CN112629581A - 一种农业大棚温湿度测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农业大棚温湿度测量系统，包括主控器、温湿度检测模块、无线传输模块、终端系统和电源模块；主控器连接温湿度检测模块和无线传输模块，用于接收温湿度检测模块检测的温湿度信息，并传输至无线传输模块；无线传输模块与终端系统无线通讯，终端系统通过无线传输模块接收主控器发送的温湿度信息，并向主控器发送控制指令；电源模块连接温湿度检测模块、无线传输模块和主控器，进行供电。实现大棚内温湿度的自动采集、报警和远程监控，同时能够实现远程监控控制，实现智能化种植监管。

Description

一种农业大棚温湿度测量系统

技术领域

本发明涉及农业种植技术领域，更具体的说是涉及一种农业大棚温湿度 测量系统。

背景技术

目前，温度和湿度的检测是研究发展温室大棚的重要因素，作物的一切 生命活动直接受其影响，温湿度的不适应造成作物的低产，铸成巨大损失， 所以提高温湿大棚内的温湿度检测精度和效率极其重要。传统的温室大棚的 温湿度检测中很大程度上依赖人工使用湿度试纸、湿度计等传统仪器测量， 但是检测结构容易受外界环境干扰，人为测量方式、仪器精密度等因素都会 影响测量精度，同时人工测量耗费人力物力，使温室大棚农业成本提高。

因此，如何实现农业大棚温湿度的精确检测、智能化便捷操作是本领域 技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种农业大棚温湿度测量系统，包括主控器、 温湿度检测模块、无线传输模块、终端系统和电源模块；主控器连接温湿度 检测模块和无线传输模块，用于接收温湿度检测模块检测的温湿度信息，并 传输至无线传输模块；无线传输模块与终端系统无线通讯，终端系统通过无 线传输模块接收主控器发送的温湿度信息，并向主控器发送控制指令；电源 模块连接温湿度检测模块、无线传输模块和主控器，进行供电。实现大棚内 温湿度的自动采集、报警和远程监控，同时能够实现远程监控控制，实现智 能化种植监管。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种农业大棚温湿度测量系统，包括：主控器、温湿度检测模块、无线 传输模块、终端系统和电源模块；所述主控器连接所述温湿度检测模块和所 述无线传输模块，用于接收所述温湿度检测模块检测的温湿度信息，并传输 至所述无线传输模块；所述无线传输模块与所述终端系统无线通讯，所述终 端系统通过所述无线传输模块接收所述主控器发送的所述温湿度信息，并向 所述主控器发送控制指令；所述电源模块连接所述温湿度检测模块、所述无 线传输模块和所述主控器，进行供电。

优选的，还包括控制模块，所述控制模块包括水泵，所述水泵电连接所 述主控器。通过主控器控制水泵工作或关闭，从而控制大棚内的喷水、灌溉 系统，实现温湿度调整。

优选的，所述主控器包括单片机、报警模块、所述按键模块和液晶显示 模块；所述报警模块所述按键模块和所述液晶显示模块均电连接所述单片机， 分别实现温湿度报警、功能控制和检测显示。在所述报警模块设置温度和湿 度报警阈值，当检测的温度或湿度超过报警阈值时，报警模块进行灯光报警； 所述按键模块能够进行主控器按键选择；所述液晶显示模块能够直接显示检 测到的温度和湿度信息，便于在大棚内巡查人员观看。所述按键模块控制所 述液晶显示模块显示内容，通过按动按键实现所述液晶显示模块的点亮和关 闭，以及显示页面、数值的切换，能够实现不同采集信息的查询，以及阈值 的设定。

优选的，所述报警模块设置有蜂鸣器和LED灯，所述蜂鸣器与所述LED 等均连接至所述单片机，控制产生声光报警。

优选的，所述终端系统包括数据处理模块和终端控制模块；所述数据处 理模块与所述无线传输模块无线通讯，接收所述主控器发送的所述温湿度信 息，并向所述主控器发送所述控制指令；所述数据处理模块连接所述终端控 制模块，向所述终端控制模块发送所述温湿度信息，并接收所述终端控制模 块发送的所述控制指令。

