CN113703501A - 基于物联网的温室大棚智慧化管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，具有温室大棚及安装在温室大棚内的通风装置、光照调节装置和自动灌溉装置、用于采集温室大棚内数据的传感器检测模块和视频监控模块、用于处理分析数据的数据处理模块，所述通风装置、光照调节装置、自动灌溉装置、传感器检测模块和视频监控模块与数据处理模块连接，实现信息实时传送。该系统用户对生产过程中农作物的生长环境数据进行采集、监测和分析，不再受时间和空间的限制，通过智能化的操作设备可进行参数的调控和设备的自动化控制，进而实现生产的智能化管理。

Description

基于物联网的温室大棚智慧化管理系统

技术领域

本发明涉及温室大棚技术领域，具体为一种基于物联网的温室大棚智慧化管理系统。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，国民健康意识的逐步提高，人们对食用的蔬菜表现出求新、求特的需要，一些新型的种植方式逐渐被人们接受。传统的蔬菜种植遭到化肥、农药、除草剂等的破坏，影响蔬菜食用的安全性，且降低了蔬菜食用的口感。随着大棚内种植盆栽蔬菜发展，盆栽有机蔬菜逐渐得到人们的认可。

温室大棚管理过程中，作物生长相关数据信息的监控和调控成为亟需解决的问题，在传统的蔬菜种植过程中，主要通过人工观察来获取作物生长数据，在通过手动控制大棚内的生产设备，此期间既需要大量人力，也导致数据信息获取结果不准确，降低了工作效率。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，具有温室大棚及安装在温室大棚内的通风装置、光照调节装置和自动灌溉装置、用于采集温室大棚内数据的传感器检测模块和视频监控模块、用于处理分析数据的数据处理模块，所述通风装置、光照调节装置、自动灌溉装置、传感器检测模块和视频监控模块与数据处理模块连接，实现信息实时传送；数据处理模块用于分析传感器数据，并通过检测的环境数据分析农作物生长情况，从而作出及时的预警并通过通风装置、光照调节装置和自动灌溉装置进行自动化的调节，所述数据处理模块通过通信模块连接云端模块，云端模块通过APP与终端设备连接，以便人员随时查看和调节设备；所述视频监控模块包括分散安装在温室大棚内的摄像头。

作为本发明的优选方案：所述数据处理模块包括用于数据分析传输的数据处理器及用于控制设备的控制器，传感器检测模块和视频监控模块通过通信模块与数据处理器连接，数据处理器再通过通信模块与云端模块连接；控制器分别与通风装置、光照调节装置和自动灌溉装置电连接，并通过通信模块与云端模块连接，实现数据的传输和设备的调节控制。

作为本发明的优选方案：所述云端模块具有数据储存器，用于将环境数据信息储存备用，通过广域网实现双向传输，以便人员调用。

作为本发明的优选方案：所述终端设备包括手机、电脑和智能操作显示台，手机、电脑和智能操作显示台通过APP与云端模块连接，并通过云端模块与数据处理模块连接，进而查看温室大棚内数据和调节控制设备。

作为本发明的优选方案：所述通信模块为以太网、ZigBee通信模块、3G/4G通信模块、WIFI通信模块中的一种或任意几种的组合。

作为本发明的优选方案：所述传感器检测模块分为用于检测温室大棚内环境的环境感知传感器和用于检测农作物的本体感知传感器；所述环境感知传感器包括分布安装在温室大棚内的光照传感器、土壤检测传感器和空气检测传感器，分别用于检测温室大棚内的光照强度、土壤温湿度和酸碱性和空气中二氧化碳和氧气的含量和空气的温湿度；所述本体感知传感器包括分布安装在农作物上的叶片温度传感器、植物茎秆检测传感器和果实外表检测传感器，分别用于检测叶片温度、植物茎秆变化和果实大小的变化。

