CN202735831U

CN202735831U - 葡萄场智能监控装置

Info

Publication number: CN202735831U
Application number: CN2012204632774U
Authority: CN
Inventors: 沈华明; 陈国良
Original assignee: ZHEJIANG COMMERCIAL TECHNICIAN INSTITUTE
Current assignee: ZHEJIANG COMMERCIAL TECHNICIAN INSTITUTE
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2022-09-12

Abstract

本实用新型针对现有的葡萄场内对于环境以及土壤的温度、湿度信息无法进行实时监控的不足问题，提供一种葡萄场智能监控装置。该装置包括：多个传感器，每个传感器连接一个无线数据采集器，无线数据采集器上设有无线通信芯片；边缘网关采控器，边缘网关上设有与无线数据采集器和适配网关进行通信的无线通信芯片；适配网关设有与多个边缘网关采控器进行通信的无线通信芯片；与适配网关连接的监控端。本实用新型做到配置和技术应用的先进，充分利用现代化信息技术、移动通讯技术，在系统整体设计、硬件软件选型时结合企业现有系统实际情况，具有良好的可扩充、扩展能力，能够非常方便地进行系统升级和更新，以适应今后业务的不断发展。

Description

葡萄场智能监控装置

技术领域

本实用新型涉及智能监控技术领域，具体地说，涉及一种葡萄场智能监控装置。

背景技术

智能农业是采用比较先进、系统的人工设施，改善农作物生产环境，进行优质高效生产的一种农业生产方式，20世纪80年代以来，智能农业发展很快，特别是欧美、日本等一些发达国家，目前已经普遍采用计算机控制的大型工厂化设施，进行恒定条件下全年候生产，效益大为提高；在社会主义市场经济条件下，我国的智能农业以其较高的科技含量、市场取向的新机制、短平快的产销特点、效益显著的竞争力，取得了快速发展，改善了传统农业的生产方式、组织方式和运行机制，提高了农业科技含量和物质装备水平，成为现代农业重要的生产方式。

葡萄喜光，光照不足易徒长。为保证植株所需光照，一般采用无滴膜进行大棚栽培，并保持棚面清洁，遇连续阴雨天，应在棚内铺设反光膜增强光照，因此，对于葡萄场环境的实时监控对提高葡萄的产量起到至关重要的作用。

现有的葡萄场一般是通过设置在葡萄场内的各种传感器对环境的温度、湿度以及土壤的温度、湿度进行监控，但是对于监控的信息往往需要人到葡萄场的现场进行记录，这样，一方面费时费力，另一方面对于葡萄场内的环境、土壤信息的监控也不够实时，不利于促进葡萄的生长。

实用新型内容

本实用新型针对现有的葡萄场内对于环境以及土壤的温度、湿度信息无法进行实时监控的不足问题，提供一种葡萄场智能监控装置。

本实用新型所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种葡萄场智能监控装置，其特征在于，包括：

设置在每个葡萄场中实时采集环境及土壤的温度、湿度信息的多个传感器，每个传感器连接一个无线数据采集器，所述无线数据采集器上设有无线通信芯片；

设置在每个葡萄场中的边缘网关采控器，所述边缘网关采控器上设有与无线数据采集器和适配网关进行通信的无线通信芯片；

适配网关，所述适配网关设有与多个边缘网关采控器进行通信的无线通信芯片；

与适配网关连接的监控端。

本实用新型中，所述传感器包括空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器和土壤湿度传感器。

本实用新型中，所述无线数据采集器上设置的无线通信芯片为无线ZigBee通信芯片。

所述边缘网关采控器上与无线数据采集器通信的无线通信芯片为无线ZigBee通信芯片，边缘网关采控器上与适配网关进行通信的无线通信芯片为3G通信芯片。

所述适配网关与多个边缘网关采控器进行通信的无线通信芯片为3G通信芯片。

本实用新型中，每个葡萄场中设有监控摄像头，所述监控摄像头连接一个无线数据采集器，所述无线数据采集器上设有与边缘网关采控器进行通信的无线通信芯片；所述无线通信芯片为无线ZigBee通信芯片。

