CN204314657U - 一种远程监测温室环境温湿度、土壤温度和含水量的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种远程监测温室环境温湿度、土壤温度和含水量的装置，它包括：监测主电路板、监测主机上壳、监测主机的壳体、接发短信的手机一部。其中的监测主电路板包括：单片机数据处理单元、无线传输单元、LCD液晶显示单元、标准键盘单元、存储芯片、外部时钟芯片、复位电路、传感器接口电路、电源管理电路。本实用新型设计了通过手机远程监测环境温湿度传感器、土壤温度传感器及含水量传感器；通过手机远程设置环境温湿度、土壤温度及含水量的阈值；通过手机远程查询温室中的环境和土壤的信息；通过手机远程设置定时发送环境和土壤信息的短信的时间间隔。提高了工作人员的工作效率，能更好的监测大棚的环境数据。

Description

一种远程监测温室环境温湿度、土壤温度和含水量的装置

技术领域

本实用新型涉及一种应用于设施农业中，能够远程监控温室的环境温湿度、土壤温度和含水量的采集设备，更具体地说是一种远程监测温室环境温湿度、土壤温度和含水量的装置。

背景技术

设施农业是现代农业的显著标志，属于高投入高产出，资金、技术、劳动力密集型的产业，是传统农业逐步摆脱自然环境与土地资源束缚，走向现代农业工厂化、标准化生产的必由之路，也是农产品打破传统农业的季节性，实现农产品的反季节均衡上市，进一步满足多元化、多层次消费需求，增加农民收入的有效方法。传统农业大棚自动化程度极低，以温湿度为例，需人工读取温湿度数据，根据现有温湿度与额定温湿度进行比较判断，再通过人工采取升温、降温手段以保证棚内温湿度恒定。而农业传感器技术作为设施农业的主要技术，被广泛在温室应用中。通过将温室中的环境、土壤的数据信息进行采集，并在参数超标能及时的反馈给农民，以便采取相应的措施来控制温室的温室和土壤的信息。从而释放了大量的劳动力，提高了工作效率和精度，逐步提高了农业自动化的水平。

    在温室中，环境的温湿度、土壤的温度和含水量对植物的生长发育至关重要，也直接影响的作物的产量及农民的收益。基于传感器技术的环境土壤信息采集方法作为设施农业的重要技术目前已经广泛应用在大棚生产、温室中。由于该方法不受空间和时间的限制，即使遇到恶劣天气，也能正常工作。相比于传统农业有着无法比拟的优势。

目前，在设施农业中大部分的远程监控采集设备都是通过远程的PC对温室中的设备进行控制，也就是说需要温室的传感器将采集到的信息通过GPRS或者3G网络传送给远程的服务端。服务端对数据进行分析，分析后的数据直接展示用农户。而上述的方法过于庞大和复杂，需要服务器一直启动，并且总是需要工人一直在电脑附近进行监督。而且一旦服务器断电，就无从得知终端温室中的传感器采集到的信息。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是：克服了现有技术的不足，提供了一种可以通过手机远程监控温室的环境和土壤信息的设备。该设备通过手机可以设置环境温湿度、土壤温度和含水量的阈值；通过手机来设置定时获取环境和土壤信息的时间间隔；通过手机来设置新增用户或删除已有用户的手机号码；通过手机来查询当前的环境和土壤信息；通过LCD实现在温室内现场的数据实时显示；通过标准键盘来设置环境温湿度和土壤温度含水量的阈值；通过标准键盘来设置管理员的手机号。本实用新型所公开的采集器具有操作简单，安装便捷，采集准确，响应速度快，体积小，重量轻等特点。

为实现上述目的，本实用新型公开了如下的技术方案：

  一种远程监测温室环境温湿度、土壤温度和含水量的装置，其特征在于该装置包括：监测主电路板、监测主机外壳的上盖、监测主机的壳体、能够收发短信的手机一部；

所述的监测主电路板包括：单片机数据处理单元、无线传输单元、LCD液晶显示单元、标准键盘单元、存储芯片、外部时钟芯片、复位电路、传感器接口电路、电源管理电路；

所述的监测主机外壳的上盖包括：上盖2、上下盖固定孔11、液晶屏固定孔12、标准键盘固定孔13；上盖2设有LCD液晶显示屏窗口3、标准键盘窗口9,LCD液晶显示屏通过固定孔12固定在上盖上，标准键盘通过标准键盘固定孔13固定在上盖上；