作为本发明的优选方案：所述通风装置包括设置在温室大棚侧端的风扇窗、风扇窗内侧安装有风机，以便对温室大棚内部气体进行散热通风。

作为本发明的优选方案：所述光照调节装置包括设置在温室大棚上端的遮阳布、安装在遮阳布下端用于补光的光照机构，所述遮阳布折叠铺设在温室大棚上端的架台上，架台上设有若干根串接遮阳布的导杆，遮阳布通过驱动组件进行自动化控制，所述驱动组件包括驱动电机、设置在遮阳布两端的绳轮、循环套设在绳轮上牵引绳，遮阳布一端的绳轮与驱动电机传动连接，另一端安装在架台的相应位置，牵引绳设有接口，牵引绳的接口位置与遮阳布外侧端固定连接。

作为本发明的优选方案：所述光照机构安装在架台下端的两侧，光照机构包括灯座及吊挂在灯座下端的补光灯，补光灯分散设有若干组。

作为本发明的优选方案：所述自动灌溉装置包括相互转动串接的喷淋管、用于驱动喷淋管转动的驱动组件，所述喷淋管通过两端设置的支撑架转动安装在架台的下端，喷淋管与外界供水设备连接，喷淋管的下端分布设有球阀，球阀的下端连接有喷嘴，所述球阀的外端一侧设有控制通断的旋杆，所述支撑架位于喷淋管的下端设有定位杆，定位杆上对应旋杆设有套筒，所述旋杆插入套筒内滑动连接；所述驱动组件安装在喷淋管外端的齿轮、设置在齿轮上端的齿板、驱动齿板往复移动的电动推杆，齿板与齿轮啮合传动连接，电动推杆固定安装在架台的下端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，该系统用户对生产过程中农作物的生长环境数据进行采集、监测和分析，不再受时间和空间的限制，通过智能化的操作设备可进行参数的调控和设备的自动化控制，进而实现生产的智能化管理。传感器检测模块分为用于检测温室大棚内环境的环境感知传感器和用于检测农作物的本体感知传感器，分别对温室大棚内的环境和植物体表情况进行检测，及时连接到植物的生长数据；人员可通过终端设备与数据处理器连接，可实时观察植物的生长数据，并可通过控制器控制通风装置、光照调节装置和自动灌溉装置来进行相应的调控，实现自动化的管理。提高了农作物检测的准确度，提高了作业效率。光照调节装置通过遮阳布进行遮挡阳光，防止夏天强烈的阳光照射，导致大棚内温度过高，同时控制光照强度。补光灯用于光照不足时补充农作物的光照强度。自动灌溉装置实现对农作物的均匀浇灌，同时可进行分区控制，根据不同区域植物的生长情况进行浇水。

附图说明

图1为本发明的温室大棚结构示意图；

图2为本发明的光照调节装置结构示意图；

图3为本发明的自动灌溉装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1～3所示，

本实施例提供了一种基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，具有温室大棚1及安装在温室大棚1内的通风装置、光照调节装置和自动灌溉装置、用于采集温室大棚1内数据的传感器检测模块和视频监控模块、用于处理分析数据的数据处理模块，所述通风装置、光照调节装置、自动灌溉装置、传感器检测模块和视频监控模块与数据处理模块连接，实现信息实时传送；数据处理模块用于分析传感器数据，并通过检测的环境数据分析农作物生长情况，从而作出及时的预警并通过通风装置、光照调节装置和自动灌溉装置进行自动化的调节，所述数据处理模块通过通信模块连接云端模块，云端模块通过APP与终端设备连接，以便人员随时查看和调节设备；所述视频监控模块包括分散安装在温室大棚1内的摄像头。

本实施例中，数据处理模块包括用于数据分析传输的数据处理器及用于控制设备的控制器，传感器检测模块和视频监控模块通过通信模块与数据处理器连接，数据处理器再通过通信模块与云端模块连接；控制器分别与通风装置、光照调节装置和自动灌溉装置电连接，并通过通信模块与云端模块连接，实现数据的传输和设备的调节控制。所述云端模块具有数据储存器，用于将环境数据信息储存备用，通过广域网实现双向传输，以便人员调用。

