CN203838542U - 集成感知装置及具有该装置的温湿度监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成感知装置，包括：温度传感器、湿度传感器、传感扩展接口、主控微处理器、通信模块、防水结构层、外壳、二维码、防护罩及反弹锁线圈；温度传感器、湿度传感器及传感扩展接口与主控微处理器连接；主控微处理器与通信模块连接；温度传感器、湿度传感器、传感扩展接口、主控微处理器及通信模块置于外壳内侧；本实用新型还提供了一种具有上述集成感知装置的温湿度监测系统，包括集成感知装置、云控制中心及智能手机，集成感知装置通过通信模块与云控制中心无线连接；云控制中心与智能手机无线连接。本实用新型网络接入可选性强、防水防尘耐用，悬挂简易方便，使得农业物联网应用人机结合，能为农业提供实时专家指导。

Description

集成感知装置及具有该装置的温湿度监测系统

技术领域

本实用新型涉及农业物联网领域，尤其涉及一种集成感知装置及具有该集成感知装置的温湿度监测系统。

背景技术

生产上，温度、湿度是设施大棚最重要的管理方面。物联网技术发展为高效获取温湿度数据提供了有效手段，但相关设施农业物联网产品存在如下方面问题：

（1）多面向农业生产基地和科技园区高端用户，购买及应用成本高；当前市面产品多以生产基地及科技园区企业为用户，动辄大几千上万元，相当于普通家庭农民半年甚至一年的收入，对于普通家庭农户而言，农村的弱质地位决定了农业用户对产品具有低成本预期，因此低成本购买、低成本应用才能适应这类中端用户所需。

（2）体系结构复杂，对用户知识能力要求高；当前农业物联网环境监测系统多由传感器、传感结点、传输网络、处理中心等等组成，各个部件连接以及布设操作程序多，而普通农民用户科技文化水平不高，需要进行结构简单化，一体化集成等改进，这样才能满足这部分用户群体需求。

（3）产品功能单一，无法提供丰富的深入服务；当前较多产品重监测、轻服务，只能基于数据库提供机械标准化的技术提示，无法根据现场实际情况提供丰富、深入、全面的生产指导，而农业生产问题影响因子多，个性化很强，标准技术无法解决个性化问题，实用性有待加强。

（4）数据传输方式单一，无法满足用户多种联网方式需求；当前农业物联网数据传输方式单一，或为GPRS无线传输，或为有线传输，缺乏应用越来越广的Wifi接入方式，入网可选性差。

（5）缺乏对蔬菜温室大棚高湿、有尘特点的考虑，产品使用寿命不长；农业设施大棚内小环境较为特殊，加之经常需要进行水肥管理，因此具有高温、高湿、有尘的特点，当前市面产品防潮防尘能力不强，使用寿命不长。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种低成本、一体化集成、结构简单、实用、多途径接入网络、防水防尘的设施蔬菜温室大棚温湿度监测的新装置，并能够利用智能手机以及云控制中心为集成传感装置应用提供数据、信息、电话语音咨询等云服务支持，使得农业物联网应用人机结合，为农业提供实时专家指导的温湿度监测。

（二）技术方案

本实用新型技术方案如下：

一种集成感知装置，包括：温度传感器、湿度传感器、主控微处理器、通信模块、二维码以及外壳；

温度传感器和湿度传感器与主控微处理器连接，用以采集温度和湿度信息并传输至主控微处理器；

主控微处理器与通信模块连接，用以接收温度传感器和湿度传感器传输来的温度湿度传感数据并进行数据类型的转换，并将转换后的数据及控制指令发送给所述通信模块；温度传感器、湿度传感器、传感扩展接口、主控微处理器及通信模块均设置于外壳内部。其中，作为一种优选，上述的外壳可以采用塑料外壳。