优选的，所述数据处理模块包括协调器、网关、云平台和服务器；所述 协调器连接所述无线传输模块，依次通过所述网关和所述云平台与所述终端 控制模块连接通讯；所述云平台还连接所述服务器。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种农 业大棚温湿度测量系统，通过温湿度检测模块的传感器实现温湿度信息的检 测，并传输至主控制器，主控制器通过无线传输模块将温湿度信息传输至终 端系统，可在终端控制模块进行温湿度信息的查看，同时根据温湿度信息做 出调整方案，在终端控制模块输入控制指令经过无线传输模块发送至主控制 器，主控制器根据控制指令调整控制模块，实现大棚内的温湿度调节。基于 物联网的智能农业大棚底层采用传感器代替人的感官，在提高环境检测准确率的同时减少了人力，降低了农业生产成本，提高了产率，与传统农业大棚 相比具有高品质、高质量和高效率的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的农业大棚温湿度测量系统电路图。

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。

本发明实施例公开了一种农业大棚温湿度测量系统，包括：主控器、温 湿度检测模块、无线传输模块、终端系统和电源模块；主控器连接温湿度检 测模块和无线传输模块，用于接收温湿度检测模块检测的温湿度信息，并传 输至无线传输模块；无线传输模块与终端系统无线通讯，终端系统通过无线 传输模块接收主控器发送的温湿度信息，并向主控器发送控制指令；电源模 块连接温湿度检测模块、无线传输模块和主控器，进行供电。

为了进一步优化上述技术方案，还包括控制模块，控制模块包括水泵， 水泵电连接主控器。

为了进一步优化上述技术方案，主控器包括单片机、报警模块、按键模 块和液晶显示模块；报警模块、按键模块和液晶显示模块均电连接单片机， 分别实现温湿度报警、功能控制和检测显示。

为了进一步优化上述技术方案，报警模块设置有蜂鸣器和LED灯，蜂鸣 器与LED等均连接至单片机，控制产生声光报警。

为了进一步优化上述技术方案，终端系统包括数据处理模块和终端控制 模块；数据处理模块与无线传输模块无线通讯，接收主控器发送的温湿度信 息，并向主控器发送控制指令；数据处理模块连接终端控制模块，向终端控 制模块发送温湿度信息，并接收终端控制模块发送的控制指令。

为了进一步优化上述技术方案，数据处理模块包括协调器、网关、云平 台和服务器；协调器连接无线传输模块，依次通过网关和云平台与终端控制 模块连接通讯；云平台还连接服务器。

为了进一步优化上述技术方案，在终端系统设置微信小程序平台，微信 小程序平台能够实现监控个性化设定，调整远程监控显示界面、监控时间、 设定监控提醒、数据远程共享等，通过数据处理模块与主控器实现通讯。

实施例

本发明系统的主控器中单片机采用STM32F103C8T6芯片U1，设置有串 口1、串口2、JTAG、LED、3.3V电源引出和5V电源引出等基本外设，串口 1主要负责调试代码，与外接模块进行通信，直到系统中各个模块能实现基本 功能。下载代码到开发板，主要通过Jlink仿真器连接JTAG提供的第7和第 9个引脚。单片机芯片的引脚图如图1所示。

液晶显示模块采用OLED液晶显示屏OLED1，OLED液晶显示屏的显示 效果好，模块供电电压可以是3.3V也可以是5V，OLED液晶显示屏具有多个 控制指令，可以控制OLED液晶显示屏的亮度、对比度、开关升压电路等指 令，操作方便，功能丰富，可显示汉字ASCII、图案等。同时为了方便应用在 产品上，预留4个M固定孔，方便固定在主控制器机壳上。OLED1的第1 引脚和第2引脚分别连接U1的第21引脚和第22引脚，第3引脚和第4引脚 分别连接电源VCC和地GND。