终端设备包括手机、电脑和智能操作显示台11，手机、电脑和智能操作显示台11通过APP与云端模块连接，并通过云端模块与数据处理模块连接，进而查看温室大棚1内数据和调节控制设备。

通信模块为以太网、ZigBee通信模块、3G/4G通信模块、WIFI通信模块中的一种或任意几种的组合。

传感器检测模块分为用于检测温室大棚1内环境的环境感知传感器和用于检测农作物的本体感知传感器；所述环境感知传感器包括分布安装在温室大棚1内的光照传感器、土壤检测传感器和空气检测传感器，分别用于检测温室大棚1内的光照强度、土壤温湿度和酸碱性和空气中二氧化碳和氧气的含量和空气的温湿度；所述本体感知传感器包括分布安装在农作物上的叶片温度传感器、植物茎秆检测传感器和果实外表检测传感器，分别用于检测叶片温度、植物茎秆变化和果实大小的变化。

本实施例中，通风装置包括设置在温室大棚1侧端的风扇窗2、风扇窗2内侧安装有风机，以便对温室大棚1内部气体进行散热通风。

光照调节装置包括设置在温室大棚1上端的遮阳布3、安装在遮阳布3下端用于补光的光照机构，所述遮阳布3折叠铺设在温室大棚1上端的架台12上，架台12上设有若干根串接遮阳布3的导杆31，遮阳布3通过驱动组件进行自动化控制，所述驱动组件包括驱动电机32、设置在遮阳布3两端的绳轮33、循环套设在绳轮33上牵引绳34，遮阳布3一端的绳轮33与驱动电机32传动连接，另一端安装在架台12的相应位置，牵引绳34设有接口，牵引绳34的接口位置与遮阳布3外侧端固定连接。具体的，驱动电机32通过绳轮33带动牵引绳34来回移动，牵引绳34带动遮阳布3展开或者收缩，完成遮阳布3的自动控制。

光照机构安装在架台12下端的两侧，光照机构包括灯座及吊挂在灯座下端的补光灯4，补光灯4分散设有若干组。

自动灌溉装置包括相互转动串接的喷淋管5、用于驱动喷淋管5转动的驱动组件，所述喷淋管5通过两端设置的支撑架51转动安装在架台12的下端，喷淋管5与外界供水设备连接，喷淋管5的下端分布设有球阀52，球阀52的下端连接有喷嘴53，所述球阀52的外端一侧设有控制通断的旋杆54，所述支撑架位于喷淋管5的下端设有定位杆55，定位杆55上对应旋杆54设有套筒56，所述旋杆54插入套筒56内滑动连接；所述驱动组件安装在喷淋管5外端的齿轮57、设置在齿轮57上端的齿板58、驱动齿板58往复移动的电动推杆59，齿板58与齿轮57啮合传动连接，电动推杆59固定安装在架台12的下端。具体的，驱动组件带动喷淋管5转动，旋杆54由于插入套筒56内滑动连接，当喷淋管5转动后，旋杆54相对球阀52转动，从而逐渐打开球阀52；当喷嘴53扬起的角度越大，其对应的地面区域范围越大，需要的浇水量也就越大，同时喷嘴53扬起的角度越大，旋杆54打开球阀52的孔越大，从而使出水量增大，满足逐渐扩大的范围，使区域浇水更加的均匀。当那块区域不需要浇水的时候，对应区域的驱动组件不工作，喷淋管5就不转动，从而球阀52处于关闭的状态，水直接流过喷淋管5进入下个喷淋机构，从而可以选择不同的浇水区域。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。需要说明的是，在本文中，如若存在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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，其特征在于：具有温室大棚及安装在温室大棚内的通风装置、光照调节装置和自动灌溉装置、用于采集温室大棚内数据的传感器检测模块和视频监控模块、用于处理分析数据的数据处理模块，所述通风装置、光照调节装置、自动灌溉装置、传感器检测模块和视频监控模块与数据处理模块连接，实现信息实时传送；数据处理模块用于分析传感器数据，并通过检测的环境数据分析农作物生长情况，从而作出及时的预警并通过通风装置、光照调节装置和自动灌溉装置进行自动化的调节，所述数据处理模块通过通信模块连接云端模块，云端模块通过APP与终端设备连接，以便人员随时查看和调节设备；所述视频监控模块包括分散安装在温室大棚内的摄像头。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，其特征在于：所述数据处理模块包括用于数据分析传输的数据处理器及用于控制设备的控制器，传感器检测模块和视频监控模块通过通信模块与数据处理器连接，数据处理器再通过通信模块与云端模块连接；控制器分别与通风装置、光照调节装置和自动灌溉装置电连接，并通过通信模块与云端模块连接，实现数据的传输和设备的调节控制。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，其特征在于：所述云端模块具有数据储存器，用于将环境数据信息储存备用，通过广域网实现双向传输，以便人员调用。

