CN109197271A - 一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统 - Google Patents

一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统，温室大棚设有百叶窗，通风系统包括环境监测模块、微处理器模块、动力装置和LoRa无线模块，环境监测模块包括二氧化碳传感器、温湿度传感器和倾角传感器，微处理器模块在判断出温室大棚内的二氧化碳浓度高于预设二氧化碳浓度且温湿度高于预设温湿度时，控制动力装置驱动百叶窗张开；以及微处理器模块在判断出温室大棚内的二氧化碳浓度低于预设二氧化碳浓度且温湿度低于预设温湿度时，控制动力装置驱动百叶窗合拢，LoRa无线模块传输温室大棚内的二氧化碳浓度与温湿度和百叶窗的开启角度至监控终端。本发明的有益效果：通过监测温室大棚内环境智能控制百叶窗张开或合拢，通风换气适应作物生长。

Description

一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统
技术领域
本发明涉及智慧农业中的通风系统，尤其涉及一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统。
背景技术
温室大棚在种植过程中需要经常通风，保证里面的温度适宜作物生长以及排出产生的多余的二氧化碳，现在很多温室大棚依然是采用人工关闭窗户，并且为了防止突然到来的雨雪或者大风，往往需要有人看护，浪费了大量的人力。尽管有些温室已经采用了可以自动开关的窗户，但是也需要人为控制，不够智能，无法根据雨雪量或者风力的大小自动调节窗户的打开幅度。另外对于温室大棚内的环境监控，由于许多温室大棚地理位置较偏僻，并未实现蜂窝基站全覆盖，所采用的无线技术传输距离短且不稳定，因而温室大棚与远程监控终端实现无线通信较困难，或者通信容易出现故障，并且通信能耗以及网络铺设成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统。
本发明的实施例提供一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统，所述温室大棚设有百叶窗，所述通风系统包括环境监测模块、微处理器模块、动力装置和LoRa无线模块，所述环境监测模块包括用于监测所述温室大棚内二氧化碳浓度的二氧化碳传感器、用于监测所述温室大棚内温湿度的温湿度传感器和用于监测所述百叶窗开启角度的倾角传感器，所述二氧化碳传感器、所述温湿度传感器、所述倾角传感器、所述动力装置和所述LoRa无线模块均电连接微处理器模块，所述微处理器模块在判断出所述温室大棚内的二氧化碳浓度高于预设二氧化碳浓度且温湿度高于预设温湿度时，控制所述动力装置驱动所述百叶窗张开；以及所述微处理器模块在判断出所述温室大棚内的二氧化碳浓度低于预设二氧化碳浓度且温湿度低于预设温湿度时，控制所述动力装置驱动所述百叶窗合拢，所述LoRa无线模块传输所述温室大棚内的二氧化碳浓度与温湿度和所述百叶窗的开启角度至监控终端。
进一步地，所述环境监测模块还包括用于监测所述温室大棚外雨雪量的雨雪传感器和用于监测所述温室大棚外风速的风力传感器，所述雨雪传感器和所述风力传感器均电连接所述微处理器模块，所述微处理器模块在判断出所述温室大棚内的二氧化碳浓度高于预设二氧化碳浓度且温湿度高于预设温湿度时，根据所述雨雪量和所述风速计算出所述百叶窗张开角度，控制所述动力装置驱动所述百叶窗张开所述张开角度；以及所述微处理器模块在判断出所述温室大棚内的二氧化碳浓度低于预设二氧化碳浓度且温湿度低于预设温湿度时，根据所述雨雪量和所述风速计算出所述百叶窗合拢角度，控制所述动力装置驱动所述百叶窗合拢所述合拢角度。
进一步地，所述微处理器模块包括集成为一体的STM32芯片、RS485接口芯片和SX1278射频芯片，所述STM32芯片分别连接所述RS485接口芯片和所述SX1278射频芯片。
进一步地，所述LoRa无线模块为LoRa控制终端CY-LRB-102。
进一步地，所述二氧化碳传感器和所述温湿度传感器为RY-C04温湿光二氧化碳一体传感器
进一步地，所述倾角传感器为TLS126T双轴数字倾角传感器。
进一步地，所述雨雪传感器为R.M.YOUNG 50202电容式加热雨雪测量传感器，所述风力传感器为FC-2A风速传感器。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统，通过监测温室大棚内的二氧化碳浓度和温湿度，智能判断温室大棚是否需要通风换气，并通过动力装置驱动百叶窗的自动张开或合拢，同时还可以根据温室大棚外的雨雪量和风速情况来计算百叶窗的张开角度或闭合角度，确定百叶窗的合理开启幅度，避免恶劣天气对温室大棚内的作物造成影响，另外LoRa无线模块可以进行监测数据远距离传输，功耗较低，能有效节能，便于集群网络铺设，可用于多个温室大棚的环境状况集体监控。
附图说明
图1是本发一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统的示意图；
图2是图1中微处理器模块2的示意图。
图中：1-环境监测模块、2-微处理器模块、3-动力装置、4-LoRa无线模块、5-监控终端、6-倾角传感器、7-风力传感器、8-雨雪传感器、9-温湿度传感器、10-二氧化碳传感器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统，所述温室大棚设有百叶窗，所述通风系统包括环境监测模块1、微处理器模块2、动力装置3和LoRa无线模块4。
