CN108965408A - 内环境监测与预警的物联网系统及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了内环境监测与预警的物联网系统及其监控方法，涉及内环境监测与预警技术领域。本发明包括处理器、数据采集模块、信号放大器、局域网络、远程监控模块、数据存储器和警报模块，处理器的输入端与A/D转换器的输出端电连接，A/D转换器的输入端与无线信号传输器的输出端电连接，无线信号传输器的输入端与信号放大器的输出端电连接。本发明通过设置的处理器、数据采集模块、信号放大器、局域网络、远程监控模块、数据存储器和警报模块，提高了人工的检测种植环境中各种参数的数据，人工记录，数据采集的效率，降低了监管成本。

Description

内环境监测与预警的物联网系统及其监控方法

技术领域

本发明涉及内环境监测与预警技术领域，具体为内环境监测与预警的物联网系统及其监控方法。

背景技术

随着高分子聚合物－聚氯乙烯、聚乙烯的产生，塑料薄膜广泛应用于农业。日本及欧美国家于五十年代初期应用温室薄膜覆盖温床获得成功，随后又覆盖小棚及温室也获得良好效果。我国于1955年秋引进聚氯乙烯农用薄膜，首先在北京用于小棚覆盖蔬菜，获得了早熟增产的效果。大棚原是蔬菜生产的专用设备，随着生产的发展大棚的应用越加广泛。当前大棚已用于盆花及切花栽培；果树生产用于栽培葡萄、草莓、西瓜、甜瓜、桃及柑桔等；林业生产用于林木育苗、观赏树木的培养等；养殖业用于养蚕、养鸡、养牛、养猪、鱼及鱼苗等。在现有的农业大棚种植领域，仅仅依靠人工的检测种植环境中各种参数的数据，例如温湿度、光照度和营养液的温度等数据，并通过人工记录，数据采集的效率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了内环境监测与预警的物联网系统及其监控方法，解决了仅仅依靠人工的检测种植环境中各种参数的数据，人工记录，数据采集的效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

内环境监测与预警的物联网系统，包括处理器、数据采集模块、信号放大器、局域网络、远程监控模块、数据存储器和警报模块，所述处理器的输入端与A/D转换器的输出端电连接，所述A/D转换器的输入端与无线信号传输器的输出端电连接，所述无线信号传输器的输入端与信号放大器的输出端电连接，所述信号放大器的输入端与数据采集模块的输出端电连接，所述处理器的输入端分别与电源模块、按键模块和数据储存器的输出端电连接，所述处理器的输出端与局域网络的输入端电连接，所述局域网络的输出端与显示模块的输入端电连接，所述局域网络的输出端与远程监控模块的输入端电连接，所述局域网络的输出端与报警模块的输入端电连接。

优选的，所述数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器、离子传感器和土壤水分检测传感器。

优选的，所述处理器包括蓝牙模块和接口转换模块。

优选的，所述远程监控模块包括手机模块和电脑模块。

优选的，所述显示模块包括LED显示器和LED显示驱动模块。

优选的，所述报警模块包括警报器和警报提示灯。

优选的，所述温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器和离子传感器均分布在种植大棚内设置的数据采集点处的地表上。

优选的，所述土壤水分检测传感器分布在种植大棚内设置的数据采集点处的土壤内。

本发明还提出了内环境监测与预警的物联网监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在种植的种植大棚内分别安装温度传感器、湿度传感器、土壤水分检测传感器、二氧化碳传感器、离子传感器和光照传感器；

S2：通过温度传感器、湿度传感器、土壤水分检测传感器、二氧化碳传感器、离子传感器和光照传感器检测农业种植的温室内温度、湿度、土壤含水量、二氧化碳含量、光照强度以及植物的营养液的离子浓度；

S3：将检查到的数据信息通过信号放大器处理后传送至无线信号传输器；

S4：无线信号传输器将接受的数据传输到A/D转换器内，A/D转换器处理接收的数据后传送至处理器内；

S5：处理器将接收到的采集数据与正常数据进行比较，当接收到的各种采集数据与正常数据比较出现异常时传输控制指令到所述报警模块，通过警报器和警报提示灯向工作人员发出警报；