4.根据权利要求3所述的基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，其特征在于：所述终端设备包括手机、电脑和智能操作显示台，手机、电脑和智能操作显示台通过APP与云端模块连接，并通过云端模块与数据处理模块连接，进而查看温室大棚内数据和调节控制设备。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，其特征在于：所述通信模块为以太网、ZigBee通信模块、3G/4G通信模块、WIFI通信模块中的一种或任意几种的组合。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，其特征在于：所述传感器检测模块分为用于检测温室大棚内环境的环境感知传感器和用于检测农作物的本体感知传感器；所述环境感知传感器包括分布安装在温室大棚内的光照传感器、土壤检测传感器和空气检测传感器，分别用于检测温室大棚内的光照强度、土壤温湿度和酸碱性和空气中二氧化碳和氧气的含量和空气的温湿度；所述本体感知传感器包括分布安装在农作物上的叶片温度传感器、植物茎秆检测传感器和果实外表检测传感器，分别用于检测叶片温度、植物茎秆变化和果实大小的变化。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，其特征在于：所述通风装置包括设置在温室大棚侧端的风扇窗、风扇窗内侧安装有风机，以便对温室大棚内部气体进行散热通风。

8.根据权利要求1所述的基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，其特征在于：所述光照调节装置包括设置在温室大棚上端的遮阳布、安装在遮阳布下端用于补光的光照机构，所述遮阳布折叠铺设在温室大棚上端的架台上，架台上设有若干根串接遮阳布的导杆，遮阳布通过驱动组件进行自动化控制，所述驱动组件包括驱动电机、设置在遮阳布两端的绳轮、循环套设在绳轮上牵引绳，遮阳布一端的绳轮与驱动电机传动连接，另一端安装在架台的相应位置，牵引绳设有接口，牵引绳的接口位置与遮阳布外侧端固定连接。

9.根据权利要求8所述的基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，其特征在于：所述光照机构安装在架台下端的两侧，光照机构包括灯座及吊挂在灯座下端的补光灯，补光灯分散设有若干组。

10.根据权利要求1所述的基于物联网的温室大棚智慧化管理系统，其特征在于：所述自动灌溉装置包括相互转动串接的喷淋管、用于驱动喷淋管转动的驱动组件，所述喷淋管通过两端设置的支撑架转动安装在架台的下端，喷淋管与外界供水设备连接，喷淋管的下端分布设有球阀，球阀的下端连接有喷嘴，所述球阀的外端一侧设有控制通断的旋杆，所述支撑架位于喷淋管的下端设有定位杆，定位杆上对应旋杆设有套筒，所述旋杆插入套筒内滑动连接；所述驱动组件安装在喷淋管外端的齿轮、设置在齿轮上端的齿板、驱动齿板往复移动的电动推杆，齿板与齿轮啮合传动连接，电动推杆固定安装在架台的下端。

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