CN110233907A - 一种智能植物辅助生长产品的系统框架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能植物辅助生长产品的系统框架，应用层，所述应用层包含数据服务器、专家数据库以及终端软件，所述数据服务器保存所有设备测试参数，可供历史回溯，所述专家数据库内存储有不同气候条件下各类植物不同生长周期对光照度、温湿度的需求，所述终端软件用于供客户操作，且终端软件包括自动和手动模式；网络层，所述网络层包括交换机、无线网桥中继和无线网桥终端，所述无线网桥终端和无线网桥中继通过网线连接交换机，本发明通过专家数据库系统可智能控制植物生长环境参数，降低损耗，效率更高，本系统框架体系化管理，便于全面掌握种植园状态，设备结构可无限制扩展，可适合小面积种植，也可适合大面积种植园使用。

Description

一种智能植物辅助生长产品的系统框架
技术领域
本发明涉及植物辅助设备技术领域，具体为一种智能植物辅助生长产品的系统框架。
背景技术
光环境是植物生长、发育不可或缺的重要物理因素，各类植物在其不同阶段，对光照强度、光波长及光照时间有不同的要求。给植物提供合理的光照条件，不仅可以辅助植物在日照量少、日照时间短或室内培育项目中正常生长，而且通过配置合理的光照参数，来诱导植物的生长周期，提高培育效率。现有植物辅助生长照明设备，可铺设面积小，不具备系统组网，对于大面积的种植园，无法进行组装联网使用，在大面积种植时，无法整体监控和控制，使得植物辅助生长照明设备缺乏智能管理和控制的能力，为此，我们提出一种智能植物辅助生长产品的系统框架。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能植物辅助生长产品的系统框架，以解决上述背景技术中现有植物辅助生长照明设备，可铺设面积小，不具备系统组网，对于大面积的种植园，无法进行组装联网使用，使得植物辅助生长照明设备缺乏智能管理和控制的能力的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能植物辅助生长产品的系统框架，包括
应用层，所述应用层包含数据服务器、专家数据库以及终端软件，所述数据服务器保存所有设备测试参数，可供历史回溯，所述专家数据库内存储有不同气候条件下各类植物不同生长周期对光照度、温湿度的需求，所述终端软件用于供客户操作，且终端软件包括自动和手动模式；
网络层，所述网络层包括交换机、无线网桥中继和无线网桥终端，所述无线网桥终端和无线网桥中继通过网线连接交换机，并将交换机通过网线连接网络监控摄像头和Zigbee协调器，多组无线网桥终端和无线网桥中继之间通过无线传输连接，且无线网桥终端和无线网桥中继的数据汇聚至可连接internet的网桥设备处，所述网络层使用无线方式布置；
物联子网层，所述物联子网层包括Zigbee设备子网层，Zigbee设备子网层将终端设备组成物联子网，将子网内的所有数据通过协调器统一上传至数据服务器；并将命令分发至各设备，所述Zigbee设备子网层使用zigbee网络协议组网，以及每个终端设备均作为zigbee终端模块接入zigbee协调器，所述zigbee协调器通过有线网络连接到基础网络层的终端或中继设备，且多个网络可通过交换机接入，即一个基础网络网桥终端或者网桥中继设备，可接入多个zigbee协调器；
zigbee终端设备网络层，所述zigbee终端设备网络层包括多个zigbee终端，且每个zigbee终端作为Modbus RTU主站，其下最大可挂接255个助长灯，以及助长灯之间通过RS485并联挂接；
终端设备层，所述终端设备层包括风速传感器、辅助供水设备、温湿度传感器、雨量传感器和助长灯网络层，所述助长灯网络层内包括助长灯主站和助长灯从站；
还包括视频监控设备，所述视频监控设备包括监控摄像头，且监控摄像头通过无线网连接网络层，每个无线网桥中继和无线网桥终端处均可布置网络摄像头。
优选的，所述终端软件包括PC客户端和APP客户端。
优选的，所述终端软件在自动模式下系统自动、智能化工作，手动模式下操作者可根据情况手动设置终端设备参数。
优选的，所述无线网桥中继和无线网桥终端之间的无线传输距离可达50Km，中间可以有16个中继设备，网桥之间可Mesh组网。
优选的，所述助长灯包括灯体，所述灯体内设有腔体，以及腔体内安装有LED铝基板，所述LED铝基板的表面设有LED灯珠，且LED灯珠设有多组，所述LED灯珠的上方设有PC透光片，以及PC透光片安装在灯体的腔体的开口处，所述灯体的LED铝基板下方设有风扇，灯体底部位于风扇处开设有风扇散热口，所述灯体的底部设有连接口，所述灯体的底部四拐角设有产品悬挂接口。