所述的监测主机壳体包括：壳体1、电路板固定孔15、螺纹固定孔14、壳体固定孔16；壳体1通过4个壳体固定孔16与上盖2的上盖固定孔11通过螺钉连接固定，监测主电路板通过4个电路板固定孔15固定于壳体1，监测主电路板通过环境温湿度传感器固定孔4与环境温湿度传感器相连接，监测主电路板通过土壤温度传感器接口5与土壤温度传感器相连接，监测主电路板通过土壤含水量传感器接口6与土壤含水量传感器相连接，监测主电路板通过电源接口7与电源相连接，监测主电路板通过电源开关8可以打开和关闭电源，监控主电路板通过管脚引线分别与LCD液晶显示屏、标准键盘、GSM模块接口10相连接；所述的能够收发短信的手机：主要是通过GSM标准与监测主电路板上的无线传输单元GSM模块进行短信交互。

本实用新型所述的远程监测温室环境温湿度、土壤温度和含水量的装置，其特征在于装置通过螺纹固定孔14将其固定在金属架上。

本实用新型所述的远程监测温室环境温湿度、土壤温度和含水量的装置，其特征在于监测主电路板由STC89C52单片机及其外围电路构成。

 本实用新型公开的远程监测温室环境温湿度、土壤温度和含水量的装置与现有技术相比所具有的积极效果在于：

（1）本实用新型设计了通过手机可以远程监控环境温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器；通过手机可以远程设置环境温湿度、土壤温度、土壤含水量的阈值；通过手机可以远程查询温室中的环境和土壤的相关信息；通过手机可以远程新增或删除用户的手机号，通过手机可以远程设置定时发送环境和土壤信息参数的短信的时间间隔；

（2）本实用新型可以通过液晶显示屏显示当前的环境温湿度信息、土壤温度信息、土壤的含水量的信息；

（3）本实用新型可以通过键盘在本地设置环境温湿度的阈值、土壤温度的阈值、土壤含水量的阈值；也可以通过键盘来设置管理员的手机号码；可以通过键盘来校对时间；

（4）该设计整个装置具有体积小，重量轻，操作简单，安装简便，采集速度快等特点。

（5）本实用新型由于选用了功能、价格比较高的芯片，还具备价格低廉的优点。

附图说明

图1是远程监测温室的环境温湿度、土壤温度和含水量的设备的监测主机的外壳上盖结构示意图；

图2是远程监测温室的环境温湿度、土壤温度和含水量的设备的监测主机的外壳下盖结构示意图；

图3是远程监测温室的环境温湿度、土壤温度和含水量的设备的监测主机的外壳右视图；

图4是远程监测温室的环境温湿度、土壤温度和含水量的设备的监测主机的外壳左视图；

图5是远程监测温室的环境温湿度、土壤温度和含水量的设备的系统组成结构示意图；

图6为远程监测温室的环境温湿度、土壤温度和含水量的设备的结构示意图；

其中：

1：壳体                    2：上盖                   3：LCD液晶显示屏窗口

4：环境温湿度传感器接口    5：土壤温度传感器接口     6：土壤水分传感器接口

7：电源接口                8：电源开关               9：标准键盘窗口

10：GSM模块接口           11：上盖固定孔            12：LCD液晶固定孔

13：标准键盘固定孔        14：螺纹固定孔            15：监测主电路板的螺纹孔       

16 壳体固定孔。

具体实施方式

    以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述。需要强调的是，本实用新型的实施例是说明性的，而不是限定性的，不能以本实施例作为本实用新型的限定。

实施例1

参考图1-5，远程监测温室的环境温湿度、土壤温度和含水量的设备，它包括监测主机、监测主机壳体、上盖和能够收发短信的手机一部；

所述的监测主电路板包括：单片机数据处理单元、无线传输单元、LCD液晶显示单元、标准键盘单元、存储芯片、外部时钟芯片、复位电路、传感器接口电路、电源管理电路，其工作情况如下：首先整套设备上电后，会对无线传输单元、LCD显示屏、标准键盘、时钟芯片、存储芯片进行初始化。然后将传感器采集到的环境的温湿度、土壤的温度和含水量的信息参数通过A/D信号转换及调理电路输出数字信号，通过总线的方式与监测主板上的传感器接口电路相连并传送至单片机的引脚，通过单片机来接收并进行数据的处理，单片机控制程序把环境温湿度、土壤温度、土壤含水量数据与用户设置的阈值进行比较，如果超过阈值，就启动无线传输单元发送短信给用户提示，然后将环境和土壤的信息数据通过引脚传送给LCD液晶显示屏进行显示。用户可以通过标准键盘可以输入环境温湿度、土壤温度、含水量的阈值，及管理员的手机号码，这些信息会通过键盘电路传送给单片机，单片机会将这些信息存储到存储芯片中，当采集到环境和土壤信息的时候，进行对比判断，然后启动是否要发送短信。电源管理电路负责为整个监测主机供电，复位电路用于系统重启和复位。

