CN203799236U - 嵌入式Zigbee监控节点及温室因子监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种嵌入式Zigbee监控节点及温室因子监控系统，该系统包括：至少1个下位机；每个下位机包括嵌入式Zigbee监控节点；嵌入式Zigbee监控节点包括：环境因子采集器采集监控区域内的各项环境因子；MCU与环境因子采集器相连，控制处理各项环境因子；Zigbee无线通信模块与MCU相连，发送各项环境因子；Zigbee网关与下位机通过Zigbee无线通信模块通信相连，转发各项环境因子；上位机通过以太网与Zigbee网关通信相连，接收各项环境因子集中控制监控区域的环境状况。本实用新型可以综合分析温室内的温度、湿度、二氧化碳、光照等环境因素对作物生长所产生的影响，科学、合理的设置各个因素取值，为作物生长创造了最佳生长环境，避免了过度浪费资源以及污染环境的问题。

Description

嵌入式Zigbee监控节点及温室因子监控系统

技术领域

本实用新型属于电子通信技术领域，涉及一种温室因子监控系统，特别是涉及一种嵌入式Zigbee监控节点及温室因子监控系统。

背景技术

淮安是江苏省重要的蔬菜种植基地，种植面积相对稳定，全市蔬菜种植面积140万亩，其中设施蔬菜面积32万亩，水生蔬菜33万亩，露地蔬菜75万亩，生产的疏菜、水产品和畜产品不仅满足全市500万人的需要，还大批销往外地和出口。淮安理所当然地成为上海、南京等许多大中城市的“菜园子”。

传统的农业作业靠大量使用化肥、农药，过量消耗水源来提高农业产量，已经造成水土流失、生态环境恶化、生物多样性损失等不良影响。因此，上述问题已成为阻碍当前农业发展的重大问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种嵌入式Zigbee监控节点及温室因子监控系统，用于解决传统农业作业中资源浪费过重以及环境污染大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种嵌入式Zigbee监控节点，所述嵌入式Zigbee监控节点包括：环境因子采集器，采集监控区域内的各项环境因子；MCU，与所述环境因子采集器相连，控制处理所述各项环境因子；Zigbee无线通信模块，与所述MCU相连，发送所述各项环境因子。

优选地，所述嵌入式Zigbee监控节点还包括：输入模块，与所述MCU相连，输入监控区域参数设置；显示模块，与所述MCU相连，显示监控区域的各项环境因子；Wifi通信模块，与所述MCU相连，发送所述各项环境因子；输出模块，与所述MCU相连，输出控制信号给监控区域中对应的控制设备。

优选地，所述环境因子采集器包括温度传感器、二氧化碳浓度传感器、光强传感器、或/和土壤含水传感器。

优选地，所述MCU为ARM、CPU、单片机、或DSP。

优选地，所述显示模块为串行LCD液晶显示器。

本实用新型还提供一种温室因子监控系统，所述温室因子监控系统包括：至少1个下位机；每个下位机包括嵌入式Zigbee监控节点；所述嵌入式Zigbee监控节点包括：环境因子采集器，MCU，Zigbee无线通信模块；所述环境因子采集器采集监控区域内的各项环境因子；所述MCU与所述环境因子采集器相连，控制处理所述各项环境因子；所述Zigbee无线通信模块与所述MCU相连，发送所述各项环境因子；Zigbee网关，与所述下位机通过Zigbee无线通信模块通信相连，转发所述各项环境因子；上位机，通过以太网与所述Zigbee网关通信相连，接收所述各项环境因子集中控制监控区域的环境状况。

优选地，所述上位机包括至少1个PC机。

优选地，所述嵌入式Zigbee监控节点还包括：输入模块，与所述MCU相连，输入监控区域参数设置；显示模块，与所述MCU相连，显示监控区域的各项环境因子；Wifi通信模块，与所述MCU相连，发送所述各项环境因子；输出模块，与所述MCU相连，输出控制信号给监控区域中对应的控制设备。

优选地，所述环境因子采集器包括温度传感器、二氧化碳浓度传感器、光强传感器、或/和土壤含水传感器。

优选地，所述MCU为ARM、CPU、单片机、或DSP；所述显示模块为串行LCD液晶显示器。

如上所述，本实用新型所述的嵌入式Zigbee监控节点及温室因子监控系统，具有以下有益效果：

本实用新型可以应用在蔬菜种植基地中，采集各个温室内的各项环境因子，例如通过传感器采集当前温室内的温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等信息，并对温度、湿度进行控制；通过LCD液晶显示器显示通过传感器采集而来的环境信息数据；通过键盘对嵌入式Zigbee监控节点进行现场参数设置；通过Zigbee无线通信模块维持与上位机的通信，包括把采集到的数据和控制信息上传至上位机，综合分析温室内的温度、湿度、二氧化碳、光照等环境因素对作物生长所产生的影响，科学、合理的设置各个因素取值，为作物生长创造了最佳生长环境，避免了过度浪费资源以及污染环境的问题。