优选的，二维码设置于外壳表面，作为一种优选，上述的二维码可以利用丝印工艺印制于于外壳背部的表层。

优选的，外壳内部设置有防水结构层。

优选的，防水结构层为错位咬合结构，该防水结构层附着于集成感知装置的外壳与外壳内部的各电子元器件中间，这种错位咬合结构能够对水滴、凝结的露水和灰尘进行有效遮挡。

优选的，外壳外部设置有防护罩。

优选的，防护罩采用层叠结构，防护罩外部设置有塑料薄膜，以在最外层进行防尘和防潮。其中，该塑料薄膜可覆于上述的防护罩外部。

优选的，外壳顶端设置有反弹锁线圈用以通过拉伸绳索即可方便地调整集成感知装置的悬挂高度。

优选的，上述的集成感知装置还包括外部电源接口及内部电池，通过两种方式互补以稳定供电，以保障装置的正常运行，进行不间断工作。

优选的，上述的集成感知装置还包括传感扩展接口，该传感扩展接口与主控微处理器连接，用以将外接的温度传感器和/或湿度传感器接收到的温度和/或湿度信息传输给主控微处理器。

优选的，上述的集成感知装置还包括显示屏，用于显示所述主控微处理器处理后的数据，且该显示屏可以采用液晶显示屏，显示屏使得用户在现场也能直接获取监测数据信息。

优选的，上述的集成感知装置中的通信模块包括通过GSM通信网络实现数据传输的GPRS模块以及通过WLAN实现数据传输的wifi模块。

优选的，上述的集成感知装置还包括开关、上翻、下翻及功能设置按钮按键，便于用户对装置进行开启关闭以及功能设置调整操作。

本实用新型还提供了一种具有上述的集成感知装置的温湿度监测系统，包括：集成感知装置、云控制中心以及智能手机，集成感知装置通过通信模块与云控制中心无线连接用以采集温湿度信息并将该温湿度信息发送至云控制中心；云控制中心与智能手机无线连接用以接收和处理集成感知装置发送的数据并根据智能手机请求将结果数据反馈到智能手机，智能手机用以接收请求并将该请求发送至控制中心及显示云控制中心发送来的数据信息。

优选的，智能手机设置有扫描部件，所述智能手机与集成感知装置扫描连接，通过扫描集成感知装置上的二维码以下载相应的手机APP。

此外，该云控制中心包括虚拟服务器设备、Web服务器设备、数据服务器设备、语音服务器设备、语音工控机设备、语音坐席，从而使得该云控制中心能够根据智能手机请求，连接语音设备提供蔬菜专家语音咨询解答；语音坐席包括耳机和IP电话机。智能手机包括网络连接部件及显示部件，智能手机通过网络连接部件与云控制中心无线连接，并将云控制中心发送的数据信息通过显示部件进行显示，智能手机将用户电话咨询等请求发送到云控制中心，通过语音服务器及语音工控机，实现与语音呼叫中心连接，从而用户可以借助智能手机发送请求，连接语音设备最终得到蔬菜专家语音咨询解答。

（三）有益效果

本实用新型的技术方案提供了一种可以与外界设备实现无线通信并且兼具温湿度信息采集以及显示功能的集成感知装置。该装置网络接入可选性强、双层防护使用寿命长，悬挂简易方便，且具有该集成感知装置的温湿度监测系统中的智能手机通过扫描集成感知装置中的二维码即可实现相应APP的安装，从而获得专家生产咨询指导，操作简单，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型所述集成感知装置正面结构示意图；

图2为本实用新型所述集成感知装置背面结构透视图；

图3为本实用新型中防护罩的结构示意图；

图4为本实用新型所述蔬菜温室大棚温湿度监测新装置连接关系示意图。

附图中，各标号代表的部件列表如下：

1、反弹锁线圈；2、显示屏；3、控制按键；4、外部电源接口；5、湿度传感扩展接口；6、温度传感扩展接口；7、GPRS模块；8、Wifi模块；9、主控微处理器；10、防水结构层；11、丝印二维码；12、温度传感器；13、湿度传感器；14、防护罩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式做进一步描述。以下实施例仅用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的集成感知装置，包括：温度传感器、湿度传感器、传感扩展接口、主控微处理器、通信模块、防水结构层、外壳、二维码、防护罩及反弹锁线圈；温度传感器和湿度传感器通过传感扩展接口与主控微处理器连接，用以采集温度和湿度信息并传输至主控微处理器；主控微处理器与通信模块连接，用以接收温度传感器和湿度传感器传输来的温度湿度传感数据并进行处理，并将处理后的数据及控制指令发送给所述通信模块；温度传感器、湿度传感器、传感扩展接口、主控微处理器及通信模块均设置于外壳内部。