本实用新型中，所述监控端设有与手持设备和/或远端服务器进行通信的3G通信芯片。

本实用新型的葡萄场智能监控装置，采用先进的系统架构体系和基于3G的网络通讯技术设备，做到配置和技术应用的先进，充分利用现代化信息技术、移动通讯技术，在系统整体设计、硬件软件选型时结合企业现有系统实际情况，确定了合理、高性价比的建设方案，软件、硬件平台均采用模块化设计与开发，具有良好的可扩充、扩展能力，能够非常方便地进行系统升级和更新，以适应今后业务的不断发展，并提供与其它系统的数据接口；由于主干网和数据通讯多采用无线通讯技术和3G通信技术，减少了复杂的人工布线，以便于管理和维护。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段、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，进一步阐述本实用新型。

本实用新型的主旨在于，通过对葡萄生长所需环境及土壤的温度、湿度及时监控的需求以及现有葡萄场对环境及土壤的温度、湿度监控现状的分析，发现现有的葡萄场内对于环境以及土壤的温度、湿度信息无法进行实时监控的不足问题，通过本实用新型提供一种葡萄场智能监控装置。

葡萄是一种特殊的水果，其生长过程中对光、温度、通风、湿度有着比较高的要求，例如：

光的要求：葡萄喜光，光照不足易徒长。为保证植株所需光照，应选用无滴膜，并保持棚面清洁，遇连续阴雨天，应在棚内铺设反光膜增强光照。

温度要求：

休眠期温度调控：葡萄通过自然休眠需7.2℃以下的低温1000～1500小时，因此，采收后应揭去边膜，以保证通过休眠的低温时间。若休眠不足，会造成萌芽不齐，萌芽率低。生产中可用破眠剂解除休眠，用氰胺或20%氰氨化钙澄清液涂抹结果母枝，既可保证发芽率，又可提早萌芽25天左右。

覆盖后温度调控：萌芽前白天温度保持在20℃左右，夜间7～10℃。萌芽至开花前白天升到20～25℃，夜间保持在10～15℃。开花及新梢生长期白天温度控制在25～30℃，夜温在18～20℃。5月上旬可完全揭去边膜，保留顶膜成为避雨栽培。夏季高温，采用连栋大棚的要注意膜顶气温不超过35℃，应经常打开棚顶连接处通风，降低温度。

通风要求：在不影响温度的情况下，要时常打开边膜通风换气。棚内不宜使用未腐熟有机肥，少施或不施碳铵和尿素，防止氨气产生。

湿度要求：萌芽期湿度应控制在75%左右，花前新梢生长期湿度应在60%左右。花期控制在50%左右。果实膨大和着色期应控制在50%～60%之间。

因此，为了满足葡萄生长的上述需求，一般采用无滴膜进行大棚在葡萄场中进行栽培，参见图1，本实用新型在葡萄场中设置智能监控装置以对上述的各种参数进行监控。本实用新型的葡萄场智能监控装置，包括设置在每个葡萄场中的多个传感器1，传感器1实时采集环境及土壤的温度、湿度信息等各种信息，包括空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器和土壤湿度传感器等各种类型。每个传感器1连接一个无线数据采集器2，无线数据采集器2通过传感器1采集温度、湿度等信息，无线数据采集器2再通过设置在其上的无线通信芯片，将这些信息进行传送。

每个葡萄场中设置一个边缘网关采控器3，边缘网关采控器3通过设置在其上的无线通信芯片与无线数据采集器2进行通信，从降低成本的考虑，比那边缘网关采控器3与无线数据采集器2之间采用无线Zigbee网络进行通信，因此边缘网关采控器3和无线数据采集器2上设置的无线通信芯片均采用无线Zigbee通信芯片4。Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术，也正适合每个葡萄场中边缘网关采控器3与无线数据采集器2进行通信。

除了采集各种温度、湿度信息的传感器1外，每个葡萄场中还可以设置监控摄像头8，监控摄像头8同样连接一个无线数据采集器2，无线数据采集器2上设有与边缘网关采控器3进行通信的无线ZigBee通信芯片4，这样便可以实现对每个葡萄场中的图像进行采集，实现对葡萄场的视频监控，并可实现防盗功能。