附图说明

图1为本实用新型所述的嵌入式Zigbee监控节点的结构示意图。

图2为本实用新型所述的温室因子监控系统的结构示意图。

元件标号说明

100      嵌入式Zigbee监控节点

110      环境因子采集器

111      温度传感器

112      二氧化碳浓度传感器

113      光强传感器

114      湿度传感器

115      土壤含水传感器

120      MCU

130      Zigbee无线通信模块

140      输入模块

150      显示模块

160      Wifi通信模块

170      输出模块

200      Zigbee网关

300      上位机

400      下位机

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例

本实施例提供一种嵌入式Zigbee监控节点，如图1所示，所述嵌入式Zigbee监控节点100包括：环境因子采集器110，MCU120，Zigbee无线通信模块130，输入模块140，显示模块150，Wifi通信模块160，输出模块170。

所述环境因子采集器110采集监控区域内的各项环境因子。进一步，所述环境因子采集器110包括温度传感器111、二氧化碳浓度传感器112、光强传感器113、湿度传感器114、或/和土壤含水传感器115。

所述MCU120与所述环境因子采集器110相连，控制处理所述各项环境因子。进一步，所述MCU120可以为ARM、CPU、单片机、或DSP。

所述Zigbee无线通信模块130与所述MCU120相连，发送所述各项环境因子。

所述输入模块140与所述MCU120相连，输入监控区域参数设置。

所述显示模块150与所述MCU120相连，显示监控区域的各项环境因子。进一步，所述显示模块150为串行LCD液晶显示器。

所述Wifi通信模块160与所述MCU120相连，发送所述各项环境因子。

所述输出模块170与所述MCU120相连，输出控制信号给监控区域中对应的控制设备。

本实施例还提供一种温室因子监控系统，如图2所示，所述温室因子监控系统包括至少1个下位机400，Zigbee网关200，上位机300。所述Zigbee网关200与所述下位机100通过Zigbee协议无效通信相连，所述Zigbee网关200与所述上位机300通过以太网通信相连。

每个下位机400均包括有嵌入式Zigbee监控节点100；所述嵌入式Zigbee监控节点100包括环境因子采集器110，MCU120，Zigbee无线通信模块130，输入模块140，显示模块150，Wifi通信模块160，输出模块170。所述环境因子采集器110采集监控区域内的各项环境因子。进一步，所述环境因子采集器110包括温度传感器111、二氧化碳浓度传感器112、光强传感器113、或/和土壤含水传感器114。所述MCU120与所述环境因子采集器110相连，控制处理所述各项环境因子。进一步，所述MCU120可以为ARM、CPU、单片机、或DSP。所述Zigbee无线通信模块130与所述MCU120相连，发送所述各项环境因子。述输入模块140与所述MCU120相连，输入监控区域参数设置。所述显示模块150与所述MCU120相连，显示监控区域的各项环境因子。进一步，所述显示模块150为串行LCD液晶显示器。所述Wifi通信模块160与所述MCU120相连，发送所述各项环境因子。所述输出模块170与所述MCU120相连，输出控制信号给监控区域中对应的控制设备。

所述Zigbee网关200与所述下位机400通过Zigbee无线通信模块通信相连，转发所述各项环境因子。

所述上位机300通过以太网与所述Zigbee网关400通信相连，接收所述各项环境因子集中控制监控区域的环境状况。所述上位机300包括至少1个PC机。

上位机通过TCP/IP方式与Zigbee网关通讯，接收下位机传送的采集数据(即各项环境因子)，并向下位机发送控制命令。上位机还可以对接收数据进行显示、解码并保存至数据库。上位机还可以对历史数据进行分析处理，更新控制命令。上位机还可以提供历史数据查看服务，并显示历史曲线等。

本实用新型可以应用在蔬菜种植基地中，如：将下位机分散于蔬菜种植基地各个温室内，采集各个温室内的各项环境因子。例如通过传感器采集当前温室内的温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等信息，并对温度、湿度进行控制；在LCD液晶显示器上可以显示通过传感器采集而来的环境信息数据；通过键盘对嵌入式Zigbee监控节点进行现场参数设置；通过Zigbee无线通信模块维持与上位机的通信，包括把采集到的数据和控制信息上传至上位机、接收上位机发送的控制命令。