其中，作为一种优选的实施方式，如图1及图2所示，该集成感知装置可以包括1个温度传感器12、1个湿度传感器13、4个传感扩展接口、1个主微控制器9、1一个GPRS模块7、1个Wifi模块8、1层防水结构层10、1个反弹锁线圈1、1个丝印二维码11、1个防护罩14，此外还有集成感知装置的外壳，且作为一种优选，该采用塑料材质。

温度传感器12采用MEACON的MIK-PT铂电阻温度传感器，湿度传感器13采用冰尊HM150湿度传感器。

4个传感扩展接口中，2个为温度传感接口6，2个为湿度传感接口5。温度传感器12和湿度传感器13分别通过温度传感接口6和湿度传感接口5与主控微处理器9连接，用以采集温度和湿度信息并将该温度和湿度信息传输至主控微处理器9；

主控微处理器9采用ARM9泰科姆SBC6245AT91SAM9G45控制器，将接收到的温度传感器和湿度传感器传输来的温度湿度传感数据进行数据类型的转换，并将转换后数据及控制指令发送给与主控微处理器连接的通信模块并由该通信模块将数据传输到与通信模块连接的云处理中心。通信模块包括Wifi模块8、GPRS模块7；其中，Wifi模块8用于通过WLAN接入网络实现数据传输，GPRS模块7则通过GSM接入网络实现数据传输。通信模块所提供的GPRS、Wifi两种网络接入方式，可选性强，用户能根据自己网络条件选择连接，能降低应用成本；且Wifi连接方式的增加，使得Wifi资源丰富的用户在产品应用期间有效节省数据传输流量费用。

二维码11设置于外壳背部表面，该二维码采用丝印工艺，使得二维码图案持久附着于外壳表面。该二维码用于提供配套手机APP的自动下载安装地址。。

防水结构层10设置于外壳内部，置于外壳及外壳内部的各元器件中间，该防水结构层10采用错位咬合结构，用于对水滴、凝结的露水和灰尘进行有效遮挡。

如图3所示，防护罩14采用层叠结构设置于外壳四周，同时在该防护罩14外部增设塑料薄膜，用于在最外层进行防水和防尘。在需要进行现场读数时候，压缩该层叠防护罩14即可对装置显示的数据进行读取。防水结构层10以及防护罩14的双层防护结构设计，在通风的前提下，提供双层防潮防尘措施，既能保障温湿度监测精度，又能有效抵御设施蔬菜棚室内高湿有尘不良环境影响，能有效延长产品使用寿命。

反弹锁线圈1设置于外壳壁顶部，通过拉伸绳索就能将装置悬挂于最合适的高度，反弹锁线圈作为一种可控制反弹回缩的部件，用户直接通过拉伸绳索就能将装置悬挂在获取作物温湿度参数的最佳位置，悬挂方便。

此外，集成感知装置还设有外部电源接口及内部电池，通过两种方式互补以稳定供电，以保障装置的正常运行，进行不间断工作，并且该集成感知装置上设置有显示屏2，用于显示主控微处理器9处理后的数据，在本实施例中该显示屏2采用液晶显示屏，此液晶显示屏使得用户在现场也能直接获取监测数据信息，此外，该集成感知装置上设置有开关、上翻、下翻及功能设置按钮按键，便于用户对装置进行开启关闭以及功能设置调整操作。

本实用新型的集成感知装置将感知器件和控制处理器件进行了一体化集成，无需复杂连接，可即开启即应用，简单、灵活、易用。

如图4所示，本实用新型还提供了一种具有上述的集成感知装置的温湿度监测系统，包括：集成感知装置、云控制中心以及智能手机，集成感知装置通过通信模块与云控制中心无线连接用以采集温湿度信息并将该温湿度信息发送至云控制中心；云控制中心与智能手机无线连接用以接收和处理集成感知装置发送的数据并根据智能手机请求将结果数据反馈到智能手机，智能手机用以接收请求并将该请求发送至控制中心及显示云控制中心发送来的数据信息。

