CN203433329U - 一种智能温室大棚物联网远程监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能温室大棚物联网监控方法与装置，该装置由控制芯片、信息采集模块、无线收发模块、ZigBee传输模块、GPRS通信模块，LCD液晶显示屏、中控计算机、受控设备模块、手机终端组成；其中信息采集模块由土壤温湿度传感器、土壤PH值/电导率、土壤养分粒子/生物传感器、土壤墒情传感器、空气温湿度传感器、空气二氧化碳传感器、光照传感器、网络摄像头等构成，受控设备由加热器、加湿器、通风机、卷帘机、二氧化碳发生器、水肥一体化灌溉设备、补光灯、报警器和扬声器等构成。信息采集模块中的传感器组采集的信息通过无线网络发送到控制芯片，控制芯片将信息通过ZigBee模块组网接力传输给中控计算机，并将信息显示在LCD液晶显示屏上，同时，通过GPRS通信模块发送给手机，中控计算机接收到信号后根据内置的专家系统做出控制决策，并将控制信息通过zigbee传输模块发送给大棚内的控制芯片，从而控制各个设备的运行。该装置通过各种传感器、多个受控设备、多个通讯模块、中控计算机组网构建物联网系统，应用于现代农业智能大棚，实现了远程智能监控，提高了现代农业生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种在农业领域使用的温室大棚监控装置，具体的说涉及一种智能温室大棚物联网远程监控装置。
背景技术
农业作为第一产业，农业现代化是必由之路，农业现代化的基础是农业的信息化和智能化，温室大棚作为重要的作物种植方式，发展智能大棚、精准种植是未来设施农业发展的必然趋势，推进我国农业信息化、智能化具有重要意义。
然而，目前的大棚管理还是一种粗放的管理方式，靠天吃饭，纯人工管理，农民投入大量的劳动，粗放的使用农药化肥对环境造成重大污染，大田漫灌浪费了巨大的水资源，不能实时掌控大棚温室情况，使得病虫害频发，甚至大量减产。实际上植物不同的生理周期对空气、土壤、光照的要求不尽相同，根据作物按需供给生产资料，如空气温湿度、二氧化碳浓度、土壤水分养分是精准种植的根本点。
虽然目前有一些关于温室大棚的监控系统相关的专利，这些专利通常采集的信息单一，不能做到专家系统智能决策，信号传输设备造价高等缺点，且均都不能做到精准作业而使得执行效率不高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种在大棚内设置多个采集点通过各种传感器采集大棚内空气、土壤、光照等信息，通过无线方式发给大棚内的中继站，中继站之间通过接力传输将信息传递给中控计算机，根据专家系统决策后返回控制大棚内各个受控设备从而调控空气温湿度、土壤水肥情况和光照的一种农用物联网装置。
本实用新型采用如下技术方案：整个系统包括感知执行点子系统、中继控制子系统和中控监视子系统，每个子系统有多个模块组成，模块间、子系统间以不同的通信方式建立连接；其中，感知执行子系统由信息采集模块、受控设备模块、控制芯片与无线收发模块、网络摄像头等构成；中继控制子系统由控制芯片与无线收发模块、LCD显示模块、报警器、扬声器、ZigBee传输模块组成；中控监视子系统由中控计算机、短信模块、LED显示屏、监视屏、手机终端等构成。
其中，信息采集模块由土壤温湿度传感器、土壤PH值/电导率、土壤养分粒子/生物传感器、土壤墒情传感器、空气温湿度传感器、空气二氧化碳传感器、光照传感器、网络摄像头构成，受控设备由加热器、加湿器、通风机、卷帘机、二氧化碳发生器、水肥一体化灌溉设备、补光灯等构成。
各个子系统内部各个模块间通过有线的方式进行连接，子系统之间通过无线的方式进行连接；传感器组采集的信息通过无线方式发送到控制芯片，控制芯片将信息通过ZigBee传输模块接力传输给中控计算机，并将信息显示在LED显示屏上，同时，能通过GPRS模块发送给手机，中控计算机接收到信号后由内置的专家系统根据不同作物的生长周期对各个环境参数的要求控制各个大棚内的相应设备的运行情况；其采集的信息是空气、土壤、光照等信息，主要对大棚内的温湿度、土壤水分与营养成分、二氧化碳、光照等进行调控。
该装置的摄像头直接通过无线网连接到中控计算机，中控计算机将监控信号输出到显示器，便于人们进行监视，其他参数通过无线方式传递给LED屏幕进行监视。
扬声器和报警器，是附加功能，中控计算机位置的值班人员可以通过扬声器对大棚内工作人员下达指令，报警器用于对异常状况进行报警，以驱散非法入侵者。
手机终端，可以通过短信和无线上网的方式访问中控计算机，用于监视各个大棚内的参数信息，对于出差在外地同样也可以实时了解大棚内的情况。
对于较大的基地现实情况，考虑到某些大棚与中控机位之间可能较远，采用ZigBee进行接力传输传递给中控计算机位。
该系统的感知执行点子系统每个大棚根据采样点可设置多个，中继控制子系统每个大棚1个；中控监视子系统只在基地办公室设置1个。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所公开的一种在农业领域使用的温室大棚监控装置，通过在大棚内设置多个采集点通过各种传感器实时采集大棚内空气、土壤、光照等信息，通过无线方式发给大棚中继站，中继站之间通过接力传输传递给中控计算机，根据专家系统决策，返回控制大棚内各个受控设备用以调控空气温湿度、土壤水肥情况和光照等，通过网络摄像头实时监控大棚内的情况，通过扬声器向大棚内工作人员下达指令，在人员外出出差时亦可通过手机实时了解大棚内的信息。
