CN204515568U - 一种基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统，包括在每一个大棚中均设有第一控制器，第一控制器的数据输入端分别与土壤温湿度传感器模块、光照度传感器模块、CO₂浓度传感器模块及空气温湿度传感器模块的输出端相连，还包括收发器模块，收发器模块与第一控制器双向连接，收发器模块与内网服务器相连，通过收发器模块接收的第一控制器采集的空气温湿度模块、光照度传感器模块、CO₂浓度模块及土壤温湿度模块的第一数据信息发送到内网服务器，内网服务器与外网服务器双向连接，用户通过手机客户端连接外网服务器查看第一数据信息。本实用新型能够对大棚内的蔬菜进行实时监控，获取准确的数据。

Description

一种基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种大棚蔬菜种植及运输车蔬菜监控系统，特别是涉及一种基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统。

背景技术

蔬菜在人们日常生活中必不可少，蔬菜的产量和营养结构和其生长环境密切相关，对蔬菜的生长环境进行监控，可以提高产量，进行科学培育，改善蔬菜的营养结构。另一方面，食品安全是关系人民群众身体健康和生命安全、经济健康发展、国家安定和社会发展与稳定的重大问题。2008年“三鹿事件”发生后，整个社会对食品安全问题日趋关注，国家对食品安全的重视程度达到了前所未有的高度。要保证食品安全，非常重要的一个环节是食品原料的来源和质量能够得到保证，其次是食品在加工和运输过程中的安全得到保证。因此对蔬菜的生产和运输进行监控是让人们吃上放心食品的重要基础工作。

现代化温室技术主要针对温度、湿度、光照强度等要素进行调节，以保证农作物的健康生长。近年来，我国在温室和环境控制等工程配套设施、温室专用品种选育、高产栽培和优质安全生产技术等方面均取得了显著成果，温室及环境调控技术与配套设施方面得到了很大发展。但由于缺乏配套技术与设备，环境控制能力低，抵御自然灾害的能力差，技术含量低，生产潜力有限。有较强环境调控能力、可实现全年生产的大型现代化温室的面积所占比例还很小。要依靠进口温室设备一次性投资大、生产成本高以及对操作人员的素质要求也高。总体上温室环境控制仍处在不断发展之中，还有许多工作有待改进。

目前市场上出现的，多是单因子控制器，比如温度控制器、湿度控制器、温湿度控制器或CO2控制器等，基于无线传感技术的集成远程监控系统更是少见，也有一些国内的大公司生产智能温室监控系统或控制器，但一般价格昂贵。因此，开发低价位、低成本、实用型的智能蔬菜种植监控系统己迫在眉睫，对于促进蔬菜的增产、增收，改善蔬菜的营养结构，实现蔬菜种植专家系统，实时掌握蔬菜的运输过程，推进我国农业智能化进程具有极为重要的意义。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统，包括在每一个大棚中均设有第一控制器，所述第一控制器的数据输入端分别与土壤温湿度传感器模块、光照度传感器模块、CO₂浓度传感器模块及空气温湿度传感器模块的输出端相连，还包括收发器模块，所述收发器模块与所述第一控制器双向连接，所述收发器模块与内网服务器相连，通过所述收发器模块接收的所述第一控制器采集的所述空气温湿度传感器模块、光照度传感器模块、CO₂浓度传感器模块及土壤温湿度传感器模块的第一数据信息发送到内网服务器，所述内网服务器与外网服务器双向连接，用户通过手机客户端连接外网服务器查看所述第一数据信息。第一控制器将采集的土壤温湿度传感器模块的温湿度数据、光照度传感器模块的光照强度数据、CO₂浓度传感器模块的CO₂浓度数据及空气温湿度传感器模块的空气的温湿度数据通过收发器模块发送到内网服务器，内网服务器发送到外网服务器，用户通过手机客户端实时查看外网服务器保存的大棚内蔬菜的温湿度数据、光照强度数据、CO₂浓度数据及空气的温湿度数据，不要需要实地的查看大棚内蔬菜的情况，就能得到大棚内蔬菜的各项指标。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括控制模块，所述控制模块包括电灯控制模块，所述电灯控制模块包括电灯，所述电灯的一端与电源地相连，所述电灯的另一端与第一继电器的输出回路的一端相连，所述第一继电器的输出回路的另一端与第一电源相连，所述第一继电器的输入回路的一端与第二电源相连，所述第一继电器的输入回路的另一端与第一三极管的发射极相连，所述第一三极管的集电极与第一限流电阻串联后与电源地相连，所述第一三极管的基极与第一控制器的照明控制端相连，当第一控制器采集的光照度传感器模块的数据信息小于设定的阀值，第一控制器输出电灯驱动信号，电灯点亮。当第一控制器采集的光照度传感器模块的数据信息小于设定的阀值，电灯点亮；或者利用手机客户端手动调节使电灯点亮。