所述的监测主机外壳的上盖包括：上盖2、上下盖固定孔11、液晶屏固定孔12、标准键盘固定孔13；上盖2设有LCD液晶显示屏窗口3、标准键盘窗口9，LCD液晶显示屏通过固定孔,12固定在上盖上，标准键盘通过标准键盘固定孔13固定在上盖上。

所述的监测主机壳体包括：壳体1、螺丝固定孔14、电路板固定孔15、壳体固定孔16；壳体1通过4个壳体固定孔16与上盖2连接固定，监测主电路板通过4个电路板固定孔15固定于壳体1，监测主电路板通过环境温湿度传感器固定孔4与环境温湿度传感器相连接，监测主电路板通过土壤温度传感器接口5与土壤温度传感器相连接，监测主电路板通过土壤含水量传感器接口6与土壤含水量传感器相连接，监测主电路板通过电源接口7与电源相连接，监测主电路板通过电源开关8可以打开和关闭电源，监测主电路板通过GSM模块接口10与无线传输单元(GSM)相连接，监控主电路板通过管脚引线分别与LCD液晶显示屏、标准键盘、GSM模块接口10相连接。该设备使用时可以通过壳体固定孔14将其固定在金属架上。

所述的能够收发短信的手机，是指能够通过GSM标准与监测主电路板上的GSM模块进行短信交互。

图1示出了本实用新型监测主机上盖设计情况。由图可见，所述的上盖2设有LCD液晶显示屏3窗口、标准键盘窗口9、LCD液晶显示屏的固定孔12、标准键盘的固定孔13、上盖的固定孔11。

 图2示出了本实用新型监测主机壳体设计情况。由图可见，所述的壳体1通过4个壳体固定孔16与上盖2的4个固定孔11通过螺钉固定；监测主电路板通过4个电路板固定孔15固定于壳体；监测主电路板通过环境温湿度传感器固定孔4与环境温湿度传感器相连接，监测主电路板通过土壤温度传感器接口5与土壤温度传感器相连接，监测主电路板通过土壤含水量传感器接口6与土壤含水量传感器相连接，监测主电路板通过电源接口7与电源相连接，监测主电路板通过电源开关8可以打开和关闭电源，射频天线通过GSM模块接口10与无线传输单元(GSM)相连接。监控主电路板通过管脚引线分别与LCD液晶显示屏、标准键盘、GSM模块接口相连接。

    图3示出了本实用新型监测主机上盖右侧设计情况。由图可见，射频天线通过GSM模块接口10与GSM模块相连接。

    图4示出了本实用新型监测主机上盖左侧设计情况。

    系统使用市电进行供电，将市电通过电源线固定孔7引入监测主机当中，并与主电路板连接。

    所述的无线数传模块采用的是基于GSM模块，该模块通过SMS短信息方式与手机用户进行数据交换，并通过RS232串口方式与主电路板连接，进行数据交互。

    监测电路板由单片机数据处理单元、无线传输单元、LCD液晶显示单元、标准键盘单元、存储芯片、外部时钟芯片、复位电路、传感器接口电路、电源管理电路组成，作为整个系统的控制核心，它控制各部分电路完成指令接收，传感器数据的读取、转换、显示和无线数据发送、接收等总体任务。

实施例2

   本实用新型设计了LCD液晶显示单元可以用来显示环境和土壤的相关信息；设计了标准键盘单元用来设置温湿度信息的阈值及设置管理员的手机号码；设计了连接环境和土壤传感器的接口，以使仪器可以同时采集、计算和显示环境的温度、湿度和土壤的温度和含水量；设计了通过手机来设置环境温湿度阈值、土壤温度和含水量的阈值，通过手机来查询当前环境和土壤的信息，通过手机来新增或删除其他用户的手机号码，通过手机来设置定时发送短信的时间间隔。采用所述的远程监测温室的环境温湿度、土壤温度和含水量的设备观测黄瓜的生长情况，将监测主机与放置在温室大棚的任意位置，打开电源开关，等待系统工作稳定后通过LCD屏幕观测采集数据，也可以通过手机来监测查看环境和土壤的数据信息。