该智能大棚远程监控物联网系统，应用于温室大棚的日常监管，提高了智慧农业的效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的中控位软件界面图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1，请参照图1，图1示意性的示出了本实用新型所示一种在农业领域使用的温室大棚监控装置。
整个系统包括感知执行点子系统、中继控制子系统和中控监视子系统，每个子系统有多个模块组成，模块间、子系统间以不同的通信方式建立连接。
其中，感知执行子系统由信息采集模块、受控设备模块、控制芯片与无线收发模块、网络摄像头构成；中继控制子系统由控制芯片、无线收发模块与ZigBee传输模块、LCD液晶显示模块、报警器、扬声器组成；中控监视子系统由中控计算机、短信模块、LED显示屏构成、监视屏、手机终端等构成。
其中，信息采集模块由土壤温湿度传感器、土壤PH值/电导率、土壤养分粒子/生物传感器、土壤墒情传感器、空气温湿度传感器、空气二氧化碳传感器、光照传感器、网络摄像头构成，受控设备由加热器、加湿器、通风机、卷帘机、二氧化碳发生器、水肥一体化灌溉设备、补光灯等构成。
各个子系统内部各个模块间通过有线的方式进行连接，子系统之间通过无线的方式进行连接；传感器组采集的信息通过无线网络发送到控制芯片，控制芯片将信息通过ZigBee模块接力传输给中控计算机，并将信息显示在LED显示屏上，同时，能通过GPRS模块发送给手机，中控计算机接收到信号后由内置的专家系统根据不同作物的生长周期对各个环境参数的要求控制每个大棚内的各个设备的运行情况；其采集的信息是，空气、土壤、光照等信息，控制主要是对大棚的温湿度、土壤水分与营养成分、二氧化碳、光照等进行调控。
该装置的摄像头直接通过无线网连接到中控计算机，中控计算机将监控信号输出到监视器，便于人们进行监视，其他参数通过无线方式传递给LED屏幕进行监视。
扬声器和报警器，是附加功能，中控计算机位置的值班人员可以通过扬声器对大棚内工作人员下达指令，报警器用于对异常状况进行报警，以驱散非法入侵者。
手机终端，可以通过短信和无线上网方式访问中控计算机，用于监视各个大棚内的参数信息，对于出差在外地也可以实时了解大棚内的情况。
对于较大的基地现实情况，考虑到某些大棚与中控机位之间可能较远，采用ZigBee进行接力传输传递给中控计算机位。
该系统的感知执行点子系统每个大棚根据采样点可设置多个，中继控制子系统每个大棚1个；中控监视子系统只在基地办公室设置1个。
在大棚内设置多个采集点通过各种传感器采集大棚内空气、土壤、光照等信息，通过无线方式发送给大棚中继站，中继站之间通过接力传输传递给中控计算机，根据专家系统决策，返回控制大棚内各个受控设备用以调控空气温湿度、土壤水肥情况和光照，通过网络摄像头实时监控大棚内的情况，通过扬声器向大棚内工作人员下达指令，在人员外出出差时亦可通过手机实时了解大棚内的信息。
附图2示意性的给出了中控位置计算机软件操作界面，通过该软件可以选择特定大棚实时查看该大棚网络摄像头信息、大棚采集的环境参数和当前设备运行情况，另外还可以查看历史记录和相关参数历史曲线，以及设备的历史运行时间，并且，可以通过软件界面设置大棚的环境参数范围，也可以通过点击智能决策按钮通过专家系统或者点击受控控制按钮对大棚内的受控设备来进行自动和手工的控制，其次附加的功能也可以通过该界面实现。
Claims (8)
1.一种智能温室大棚物联网远程监控装置，其特征在于，该装置包括感知执行点子系统、中继控制子系统和中控监视子系统，每个子系统有多个模块组成，模块间、子系统间以不同的通信方式建立连接，实现监视和控制。
2.根据权利要求1所述的智能温室大棚物联网远程监控装置，其特征在于: 感知执行点子系统由信息采集模块、受控设备模块、控制芯片与无线收发模块、网络摄像头构成，其中信息采集模块由土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器、空气二氧化碳传感器、光照传感器、土壤PH值/电导率、土壤养分粒子/生物传感器、土壤墒情传感器构成，受控设备由加热器、加湿器、通风机、卷帘机、二氧化碳发生器、水肥一体化灌溉设备、补光灯构成。
3.根据权利要求1所述的智能温室大棚物联网远程监控装置，其特征在于：中继控制子系统由控制芯片与无线收发模块、LCD液晶显示模块、报警器、扬声器、ZigBee传输模块构成。
4.根据权利要求1所述的智能温室大棚物联网远程监控装置，其特征在于: 中控监视子系统由中控计算机、GPRS模块、ZigBee传输模块、LED显示屏构成、监视屏、手机终端构成。
5.根据权利要求2所述的智能温室大棚物联网远程监控装置，其特征在于：网络摄像头直接通过无线Wifi网连接到中控计算机，中控计算机将监控信号输出到监视器和LCD屏，便于人们进行监视。
6.根据权利要求3所述的智能温室大棚物联网远程监控装置，其特征在于: 扬声器和报警器通过无线通讯与中控计算机连接，值班人员可以通过扬声器对大棚内的工作人员下达指令，报警器用于对异常状况进行报警，以驱散非法入侵者。
7.根据权利要求4所述的智能温室大棚物联网远程监控装置，其特征在于：该终端可以通过短信和无线上网方式访问中控计算机，用于监视各个大棚内的参数信息，对于出差在外地也可以实时了解大棚内的情况。
8.根据权利要求1所述的智能温室大棚物联网远程监控装置，其特征在于：感知执行点子系统每个大棚根据需要可设置多个，中继控制子系统每个大棚1个；控监视子系统只在基地办公室设置1个。
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