在本实施方式中，所述控制模块还包括舵机控制模块，所述舵机控制模块包括电机，所述电机的一端与电源地相连，所述电机的另一端与第二继电器的输出回路的一端相连，所述第二继电器的输出回路的另一端与第三电源相连，所述第二继电器的输入回路的一端与第四电源相连，所述第二继电器的输入回路的另一端与第二三极管的发射极相连，所述第二三极管的集电极与第二限流电阻串联后与电源地相连，所述第二三极管的基极与第一控制器的电机控制端相连，当第一控制器采集的光照度传感器模块的数据信息小于设定的阀值，第一控制器输出电机驱动信号，电机工作带动窗帘轮轴转动。当第一控制器采集的光照度传感器模块的数据信息小于设定的阀值，电机工作带动窗帘轮轴转动，使窗帘不挡住太阳光线；如果第一控制器采集的光照度传感器模块的数据信息仍小于设定的阀值，电灯点亮。或者利用手机客户端手动调节使电灯点亮和/或电机工作。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括运输车监控系统，所述运输车监控系统包括第二控制器，所述第二控制器的数据输入端分别与空气温湿度传感器模块、光照度传感器模块及CO₂浓度传感器模块的输出端相连，还包括发送模块及GPS模块，所述GPS模块的位置信号输出端与所述第二控制器的位置信号输入端相连，所述GPS模块用于获取当前运输车的位置；所述发送模块的信息数据输入端与所述第二控制器的信息数据输出端相连，所述发送模块用于发送所述第二控制器采集的所述空气温湿度传感器模块、光照度传感器模块及CO₂浓度传感器模块的第二数据信息及运输车的位置信息到外网服务器，用户通过手机客户端查看所述第二数据信息及运输车的位置信息。第二控制器将采集的光照度传感器模块的光照强度数据、CO₂浓度传感器模块的CO₂浓度数据、空气温湿度传感器模块的空气的温湿度数据及运输车的位置信息通过发送模块发送到外网服务器，用户通过手机客户端实时查看外网服务器保存的运输车中蔬菜的温湿度数据、光照强度数据、CO₂浓度数据、空气的温湿度数据及运输车的实时位置，实时监控运输车内蔬菜的情况及运输车位置。

在本实用新型的一种更加优选实施方式中，所述第二控制器的型号为STC12C5260S2单片机。

在本实用新型的一种更加优选实施方式中，所述发送模块为SIM300。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述光照度传感器模块包括光敏电阻，所述光敏电阻的一端分别与第二十电阻的一端、第一控制器的光照信号采集端及三极管的基极相连，所述第二十电阻的另一端与第十八电阻的一端及滑动端相连，所述第十八电阻的另一端及三极管的集电极分别与第五电源相连，所述三极管的发射极与LED的一端相连，所述LED的另一端及光敏电阻的另一端分别与电源地相连。当有光照时，光敏电阻电阻减小，电流增大，这时，三极管导通，LED灯的亮度也会增强，表明光照加强；反之，太阳光线减弱。

在本实用新型的一种更加优选实施方式中，所述收发器模块为zigBee。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述第一控制器的型号为CC2530单片机。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：能够实时的监控大棚内蔬菜的情况，以及在运输过程中运输车内蔬菜的情况和运输车的位置。

附图说明

图1是本实用新型系统框架结构示意图。

图2是本实用新型大棚监控框架结构示意图。

图3是本实用新型运输车监控框架结构示意图。

图4是本实用新型光照度传感器模块结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型提供了一种基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统，如图1和图2所示，包括在每一个大棚中均设有第一控制器，在本实施方式中，第一控制器的型号为CC2530单片机。第一控制器的数据输入端分别与土壤温湿度传感器模块、光照度传感器模块、CO₂浓度传感器模块及空气温湿度传感器模块的输出端相连，还包括收发器模块，在本实施方式中，收发器模块为zigBee。收发器模块与第一控制器双向连接，收发器模块与内网服务器相连，通过收发器模块接收的第一控制器采集的空气温湿度模块、光照度模块、CO₂浓度模块及土壤温湿度模块的第一数据信息发送到内网服务器，内网服务器与外网服务器双向连接，用户通过手机客户端连接外网服务器查看第一数据信息。

在本实施方式中，温湿度传感器模块有3个引脚，分别是VCC(5V)、GND、DATA，VCC和GND分别接5v电源和地，DATA为传感器数据位接CC2530单片机的P0_6引脚；CO₂浓度传感器模块有4个引脚，只有+5V、GND、VOUT这三个引脚有用，前两个引脚分别接单片机的VCC、GND，VOUT引脚接CC2530单片机的P0_0口；土壤温湿度传感器模块采用的I2C来采集土壤的温湿度的，土壤温湿度传感器模块有4根线，红色线接电源正极，绿色线接电源负极，蓝色线是数据位，黄色线是时序位，数据位和时序位这两根线分别接CC2530单片机的P1_6和P1_0引脚。