S6：处理器通过局域网络将各种采集数据和正常数据传输到远程监控模块、显示模块和数据存储器上，通过LED显示器进行实时显示接收的数据，通过远程监控模块将检测的数据显示在管理者的手机或电脑上，通过数据储存器将采集的数据存储起来。

本发明提供了内环境监测与预警的物联网系统及其监控方法，具备以下

有益效果：

(1)本发明通过设置的数据采集模块，温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器和光照传感器均分布在种植的种植大棚内设置的数据采集点处的地表上，土壤水分检测传感器和离子传感器分布在种植的种植大棚内设置的数据采集点处的土壤内，便于定点采集数据，使用方便便捷，且节约了大量的劳动力，提高了数据采集的效率和准确性，解决了依靠人工的检测种植环境中各种参数的数据，人工记录，数据采集的效率低的问题；

(2)本发明通过设置的信号放大器和无线信号传输器，将采集的数据信号放大后再传输，便于数据的传输，避免传输过程中数据的丢失，且增大了数据采集布置的范围，增加了数据采集的广度和传输的距离；

(3)本发明通过设置的远程监控模块将检测的数据显示在管理者的手机或电脑上，方便管理者随时随地查看,大大的提高了农业数据化管理的便利性；

(4)本发明通过设置的处理器将接收到的采集数据与正常数据进行比较，当接收到的各种采集数据与正常数据比较出现异常时传输控制指令到所述报警模块，通过警报器和警报提示灯向工作人员发出警报，便于随时地将向工作人员提示异常情况。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提供的一种实施例；内环境监测与预警的物联网系统，包括处理器、数据采集模块、信号放大器、局域网络、远程监控模块、数据存储器和警报模块，处理器的输入端与A/D转换器的输出端电连接，处理器包括蓝牙模块和接口转换模块，处理器的型号为TurionX2Ultra ZM-85，A/D转换器的输入端与无线信号传输器的输出端电连接，无线信号传输器的输入端与信号放大器的输出端电连接，信号放大器的输入端与数据采集模块的输出端电连接，数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器、离子传感器和土壤水分检测传感器，温度传感器的型号为DS18B20，湿度传感器的型号为HIH-3605，光照度传感器的型号为HB-LX100，二氧化碳传感器的型号为TGS4160，离子传感器的型号为威尼尔NH4/CA/CL/NO3-BTA离子传感器，温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器和离子传感器均分布在种植大棚内设置的数据采集点处的地表上，土壤水分检测传感器分布在种植大棚内设置的数据采集点处的土壤内，处理器的输入端分别与电源模块、按键模块和数据储存器的输出端电连接，处理器的输出端与局域网络的输入端电连接，局域网络的输出端与显示模块的输入端电连接，显示模块包括LED显示器和LED显示驱动模块，局域网络的输出端与远程监控模块的输入端电连接，远程监控模块包括手机模块和电脑模块，局域网络的输出端与报警模块的输入端电连接，报警模块包括警报器和警报提示灯。

本发明还提出了内环境监测与预警的物联网监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在种植的种植大棚内分别安装温度传感器、湿度传感器、土壤水分检测传感器、二氧化碳传感器、离子传感器和光照传感器；

S2：通过温度传感器、湿度传感器、土壤水分检测传感器、二氧化碳传感器、离子传感器和光照传感器检测农业种植的温室内温度、湿度、土壤含水量、二氧化碳含量、光照强度以及植物的营养液的离子浓度；

S3：将检查到的数据信息通过信号放大器处理后传送至无线信号传输器；

S4：无线信号传输器将接受的数据传输到A/D转换器内，A/D转换器处理接收的数据后传送至处理器内；

S5：处理器将接收到的采集数据与正常数据进行比较，当接收到的各种采集数据与正常数据比较出现异常时传输控制指令到所述报警模块，通过警报器和警报提示灯向工作人员发出警报；

S6：处理器通过局域网络将各种采集数据和正常数据传输到远程监控模块、显示模块和数据存储器上，通过LED显示器进行实时显示接收的数据，通过远程监控模块将检测的数据显示在管理者的手机或电脑上，通过数据储存器将采集的数据存储起来。