优选的，所述灯体底部设有灯珠光源模式开关，且灯珠光源模式开关与LED灯珠电性连接，所述灯珠光源模式开关一侧设有电源开关，所述灯体内安装有蓄电池，且灯体外壁开设有散热孔。
本发明提供了一种智能植物辅助生长产品的系统框架，具备以下有益效果：
本发明通过专家数据库系统可智能控制植物生长环境参数，降低损耗，效率更高，能耗更低，本系统框架体系化管理，便于全面掌握种植园状态，可远程监测植物生长环境，便于进行智能控制，设备结构可无限制扩展，既适合小面积种植，也适合大面积种植园使用，本发明通过助长灯给植物提供合理的光照条件，可以辅助植物在日照量少、日照时间短或室内培育项目中正常生长，而且通过智能方式配置合理的光照参数，提高培育效率。
附图说明
图1为本发明的体系整体结构示意图；
图2为本发明的网络层结构示意图；
图3为本发明的物联子网层结构示意图；
图4为本发明的助长灯网络层结构示意图；
图5为本发明的小面积种植系统结构示意图；
图6为本发明的中等面积种植系统结构示意图；
图7为本发明的助长灯结构示意图；
图8为本发明的助长灯底部结构示意图。
图中：1、灯体；2、LED铝基板；3、PC透光片；4、LED灯珠；5、散热孔；6、连接口；7、产品悬挂接口；8、风扇散热口；9、灯珠光源模式开关；10、电源开关。
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。
如图1-8所示，本发明提供一种技术方案：一种智能植物辅助生长产品的系统框架，包括
应用层，所述应用层包含数据服务器、专家数据库以及终端软件，所述数据服务器保存所有设备测试参数，可供历史回溯，所述专家数据库内存储有不同气候条件下各类植物不同生长周期对光照度、温湿度的需求，所述终端软件用于供客户操作，且终端软件包括自动和手动模式；
网络层，所述网络层包括交换机、无线网桥中继和无线网桥终端，所述无线网桥终端和无线网桥中继通过网线连接交换机，并将交换机通过网线连接网络监控摄像头和Zigbee协调器，多组无线网桥终端和无线网桥中继之间通过无线传输连接，且无线网桥终端和无线网桥中继的数据汇聚至可连接internet的网桥设备处，所述网络层使用无线方式布置；
物联子网层，所述物联子网层包括Zigbee设备子网层，Zigbee设备子网层将终端设备组成物联子网，将子网内的所有数据通过协调器统一上传至数据服务器；并将命令分发至各设备，所述Zigbee设备子网层使用zigbee网络协议组网，以及每个终端设备均作为zigbee终端模块接入zigbee协调器，所述zigbee协调器通过有线网络连接到基础网络层的终端或中继设备，且多个网络可通过交换机接入，即一个基础网络网桥终端或者网桥中继设备，可接入多个zigbee协调器；
zigbee终端设备网络层，所述zigbee终端设备网络层包括多个zigbee终端，且每个zigbee终端作为Modbus RTU主站，其下最大可挂接255个助长灯，以及助长灯之间通过RS485并联挂接；
终端设备层，所述终端设备层包括风速传感器、辅助供水设备、温湿度传感器、雨量传感器和助长灯网络层，所述助长灯网络层内包括助长灯主站和助长灯从站；
还包括视频监控设备，所述视频监控设备包括监控摄像头，且监控摄像头通过无线网连接网络层，每个无线网桥中继和无线网桥终端处均可布置网络摄像头。
所述终端软件包括PC客户端和APP客户端；所述终端软件在自动模式下系统自动、智能化工作，手动模式下操作者可根据情况手动设置终端设备参数；所述无线网桥中继和无线网桥终端之间的无线传输距离可达50Km，中间可以有16个中继设备，网桥之间可Mesh组网；所述助长灯包括灯体1，所述灯体1内设有腔体，以及腔体内安装有LED铝基板2，所述LED铝基板2的表面设有LED灯珠4，且LED灯珠4设有多组，所述LED灯珠4的上方设有PC透光片3，以及PC透光片3安装在灯体1的腔体的开口处，所述灯体1的LED铝基板2下方设有风扇，灯体1底部位于风扇处开设有风扇散热口8，所述灯体1的底部设有连接口6，所述灯体1的底部四拐角设有产品悬挂接口7；所述灯体1底部设有灯珠光源模式开关9，且灯珠光源模式开关9与LED灯珠4电性连接，所述灯珠光源模式开关9一侧设有电源开关10，所述灯体1内安装有蓄电池，且灯体1外壁开设有散热孔5。
需要说明的是，一种智能植物辅助生长产品的系统框架，
小区域种植时，即200平方米范围内，将Zigbee协调器与有线路由器或者4G路由器连接，并将Zigbee协调器与湿度传感器和辅助供水设备连接，其中将助长灯网络层与Zigbee协调器连接，形成小区域植物辅助生长体系；