温湿度检测模块选用DHT11数字温度测量传感器，其是具有校准数字信 号输出的温湿度复合传感器，对于环境中的温度的读取提供9位的读数，相 关信息通过单线接口送入DHT11模块读入或者读出，其相关的温度读写完成 工作不需要其他的外部电源来辅助便可完成相应的数据读取工作；其三个管 脚用于数据读取、接地、电压的连接实现其温度的测量。其单线总线就是根 据一根线工作指挥着一个器件进行工作的系统，DHT11数字温度测量传感器 在适当的时间驱动该总线，器件空闲状态是高电平，但是在恢复执行工作时候，总线必须在空闲状态，在这样的条件下，才可使用存储器和控制操作。 这也是其温湿度传感模块的特点之一，其模块不用实现相对电压的上拉工作。 DHT11的第1引脚连接U1的第11引脚，第2引脚和第3引脚分别连接GND 和VCC。

无线传输数据功能的实现是通过模块ESP8266实现的，用户在使用无线 传输模块WLFI1的过程中可以方便的添加联网的功能，使其成为完整的数据 传输模块，进行整个功能的实现。而且其CPU支持低频率的32位数据传输 处理，能够很好的兼容各种相关的模块处理器。内部集成了ADC数模转换功 能，并且多种UART/GPIO/IIC/PWM/ADC/HSPI接口也支持在其模块上格式 传输。对于用户的长时期使用和在不同阶段的升级也采用远程固态或者本地 升级，多种模式的选择可以使用户具有更好的体验。WLFI1的第3引脚和第 4引脚分别连接U1的第13引脚和第12引脚，第1引脚和第2引脚分别连接 GND和VCC。

LED连接电阻R4连接在VCC和GND之间。

按键模块包括按键RESET1、电容C1和电阻R2，C1和R2串联在VCC 和GND之间，RESET1并联在C1两端，一个并联节点Rst与U1的第7引脚 连接。

本发明系统的稳定供电工作需要3.3V的电压，电源模块主要的工作就是 进行不稳电压的过滤，保证其电压在通过的时候是稳定的3.3V电压，而这一 基本功能是通过电容的滤波实现的。滤波电容包括并联连接的C2和C3。

终端控制模块为运行在移动手机上的微信小程序，通过数据处理模块和 无线传输模块与主控器的单片机连接通讯，实现检测数据传输和控制指令传 输。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。 对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述 的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种农业大棚温湿度测量系统，其特征在于，包括：主控器、温湿度检测模块、无线传输模块、终端系统和电源模块；所述主控器连接所述温湿度检测模块和所述无线传输模块，用于接收所述温湿度检测模块检测的温湿度信息，并传输至所述无线传输模块；所述无线传输模块与所述终端系统无线通讯，所述终端系统通过所述无线传输模块接收所述主控器发送的所述温湿度信息，并向所述主控器发送控制指令；所述电源模块连接所述温湿度检测模块、所述无线传输模块和所述主控器，进行供电。

2.根据权利要求1所述的一种农业大棚温湿度测量系统，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块包括水泵，所述水泵电连接所述主控器。

3.根据权利要求1所述的一种农业大棚温湿度测量系统，其特征在于，所述主控器包括单片机、报警模块、所述按键模块和液晶显示模块；所述报警模块所述按键模块和所述液晶显示模块均电连接所述单片机，分别实现温湿度报警、功能控制和检测显示。

4.根据权利要求1所述的一种农业大棚温湿度测量系统，其特征在于，所述终端系统包括数据处理模块和终端控制模块；所述数据处理模块与所述无线传输模块无线通讯，接收所述主控器发送的所述温湿度信息，并向所述主控器发送所述控制指令；所述数据处理模块连接所述终端控制模块，向所述终端控制模块发送所述温湿度信息，并接收所述终端控制模块发送的所述控制指令。

5.根据权利要求4所述的一种农业大棚温湿度测量系统，其特征在于，所述数据处理模块包括协调器、网关、云平台和服务器；所述协调器连接所述无线传输模块，依次通过所述网关和所述云平台与所述终端控制模块连接通讯；所述云平台还连接所述服务器。

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