工作原理：本发明运行时，在种植的种植大棚内分别安装温度传感器、湿度传感器、土壤水分检测传感器、二氧化碳传感器、离子传感器和光照传感器；通过温度传感器、湿度传感器、土壤水分检测传感器、二氧化碳传感器、离子传感器和光照传感器检测农业种植的温室内温度、湿度、土壤含水量、二氧化碳含量、光照强度以及植物的营养液的离子浓度；将检查到的数据信息通过信号放大器处理后传送至无线信号传输器；无线信号传输器将接受的数据传输到A/D转换器内，A/D转换器处理接收的数据后传送至处理器内；处理器将接收到的采集数据与正常数据进行比较，当接收到的各种采集数据与正常数据比较出现异常时传输控制指令到所述报警模块，通过警报器和警报提示灯向工作人员发出警报；处理器通过局域网络将各种采集数据和正常数据传输到远程监控模块、显示模块和数据存储器上，通过LED显示器进行实时显示接收的数据，通过远程监控模块将检测的数据显示在管理者的手机或电脑上，通过数据储存器将采集的数据存储起来。

综上可得，本发明通过设置的处理器、数据采集模块、信号放大器、局域网络、远程监控模块、数据存储器和警报模块，解决了仅仅依靠人工的检测种植环境中各种参数的数据，人工记录，数据采集的效率低的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.内环境监测与预警的物联网系统，包括处理器、数据采集模块、信号放大器、局域网络、远程监控模块、数据存储器和警报模块，其特征在于：所述处理器的输入端与A/D转换器的输出端电连接，所述A/D转换器的输入端与无线信号传输器的输出端电连接，所述无线信号传输器的输入端与信号放大器的输出端电连接，所述信号放大器的输入端与数据采集模块的输出端电连接，所述处理器的输入端分别与电源模块、按键模块和数据储存器的输出端电连接，所述处理器的输出端与局域网络的输入端电连接，所述局域网络的输出端与显示模块的输入端电连接，所述局域网络的输出端与远程监控模块的输入端电连接，所述局域网络的输出端与报警模块的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的内环境监测与预警的物联网系统，其特征在于：所述数据采集模块包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器、离子传感器和土壤水分检测传感器。

3.根据权利要求1所述的内环境监测与预警的物联网系统，其特征在于：所述处理器包括蓝牙模块和接口转换模块。

4.根据权利要求1所述的内环境监测与预警的物联网系统，其特征在于：所述远程监控模块包括手机模块和电脑模块。

5.根据权利要求1所述的内环境监测与预警的物联网系统，其特征在于：所述显示模块包括LED显示器和LED显示驱动模块。

6.根据权利要求1所述的内环境监测与预警的物联网系统，其特征在于：所述报警模块包括警报器和警报提示灯。

7.根据权利要求2所述的内环境监测与预警的物联网系统，其特征在于：所述温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器和离子传感器均分布在种植大棚内设置的数据采集点处的地表上。

8.根据权利要求2所述的内环境监测与预警的物联网系统，其特征在于：所述土壤水分检测传感器分布在种植大棚内设置的数据采集点处的土壤内。

9.如权利要求1-8所述的任意一所述的内环境监测与预警的物联网系统的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在种植的种植大棚内分别安装温度传感器、湿度传感器、土壤水分检测传感器、二氧化碳传感器、离子传感器和光照传感器；

S2：通过温度传感器、湿度传感器、土壤水分检测传感器、二氧化碳传感器、离子传感器和光照传感器检测农业种植的温室内温度、湿度、土壤含水量、二氧化碳含量、光照强度以及植物的营养液的离子浓度；

S3：将检查到的数据信息通过信号放大器处理后传送至无线信号传输器；

S4：无线信号传输器将接受的数据传输到A/D转换器内，A/D转换器处理接收的数据后传送至处理器内；

S5：处理器将接收到的采集数据与正常数据进行比较，当接收到的各种采集数据与正常数据比较出现异常时传输控制指令到所述报警模块，通过警报器和警报提示灯向工作人员发出警报；

S6：处理器通过局域网络将各种采集数据和正常数据传输到远程监控模块、显示模块和数据存储器上，通过LED显示器进行实时显示接收的数据，通过远程监控模块将检测的数据显示在管理者的手机或电脑上，通过数据储存器将采集的数据存储起来。