CN108375938A - 一种基于ZigBee的田间监控系统 - Google Patents

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CN108375938A CN201810286655.8A CN201810286655A CN108375938A CN 108375938 A CN108375938 A CN 108375938A CN 201810286655 A CN201810286655 A CN 201810286655A CN 108375938 A CN108375938 A CN 108375938A
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陈宥伯
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Chengdu Cloud Gate Golden Orchid Technology Co Ltd
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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
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
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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
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25257—Microcontroller

Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee的田间监控系统，包括远程后台、位于田间的数据采集模块、主控模块、视频采集模块、环境调节模块、ZigBee终端节点模块、ZigBee中心节点模块、通信模块；数据采集模块，用于对田间的环境参数进行采集；视频采集模块，用于远程后台实时查看田间农作物的生长状况和环境状况；环境调节模块，用于田间农作物缺水时自动喷水；ZigBee终端节点模块，用于为田间监控系统提供无线数据传输功能；通信模块与ZigBee中心节点模块连接，用于将ZigBee中心节点模块的数据发往远程后台。本发明能够自动测量环境数据并对田间进行实时监控，并将这些信息传输到远程后台，灵活性高，维护方便，实现了田间多信息采集的自动化。

Description

一种基于ZigBee的田间监控系统
技术领域
本发明涉及田间监控领域，尤其涉及一种基于ZigBee的田间监控系统。
背景技术
我国是农业大国，精细农业的实施主要包括：田间信息采集、信息管理与决策、变量作业三个环节，其中田间信息的采集是实施精细农业的前提。农业作为一个特殊的产业，其存在季节性、地域性强，生产者分散且生产周期长等长期困扰发展的问题。农业要走出困境，摆脱其固有问题，建立强有力的信息服务，高效生产管理刻不容缓。目前，田间检测装置多是手持设备，利用信息采集箱进行信息数据采集，很难满足大面积多点信息数据的采集，而且没有视频监控，不能实时查看田间具体情况；且大多不能通过智能化设备进行灌溉和施肥，工作效率低，劳动强度大。
为了解决上述问题，本发明提出一种基于ZigBee的田间监控系统。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种基于ZigBee的田间监控系统。
具体的，本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于ZigBee的田间监控系统，包括远程后台、位于田间的数据采集模块、主控模块、视频采集模块、环境调节模块、ZigBee终端节点模块、ZigBee中心节点模块、通信模块；
所述数据采集模块与主控模块连接，用于对田间的环境参数进行采集；
所述视频采集模块与主控模块连接，用于远程后台实时查看田间农作物的生长状况和环境状况；
所述环境调节模块与主控模块连接，用于田间农作物缺水时自动喷水；
所述ZigBee终端节点模块与主控模块连接，用于为田间监控系统提供无线数据传输功能；
所述通信模块与ZigBee中心节点模块通过UART连接，用于将ZigBee中心节点模块的数据发往远程后台。
进一步的，环境数据采集模块包括温度传感器、光照强度传感器、湿度传感器、土壤墒情传感器、土壤PH传感器，分别用于检测环境的温度、光照强度、湿度、土壤水分和PH值。
进一步的，所述视频采集模块包括监控摄像头、视频采集卡、视频存储器；所述摄像头、视频采集卡、视频存储器依次连接；所述监控摄像头用于实时采集外部环境图像信息，所述用于接收监控摄像头模块发送的图像信息并进行压缩处理，所述视频存储器用于接收并存储图像采集卡发送的图像信息。
进一步的，所述主控模块为ARM@Cortex-M4高性能嵌入式处理器。
进一步的，环境调节模块包括灌溉系统和施肥装置。
进一步的，所述灌溉系统包括继电器、电磁阀、位于地面下方的蓄水池、首部取水加压设施、输水管网及多个灌溉出水装置；所述蓄水池、首部取水加压设施、输水管网和灌溉出水装置、电池阀、继电器依次连接。
进一步的，所述施肥装置为电动注肥料泵，用于将所需肥料直接注入灌溉系统喷洒。
进一步的，所述通信模块为GPRS模块。
进一步的，所述远程后台为包括服务器；所述服务器用于存储田间数据，对采集的数据进行处理，提供分析和决策方案。