本实用新型采用Zigbbee无线通信方式来实现上位机与下位机之间的通信。选择Zigbee无线通信方式的理由包括：Zigbee技术是一种近距离无线传感器网络技术，其特点是低功耗、低成本、高可靠性。与传统基于RS-232或RS-485总线结构的网络相比，ZigBee无线通信集监测、控制以及无线通信于一体，具有组网方便、网络拓扑结构可动态配置、适应能力强、网络基础设施投入费用少，通信频段免费等突出特点。同一地区的多个温室占地面积一般不会很大，十分适合采用ZigBee无线通信方式。

因此，本实用新型所述的嵌入式Zigbee监控节点和温室因子监控系统为监控技术领域提供了一种简单有效的监控方式。当本实用新型应用在种植管理方面时，其采用的先进的无线传感网技术、无线通信技术、计算机技术，实现了从传统人工种植向智能种植的转变，提高了温室栽培管理水平，提高了作物产量，增加了种植户的收入。后台监控中心(上位机)可以综合分析温室内的温度、湿度、二氧化碳、光照等环境因素对作物生长所产生的影响，科学、合理的设置各个因素取值，为作物生长创造了最佳生长环境。本实用新型的研发和推广，可以提高农业信息化水平，为建设较高水平的智能农业基地起了示范作用，为更好地服务于淮安地方经济发展奠定了坚实基础。

本实用新型可以作为基于无线传感网的蔬菜种植基地数字化监控平台，可以采用十分先进的温室结构和环境因子调控等计算机控制系统，还可以配备幕帘、天窗及遮阳网，可以根据光线强度的不同自动调节和移动。温室内还可以采用现代化的二氧化碳制备、滴灌、喷灌、施肥、喷药、通风、LED补光系统，通过现场监控设备(即嵌入式Zigbee监控节点)与监控室内的中心计算机(上位机)间通信，实现智能调节温室内的环境状况，使作物处于最佳生长状态。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种嵌入式Zigbee监控节点，其特征在于，所述嵌入式Zigbee监控节点包括： 

环境因子采集器，采集监控区域内的各项环境因子； 

MCU，与所述环境因子采集器相连，控制处理所述各项环境因子； 

Zigbee无线通信模块，与所述MCU相连，发送所述各项环境因子； 

输入模块，与所述MCU相连，输入监控区域参数设置； 

显示模块，与所述MCU相连，显示监控区域的各项环境因子；所述显示模块为串行LCD液晶显示器； 

Wifi通信模块，与所述MCU相连，发送所述各项环境因子； 

输出模块，与所述MCU相连，输出控制信号给监控区域中对应的控制设备。 

2.根据权利要求1所述的嵌入式Zigbee监控节点，其特征在于：所述环境因子采集器包括温度传感器、二氧化碳浓度传感器、光强传感器、或/和土壤含水传感器。 

3.根据权利要求1所述的嵌入式Zigbee监控节点，其特征在于：所述MCU为ARM、CPU、单片机、或DSP。 

4.一种温室因子监控系统，其特征在于，所述温室因子监控系统包括： 

至少1个下位机；每个下位机包括嵌入式Zigbee监控节点；所述嵌入式Zigbee监控节点包括：环境因子采集器，MCU，Zigbee无线通信模块；所述环境因子采集器采集监控区域内的各项环境因子；所述MCU与所述环境因子采集器相连，控制处理所述各项环境因子；所述Zigbee无线通信模块与所述MCU相连，发送所述各项环境因子；所述嵌入式Zigbee监控节点还包括：输入模块，显示模块，Wifi通信模块，输出模块；所述输入模块与所述MCU相连，输入监控区域参数设置；所述显示模块与所述MCU相连，显示监控区域的各项环境因子；所述Wifi通信模块与所述MCU相连，发送所述各项环境因子；所述输出模块与所述MCU相连，输出控制信号给监控区域中对应的控制设备； 

Zigbee网关，与所述下位机通过Zigbee无线通信模块通信相连，转发所述各项环境因子； 

上位机，通过以太网与所述Zigbee网关通信相连，接收所述各项环境因子集中控制监控区域的环境状况。 

5.根据权利要求4所述的温室因子监控系统，其特征在于：所述上位机包括至少1个PC机。 

6.根据权利要求4所述的温室因子监控系统，其特征在于：所述环境因子采集器包括温度传感器、二氧化碳浓度传感器、光强传感器、或/和土壤含水传感器。 

7.根据权利要求4所述的温室因子监控系统，其特征在于：所述MCU为ARM、CPU、单片机、或DSP；所述显示模块为串行LCD液晶显示器。