实施例3

     采用所述的远程监测温室的环境温湿度、土壤温度和含水量的设备观测草莓的生长情况。

方法：

1、首先将被设备放置于大鹏的任意位置，为了更准备的监测大鹏内温室的情况，可以放置在大棚的中间位置。本实用新型设计了螺纹固定孔，可以打通孔将本设备固定在金属架子上。然后接入通过电源模块接入市电，打开电源开关就可以工作。

2、通过标准键盘输入当前的时间信息，输入温湿度、含水量的阈值

3、通过键盘输入管理员的手机号码

4、管理员通过手机发送短息，设置发送环境和土壤温湿度的信息的时间间隔。

5、管理员也可以增加或者删除其他用户的手机号码

以上设置完毕后，设备就会正常的工作。

结果：

1、当大棚内的环境和温湿度超过设定的阈值时，会发送短信给管理员和其他用户用于提示；

2、当发送短信的时间间隔到达时，管理员和其他用户可以收到含有环境温湿度和土壤温度、土壤含水量的短信。

3、管理员可以不到大棚的现场，在任何时间和地点通过短信来设置环境温湿度、土壤温度和土壤含水量的阈值。

4、管理员可以不到大棚的现场，在任何时间和地点通过短信来查询当前的环境和土壤的信息。

5、管理员可以在任意时间和地点设置发送含有环境和土壤信息的短信的发送时间间隔。

6、管理员可以在任意时间和地点查看目前有多少用户在监听环境和土壤的温湿度信息。

7、管理员可以在任意时间和地点来新增和删除监听环境和土壤的温湿度信息的用户手机号码。

通过以上的实施步骤，摆脱了传统农业大棚中必须有工人在现场不断的监测大棚的温湿度等信息；而目前设施农业中大部分的远程监控采集设备都是通过远程的PC对温室中的设备进行控制，也就是说需要温室的传感器将采集到的信息通过GPRS或者3G网络传送给远程的服务端。服务端对数据进行分析，分析后的数据直接展示用农户。而上述的方法过于庞大和复杂，需要服务器一直启动，并且总是需要工人一直在电脑附近进行监督。而且一旦服务器断电，就无从得知终端温室中的传感器采集到的信息。本设计中只要用户通过GSM标准来收发短信，就可以起到远程监测的效果，使用简单，快捷。

Claims (3)

1.一种远程监测温室环境温湿度、土壤温度和含水量的装置，其特征在于该装置包括：监测主电路板、监测主机外壳的上盖、监测主机的壳体、能够收发短信的手机一部；

所述的监测主电路板包括：单片机数据处理单元、无线传输单元、LCD液晶显示单元、标准键盘单元、存储芯片、外部时钟芯片、复位电路、传感器接口电路、电源管理电路；

所述的监测主机外壳的上盖包括：上盖（2）、上下盖固定孔（11）、液晶屏固定孔（12）、标准键盘固定孔（13）；上盖（2）设有LCD液晶显示屏窗口（3）、标准键盘窗口（9）,LCD液晶显示屏通过固定孔（12）固定在上盖上，标准键盘通过标准键盘固定孔（13）固定在上盖上；

所述的监测主机壳体包括：壳体（1）、电路板固定孔（15）、螺纹固定孔（14）、壳体固定孔（16）；壳体（1）通过4个壳体固定孔（16）与上盖（2）的上盖固定孔（11）通过螺钉连接固定，监测主电路板通过4个电路板固定孔（15）固定于壳体（1），监测主电路板通过环境温湿度传感器固定孔（4）与环境温湿度传感器相连接，监测主电路板通过土壤温度传感器接口（5）与土壤温度传感器相连接，监测主电路板通过土壤含水量传感器接口（6）与土壤含水量传感器相连接，监测主电路板通过电源接口（7）与电源相连接，监测主电路板通过电源开关（8）可以打开和关闭电源，监控主电路板通过管脚引线分别与LCD液晶显示屏、标准键盘、GSM模块接口（10）相连接；

所述的能够收发短信的手机：主要是通过GSM标准与监测主电路板上的无线传输单元GSM模块进行短信交互。

2.根据权利要求1所述的远程监测温室环境温湿度、土壤温度和含水量的装置，其特征在于装置通过螺纹固定孔（14）将其固定在金属架上。

3.根据权利要求1所述的远程监测温室环境温湿度、土壤温度和含水量的装置，其特征在于监测主电路板由STC89C52单片机及其外围电路构成。