进一步的，还包括用户终端，所述用户终端用于通过网络实时查看田间数据和监控视频，并能根据田间数据参数调节田间环境。
本发明的有益效果在于：能够自动测量环境温度、湿度、光照强度，土壤水分、PH值，并将这些信息通过ZigBee和GPRS无线传输到远程后台，视频采集单元可以实时监控田间的情况，可以通过用户终端发送指令控制环境调节单元调节环境数据，灵活性高，维护方便，实现了田间多信息采集的自动化和实时监控。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，一种基于ZigBee的田间监控系统，包括远程后台、位于田间的数据采集模块、主控模块、视频采集模块、环境调节模块、ZigBee终端节点模块、ZigBee中心节点模块、通信模块；
所述数据采集模块与主控模块连接，用于对田间的环境参数进行采集；
所述视频采集模块与主控模块连接，用于远程后台实时查看田间农作物的生长状况和环境状况；
所述环境调节模块与主控模块连接，用于田间农作物缺水时自动喷水；
所述ZigBee终端节点模块与主控模块连接，用于为田间监控系统提供无线数据传输功能；
所述通信模块与ZigBee中心节点模块通过UART连接，用于将ZigBee中心节点模块的数据发往远程后台。
进一步的，环境数据采集模块包括温度传感器、光照强度传感器、湿度传感器、土壤墒情传感器、土壤PH传感器，分别用于检测环境的温度、光照强度、湿度、土壤水分和PH值。
进一步的，所述视频采集模块包括监控摄像头、视频采集卡、视频存储器；所述摄像头、视频采集卡、视频存储器依次连接；所述监控摄像头用于实时采集外部环境图像信息，所述用于接收监控摄像头模块发送的图像信息并进行压缩处理，所述视频存储器用于接收并存储图像采集卡发送的图像信息。
进一步的，所述主控模块为ARM@Cortex-M4高性能嵌入式处理器。
进一步的，环境调节模块包括灌溉系统和施肥装置。
进一步的，所述灌溉系统包括继电器、电磁阀、位于地面下方的蓄水池、首部取水加压设施、输水管网及多个灌溉出水装置；所述蓄水池、首部取水加压设施、输水管网和灌溉出水装置、电池阀、继电器依次连接。
进一步的，所述施肥装置为电动注肥料泵，用于将所需肥料直接注入灌溉系统喷洒。
进一步的，所述通信模块为GPRS模块。
进一步的，所述远程后台为包括服务器；所述服务器用于存储田间数据，对采集的数据进行处理，提供分析和决策方案。
进一步的，还包括用户终端，所述用户终端用于通过网络实时查看田间数据和监控视频，并能根据田间数据参数调节田间环境。需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种基于ZigBee的田间监控系统，其特征在于，包括远程后台、位于田间的数据采集模块、主控模块、视频采集模块、环境调节模块、ZigBee终端节点模块、ZigBee中心节点模块、通信模块；
所述数据采集模块与主控模块连接，用于对田间的环境参数进行采集；
所述视频采集模块与主控模块连接，用于远程后台实时查看田间农作物的生长状况和环境状况；
所述环境调节模块与主控模块连接，用于田间农作物缺水时自动喷水；
所述ZigBee终端节点模块与主控模块连接，用于为田间监控系统提供无线数据传输功能；
所述通信模块与ZigBee中心节点模块通过UART连接，用于将ZigBee中心节点模块的数据发往远程后台。
2.根据权利要求1所述基于ZigBee的田间监控系统，其特征在于，环境数据采集模块包括温度传感器、光照强度传感器、湿度传感器、土壤墒情传感器、土壤PH传感器，分别用于检测环境的温度、光照强度、湿度、土壤水分和PH值。
3.根据权利要求1所述基于ZigBee的田间监控系统，其特征在于，所述视频采集模块包括监控摄像头、视频采集卡、视频存储器；所述摄像头、视频采集卡、视频存储器依次连接；所述监控摄像头用于实时采集外部环境图像信息，所述用于接收监控摄像头模块发送的图像信息并进行压缩处理，所述视频存储器用于接收并存储图像采集卡发送的图像信息。
4.根据权利要求1所述基于ZigBee的田间监控系统，其特征在于，所述主控模块为ARM@Cortex-M4高性能嵌入式处理器。
5.根据权利要求1所述基于ZigBee的田间监控系统，其特征在于，环境调节模块包括灌溉系统和施肥装置。
6.根据权利要求5所述基于ZigBee的田间监控系统，其特征在于，所述灌溉系统包括继电器、电磁阀、位于地面下方的蓄水池、首部取水加压设施、输水管网及多个灌溉出水装置；所述蓄水池、首部取水加压设施、输水管网和灌溉出水装置、电池阀、继电器依次连接。
7.根据权利要求5所述基于ZigBee的田间监控系统，其特征在于，所述施肥装置为电动注肥料泵，用于将所需肥料直接注入灌溉系统喷洒。
8.根据权利要求1所述基于ZigBee的田间监控系统，其特征在于，所述通信模块为GPRS模块。
9.根据权利要求1所述基于ZigBee的田间监控系统，其特征在于，所述远程后台为包括服务器；所述服务器用于存储田间数据，对采集的数据进行处理，提供分析和决策方案。
10.根据权利要求1所述基于ZigBee的田间监控系统，其特征在于，还包括用户终端，所述用户终端用于通过网络实时查看田间数据和监控视频，并能根据田间数据参数调节田间环境。
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CN113723320A (zh) * 2021-09-02 2021-11-30 南京工业职业技术大学 一种作物光谱聚类分析处理方法及其图像采集装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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