中等面积种植，不需要超远距离组网，只使用zigbee组网方式，在小区域种植的体系基础上，将Zigbee协调器连接两组zigbee路由器，并将zigbee终端连接多组助长灯，然后两组zigbee终端利用zigbee组网，并与zigbee路由器连接，最终形成中等面积种植的智能植物辅助生长体系；
大面积种植，使用完整的组网方式，在中等面积种植组网的基础上，将Zigbee协调器接入无线网桥，整个区域范围内所有协调器通过超远距离(可中继)组网后统一上发应用层，从而形成大面积种植智能植物辅助生长体系。
利用该种体系，当在日照量少或日照时间短的地域或室内种植时，利用助长灯为植物光合作用的补充照明，诱导或改变植物生长周期引导照明，由于应用层内设置有专家数据库，在实际操作中，利用专家数据库内存储的不同气候条件下各类植物不同生长周期对光照度、温湿度的需求，然后根据专家数据库内的数据调节植物的生长环境，可进行智能控制，本系统框架体系化管理，便于全面掌握种植园状态，设备结构可无限制扩展，既适合小面积种植，也适合大面积种植园使用，体系包含有的植物园环境视频监控系统，便于随时监控种植区状况。
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 (6)

1.一种智能植物辅助生长产品的系统框架，其特征在于，包括
应用层，所述应用层包含数据服务器、专家数据库以及终端软件，所述数据服务器保存所有设备测试参数，可供历史回溯，所述专家数据库内存储有不同气候条件下各类植物不同生长周期对光照度、温湿度的需求，所述终端软件用于供客户操作，且终端软件包括自动和手动模式；
网络层，所述网络层包括交换机、无线网桥中继和无线网桥终端，所述无线网桥终端和无线网桥中继通过网线连接交换机，并将交换机通过网线连接网络监控摄像头和Zigbee协调器，多组无线网桥终端和无线网桥中继之间通过无线传输连接，且无线网桥终端和无线网桥中继的数据汇聚至可连接internet的网桥设备处，所述网络层使用无线方式布置；
物联子网层，所述物联子网层包括Zigbee设备子网层，Zigbee设备子网层将终端设备组成物联子网，将子网内的所有数据通过协调器统一上传至数据服务器；并将命令分发至各设备，所述Zigbee设备子网层使用zigbee网络协议组网，以及每个终端设备均作为zigbee终端模块接入zigbee协调器，所述zigbee协调器通过有线网络连接到基础网络层的终端或中继设备，且多个网络可通过交换机接入，即一个基础网络网桥终端或者网桥中继设备，可接入多个zigbee协调器；
zigbee终端设备网络层，所述zigbee终端设备网络层包括多个zigbee终端，且每个zigbee终端作为Modbus RTU主站，其下最大可挂接255个助长灯，以及助长灯之间通过RS485并联挂接；
终端设备层，所述终端设备层包括风速传感器、辅助供水设备、温湿度传感器、雨量传感器和助长灯网络层，所述助长灯网络层内包括助长灯主站和助长灯从站；
还包括视频监控设备，所述视频监控设备包括监控摄像头，且监控摄像头通过无线网连接网络层，每个无线网桥中继和无线网桥终端处均可布置网络摄像头。
2.根据权利要求1所述的一种智能植物辅助生长产品的系统框架，其特征在于：所述终端软件包括PC客户端和APP客户端。
3.根据权利要求1所述的一种智能植物辅助生长产品的系统框架，其特征在于：所述终端软件在自动模式下系统自动、智能化工作，手动模式下操作者可根据情况手动设置终端设备参数。
4.根据权利要求1所述的一种智能植物辅助生长产品的系统框架，其特征在于：所述无线网桥中继和无线网桥终端之间的无线传输距离可达50Km，中间可以有16个中继设备，网桥之间可Mesh组网。
5.根据权利要求1所述的一种智能植物辅助生长产品的系统框架，其特征在于：所述助长灯包括灯体(1)，所述灯体(1)内设有腔体，以及腔体内安装有LED铝基板(2)，所述LED铝基板(2)的表面设有LED灯珠(4)，且LED灯珠(4)设有多组，所述LED灯珠(4)的上方设有PC透光片(3)，以及PC透光片(3)安装在灯体(1)的腔体的开口处，所述灯体(1)的LED铝基板(2)下方设有风扇，灯体(1)底部位于风扇处开设有风扇散热口(8)，所述灯体(1)的底部设有连接口(6)，所述灯体(1)的底部四拐角设有产品悬挂接口(7)。
6.根据权利要求5所述的一种智能植物辅助生长产品的系统框架，其特征在于：所述灯体(1)底部设有灯珠光源模式开关(9)，且灯珠光源模式开关(9)与LED灯珠(4)电性连接，所述灯珠光源模式开关(9)一侧设有电源开关(10)，所述灯体(1)内安装有蓄电池，且灯体(1)外壁开设有散热孔(5)。
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