象传感器进行室外环境数据的采集，并将采集到的数据通过数据传输模块发送到中央处理器；
中央处理器，用于接收传感器模块发送的数据，并将这些数据用其对应的北斗定位数据进行标记发送到数据库进行储存，同时通过预设的算法对完成标记后的数据以及接受到的室外环境采集模块所发送的数据进行计算，从而启动温室内的环境调控模块进行温室内温度、湿度以及二氧化碳浓度的调控，若计算结果高于设置的门限，则启动短信编辑发送模块进行温室内环境预警短信的发送；用于接收视频数据采集模块发送的数据，完成全景视频的拼接，并将完成拼接后的视频发送到显示屏进行显示，转换成三维模拟模块所能识别的格式发送到三维模拟模块；用于用户注册、权限管理和密码修改；还用于根据人机操作模块输入的数据调用命令在数据库中调用相应的数据发送到显示屏进行显示；
温室内的环境调控模块，用于根据中央处理器的控制命令通过安装在温室内的加热装置、制冷装置、加湿装置、二氧化碳发生装置和通风装置进行温室内环境的调控；
三维模拟模块，包括180°立体柱状环幕、高性能图形集群服务器和六组3D投影仪，面向六通道同步并行图像运算，用于根据中央处理器所发送的数据以及控制命令生成各种三维模型。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统，其特征在于，还包括人机操作模块，用于输入各种控制命令和数据调用命令。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统，其特征在于，所述N至少为四个，所述鱼眼镜头拍摄的视频数据的水平角度为360°/N的水平角度，所述鱼眼镜头拍摄的视频数据的垂直角度为360°/N的垂直角度。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统，其特征在于，所述人机操作模块包括图片输入模块、语音输入模块和文字输入模块，图片输入模块采用扫描仪或图片导入上传，语音输入模块采用麦克风，文字输入模块采用键盘或触控屏。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统，其特征在于，所述加热装置采用安装在温室内壁上的毛细管网地暖。
6.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统，其特征在于，所述制冷装置采用安装在温室内壁上的冷却盘管以及制冷机。
7.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统，其特征在于，所述通风装置采用安装在温室上的换气装置。
8.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的温室内温度控制系统，其特征在于，所述加湿装置包括安装在温室内壁上的供水管路以及安装在供水管路上的雾化喷头，相邻两个雾化喷头的安装角度不同。
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