其中，云控制中心包括虚拟服务器设备、Web服务器设备、数据服务器设备、语音服务器设备、语音工控机设备、语音坐席，从而使得该云控制中心能够根据智能手机请求，连接语音设备提供蔬菜专家语音咨询解答；其中，语音坐席包括耳机和IP电话机。智能手机包括扫描部件、网络连接部件及显示部件，智能手机通过网络连接部件与云控制中心无线连接，并将云控制中心发送的数据信息通过显示部件进行显示，智能手机将比如用户电话咨询等请求发送到云控制中心，通过语音服务器及语音工控机，实现与语音呼叫中心连接，从而用户可以借助智能手机发送请求，连接语音设备最终得到蔬菜专家语音咨询解答。其中，智能手机中的扫描部件用于扫描外壳背部的丝印二维码11用以下载相应的手机APP，操作简单。该具有上述的集成感知装置的温湿度监测系统借助充分普及率高的手机及广覆盖的通信网络，节约了传输网络组网成本；其专注于普通温室大棚最主要的温湿度监测，较之当前多而全的设施环境监控系统，能节约建设成本；并且利用GPRS及Wifi多种接入方式，便于选择价格较低的方式进行数据传输，应用成本低。

此外，与云控制中心的连接，使得其功能实用性大大提高；利用云控制中心为集成传感装置应用提供数据、信息、电话语音咨询等云服务支持，丰富了集成传感装置的功能，尤其是电话语音咨询，使得农业物联网应用人机结合，为农业提供实时专家指导，大大提高了产品的实用性。

本实施例中温湿度监测装置的安装使用过程为：

（1）开启集成感知装置内接电源或连接外接电源，待装置自行启动。

（2）用智能手机扫描装置丝印二维码11，自动下载安装手机端配套APP，双击开启。

（3）在手机配套APP中设置SIM卡号、IP地址等参数，使得装置与云控制中心进行无线连接。连接成功后，显示功能界面，包括采集到的温湿度信息显示，专家咨询语音呼叫。

（4）设定完成后，将防护罩14罩上，将反弹锁线圈绳索1拉出，悬挂在监测场所，高度为离蔬菜生长点10厘米以内为宜。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的保护范畴。

Claims (10)

1.一种集成感知装置，其特征在于，包括：温度传感器、湿度传感器、主控微处理器、通信模块、二维码以及外壳； 

温度传感器和湿度传感器与所述主控微处理器连接，用以采集温度和湿度信息并传输至所述主控微处理器； 

主控微处理器与所述通信模块连接，用以接收所述温度传感器和湿度传感器传输来的温度湿度传感数据并进行数据类型的转换，并将转换后的数据及控制指令发送给所述通信模块；所述温度传感器、湿度传感器、传感扩展接口、主控微处理器及通信模块均位于所述外壳内侧。 

2.根据权利要求1所述的集成感知装置，其特征在于，所述二维码印制于所述外壳表面。 

3.根据权利要求1所述的集成感知装置，其特征在于，所述外壳内部设置有防水结构层。 

4.根据权利要求3所述的集成感知装置，其特征在于，所述防水结构层为错位咬合结构。 

5.根据权利要求1所述的集成感知装置，其特征在于，所述外壳外部设置有防护罩，所述防护罩采用层叠结构，所述防护罩外部设置有塑料薄膜。 

6.根据权利要求1所述的集成感知装置，其特征在于，所述外壳顶端设置有反弹锁线圈用以通过拉伸绳索调整所述集成感知装置的悬挂高度。 

7.根据权利要求1所述的集成感知装置，其特征在于，还包括外部电源接口、内部电池及传感扩展接口，所述传感扩展接口与所述主控微处理器连接，用以将外接的温度传感器和/或湿度传感器接收到的温度和/或湿度信息传输给主控微处理器。 

8.根据权利要求1所述的集成感知装置，其特征在于，所述通信模块包括通过GSM通信网络实现数据传输GPRS模块以及通过WLAN 实现数据传输的wifi模块。 

9.一种具有权利要求1所述的集成感知装置的温湿度监测系统，其特征在于，包括：所述集成感知装置、云控制中心以及智能手机，所述集成感知装置通过所述通信模块与所述云控制中心无线连接用以采集温湿度信息并将该温湿度信息发送至所述云控制中心；所述云控制中心与所述智能手机无线连接用以接收和处理所述集成感知装置发送的数据并根据所述智能手机请求将结果数据反馈到所述智能手机，所述智能手机用以接收请求并将该请求发送至所述控制中心及显示所述云控制中心发送来的数据信息。 

10.根据权利要求9所述的温湿度监测系统，其特征在于，所述智能手机设置有扫描部件，所述智能手机与所述集成感知装置扫描连接用以下载相应的手机APP。