每个葡萄场中的边缘网关采控器3先汇总自身葡萄场中各传感器1采集到的各种温度、湿度信息以及视频监控信息，再通过无线通信芯片将上述信息传送到适配网关5，适配网关5同样设置有无线通信芯片。由于边缘网关采控器3与适配网关5之间的距离会比较远，因此边缘网关采控器3与适配网关5之间的通信采用3G网络，因此边缘网关采控器3和适配网关5上均设置了3G通信芯片6。适配网关5在将多个葡萄场的各种温度、湿度信息以及视频监控信息传送到与其连接的监控端7，监控端7的现场智能农业人员及农业专家即可获取每个葡萄场内的温度、湿度信息等。

这样，可以同时对某一数据或多个数据进行历史数据分析，分析方式可通过曲线、图标、棒图/饼图等，通过历史一段时间内的数据变化趋势及异常数据出现的频率高低，可对历史时间内的温度变化、湿度变化进行分析，诊断出农作物不同生长周期、不同的季节生产的最佳温度、湿度等，给农业专家的远程指导、现场管理人员的协调指挥提供数据依据。为了便于及时通知农业专家和现场管理人员，所述监控端7还可以设置3G通信芯片6与手持设备和/或远端服务器进行通信。

本实用新型的葡萄场智能监控装置还可以实现数据报警功能，数据报警包括越上限报警、越下限报警、越上上限报警和越下下限报警，需要预先将每个数据的上限值、下限值、上上限值和下下限值进行设定，阀值可根据农作物种类、不同的生长周期、不同的季节进行修改，当某个数据超过上限或上上限、低于下限或下下限是，系统立即发出报警信息，报警信息包括报警时间、报警值、限值，并通过手机短信及时发送给农业管理人员、农业专家等，以便管理人员及时进行人工调节，避免因天气变化、换季、自然灾害等原因造成温度、湿度变化给农作物带来不利的生长条件。

本实用新型的葡萄场智能监控装置可以实时采集农作物生长的温度、湿度，周期性存储，实时、准确、数据量大，同时它给数据分析提供了前提和基础，这是手工测量无法实现的，手工测量不仅周期长、耗时多，测量的准确性较差，不能确保每次都能提供可靠、准确的基础数据。

在温度、湿度出现异常时，系统会立即通过手机短信通知用户，让用户发现问题立即采取应急补救措施，不会因为自然环境的影响给农作物带里不利的生长环境，使农作物在一个合适的环境下生产，这是人工测量无法达到的。

并且该装置的运行成本很低，可大大减少农业专家到现场指导所用的人力物力，出车等费用。

智能远程智能监控让用户实时了解农作物生产的温度、湿度，大大减少了人工测量所需要的人力、物力；智能远程智能监控让农作物始终处在一个合适的温度、湿度下生长，不会因为外界环境的变化引起花蕾脱落、育苗枯死等现象，导致农业少产、减产，大大提高了农作物的产量，经济效益明显提高。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims

1.葡萄场智能监控装置，其特征在于，包括：

与适配网关连接的监控端。

2.根据权利要求1所述的葡萄场智能监控装置，其特征在于：所述传感器包括空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器和土壤湿度传感器。

3.根据权利要求1或2所述的葡萄场智能监控装置，其特征在于：所述无线数据采集器上设置的无线通信芯片为无线ZigBee通信芯片。

4.根据权利要求1或2所述的葡萄场智能监控装置，其特征在于：所述边缘网关采控器上与无线数据采集器通信的无线通信芯片为无线ZigBee通信芯片，边缘网关采控器上与适配网关进行通信的无线通信芯片为3G通信芯片。

5.根据权利要求1或2所述的葡萄场智能监控装置，其特征在于：所述适配网关与多个边缘网关采控器进行通信的无线通信芯片为3G通信芯片。

6.根据权利要求1所述的葡萄场智能监控装置，其特征在于：每个葡萄场中设有监控摄像头，所述监控摄像头连接一个无线数据采集器，所述无线数据采集器上设有与边缘网关采控器进行通信的无线通信芯片。

7.根据权利要求6所述的葡萄场智能监控装置，其特征在于：所述无线通信芯片为无线ZigBee通信芯片。

8.根据权利要求1或2所述的葡萄场智能监控装置，其特征在于：所述监控端设有与手持设备和/或远端服务器进行通信的3G通信芯片。