所述环境监测模块1包括二氧化碳传感器10、温湿度传感器9、雨雪传感器8、风力传感器7和倾角传感器6，所述二氧化碳传感器10和所述温湿度传感器9设置于所述温室大棚内，分别用于监测所述温室大棚内二氧化碳浓度和温湿度，本实施例中所述二氧化碳传感器10和所述温湿度传感器9选择RY-C04温湿光二氧化碳一体传感器。所述倾角传感器6选择TLS126T双轴数字倾角传感器，所述TLS126T双轴数字倾角传感器的安装面固定在所述百叶窗的窗页上，用于监测所述百叶窗的开启角度。所述雨雪传感器8和所述风力传感器7设置于所述温室大棚的外部所述百叶窗的窗沿下，本实施例中所述雨雪传感器8选择R.M.YOUNG 50202电容式加热雨雪测量传感器，用于监测所述温室大棚外雨雪量，所述风力传感器7选择FC-2A风速传感器，用于监测所述温室大棚外的风速。
请参考图2，所述微处理器模块2包括集成为一体的STM32芯片、RS485接口芯片和SX1278射频芯片，所述STM32芯片分别连接所述RS485接口芯片和所述SX1278射频芯片，所述二氧化碳传感器10、所述温湿度传感器9、中所述雨雪传感器8、所述风力传感器7和所述倾角传感器6均电连接所述STM32芯片，所述RS485接口芯片电连接所述动力装置3，所述SX1278射频芯片电连接所述LoRa无线模块4，本实施例中所述LoRa无线模块4选择LoRa控制终端CY-LRB-102。
所述环境监测模块1将监测到的所述温室大棚内的二氧化碳浓度数据、温湿度数据和所述温室大棚外的雨雪量数据与风速数据传输至所述STM32芯片，所述微述STM32芯片在判断出所述温室大棚内的二氧化碳浓度高于预设二氧化碳浓度且温湿度高于预设温湿度时，根据所述雨雪量和所述风速计算出所述百叶窗张开角度，并通过所述RS485接口芯片控制所述动力装置3驱动所述百叶窗张开所述张开角度，以及所述STM32芯片在判断出所述温室大棚内的二氧化碳浓度低于预设二氧化碳浓度且温湿度低于预设温湿度时，根据所述雨雪量和所述风速计算出所述百叶窗合拢角度，并通过所述RS485接口芯片控制所述动力装置3驱动所述百叶窗合拢所述合拢角度。所述微处理器模块2根据所述温室大棚内的二氧化碳传和温湿度来判断所述百叶窗的张开和合拢，来适应所述温室大棚内作物的生长环境，并进一步的根据所述温室外的雨雪量和风速来确定所述百叶窗的张开角度和合拢角度，达到控制所述百叶窗开启幅度的目的。
所述SX1278射频芯片将所述STM32芯片接收到的所述温室大棚的环境数据传输到所述LoRa无线模块4，所述环境数据包括二氧化碳浓度、温湿度和所述百叶窗的开启角度，所述LoRa无线模块4与监控终端5无线网络连接，传输所述温室大棚的环境数据，所述监控终端5显示所述温室大棚的环境数据，方便对所述温室管大棚理的监测和管理。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统，所述温室大棚设有百叶窗，其特征在于：所述通风系统包括环境监测模块、微处理器模块、动力装置和LoRa无线模块，所述环境监测模块包括用于监测所述温室大棚内二氧化碳浓度的二氧化碳传感器、用于监测所述温室大棚内温湿度的温湿度传感器和用于监测所述百叶窗开启角度的倾角传感器，所述二氧化碳传感器、所述温湿度传感器、所述倾角传感器、所述动力装置和所述LoRa无线模块均电连接微处理器模块，所述微处理器模块在判断出所述温室大棚内的二氧化碳浓度高于预设二氧化碳浓度且温湿度高于预设温湿度时，控制所述动力装置驱动所述百叶窗张开；以及所述微处理器模块在判断出所述温室大棚内的二氧化碳浓度低于预设二氧化碳浓度且温湿度低于预设温湿度时，控制所述动力装置驱动所述百叶窗合拢，所述LoRa无线模块传输所述温室大棚内的二氧化碳浓度与温湿度和所述百叶窗的开启角度至监控终端。
2.如权利要求1所述的一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统，其特征在于：所述环境监测模块还包括用于监测所述温室大棚外雨雪量的雨雪传感器和用于监测所述温室大棚外风速的风力传感器，所述雨雪传感器和所述风力传感器均电连接所述微处理器模块，所述微处理器模块在判断出所述温室大棚内的二氧化碳浓度高于预设二氧化碳浓度且温湿度高于预设温湿度时，根据所述雨雪量和所述风速计算出所述百叶窗张开角度，控制所述动力装置驱动所述百叶窗张开所述张开角度；以及所述微处理器模块在判断出所述温室大棚内的二氧化碳浓度低于预设二氧化碳浓度且温湿度低于预设温湿度时，根据所述雨雪量和所述风速计算出所述百叶窗合拢角度，控制所述动力装置驱动所述百叶窗合拢所述合拢角度。
3.如权利要求1所述的一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统，其特征在于：所述微处理器模块包括集成为一体的STM32芯片、RS485接口芯片和SX1278射频芯片，所述STM32芯片分别连接所述RS485接口芯片和所述SX1278射频芯片。
4.如权利要求1所述的一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统，其特征在于：所述LoRa无线模块为LoRa控制终端CY-LRB-102。
5.如权利要求1所述的一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统，其特征在于：所述二氧化碳传感器和所述温湿度传感器为RY-C04温湿光二氧化碳一体传感器。
6.如权利要求1所述的一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统，其特征在于：所述倾角传感器为TLS126T双轴数字倾角传感器。
7.如权利要求2所述的一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统，其特征在于：所述雨雪传感器为R.M.YOUNG50202电容式加热雨雪测量传感器，所述风力传感器为FC-2A风速传感器。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190115

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