在本系统中，该基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统还包括摄像模块，摄像模块的摄像输出端与第一控制器的摄像输入端相连，摄像模块用于拍摄大棚内的蔬菜，最终显示在手机客户端上进行预览。

在本实施方式中，基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统还包括控制模块，控制模块包括电灯控制模块及舵机控制模块，电灯控制模块包括电灯，电机的一端与电源地相连，电灯的另一端与第一继电器的输出回路的一端相连，第一继电器的输出回路的另一端与第一电源相连，第一继电器的输入回路的一端与第二电源相连，第一继电器的输入回路的另一端与第一三极管的发射极相连，第一三极管的集电极与第一限流电阻串联后与电源地相连，第一三极管的基极与第一控制器的照明控制端相连，当第一控制器采集的光照度传感器模块的数据信息小于设定的阀值，第一控制器输出电灯驱动信号，电灯点亮。

在本实施方式中，控制模块还包括舵机控制模块，舵机控制模块包括电机，电机的一端与电源地相连，电灯的另一端与第二继电器的输出回路的一端相连，第二继电器的输出回路的另一端与第三电源相连，第二继电器的输入回路的一端与第四电源相连，第二继电器的输入回路的另一端与第二三极管的发射极相连，第二三极管的集电极与第二限流电阻串联后与电源地相连，第二三极管的基极与第一控制器的电机控制端相连，当第一控制器采集的光照度传感器模块的数据信息小于设定的阀值，第一控制器输出电机驱动信号，电机工作带动窗帘轮轴转动。

在本实施方式中，如图3所示，基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统还包括运输车监控系统，运输车监控系统包括第二控制器，在本实施方式中，第二控制器的型号为STC12C5260S2单片机。第二控制器的数据输入端分别与空气温湿度模块、光照度传感器模块及CO₂浓度模块的输出端相连，还包括发送模块及GPS模块，在本实施方式中，发送模块为SIM300。GPS模块的位置信号输出端与第二控制器的位置信号输入端相连，GPS模块用于获取当前运输车的位置；发送模块的信息数据输入端与第二控制器的信息数据输出端相连，发送模块用于发送第二控制器采集的温湿度模块、光照度模块及CO₂浓度模块的第二数据信息及运输车的位置信息到外网服务器，用户通过手机客户端查看第二数据信息及运输车的位置信息。

在本实施方式中，如图4所示，光照度传感器模块包括光敏电阻，光敏电阻的一端分别与第二十电阻的一端、第一控制器的光照信号采集端及三极管的基极相连，第二十电阻的另一端与第十八电阻的一端及滑动端相连，第十八电阻的另一端及三极管的集电极分别与第五电源相连，三极管的发射极与LED的一端相连，LED的另一端及光敏电阻的另一端分别与电源地相连。在本实施方式中，三极管可换成场效应管，特别是P沟增强型MOS管，但不限于是P沟增强型MOS管，也可以是N沟增强型MOS管。其连接结构：P沟增强型MOS管的栅极与第二十电阻的一端相连，P沟增强型MOS管的漏极与第五电源相连，P沟增强型MOS管的源极与LED灯的一端相连。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统，其特征在于，在每一个大棚中均设有第一控制器，所述第一控制器的数据输入端分别与土壤温湿度传感器模块、光照度传感器模块、CO₂浓度传感器模块及空气温湿度传感器模块的输出端相连，还包括收发器模块，所述收发器模块与所述第一控制器双向连接，所述收发器模块与内网服务器相连，通过所述收发器模块接收的所述第一控制器采集的所述空气温湿度传感器模块、光照度传感器模块、CO₂浓度传感器模块及土壤温湿度传感器模块的第一数据信息发送到内网服务器，所述内网服务器与外网服务器双向连接，用户通过手机客户端连接外网服务器查看所述第一数据信息。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块包括电灯控制模块，所述电灯控制模块包括电灯，所述电灯的一端与电源地相连，所述电灯的另一端与第一继电器的输出回路的一端相连，所述第一继电器的输出回路的另一端与第一电源相连，所述第一继电器的输入回路的一端与第二电源相连，所述第一继电器的输入回路的另一端与第一三极管的发射极相连，所述第一三极管的集电极与第一限流电阻串联后与电源地相连，所述第一三极管的基极与第一控制器的照明控制端相连，当第一控制器采集的光照度传感器模块的数据信息小于设定的阀值，第一控制器输出电灯驱动信号，电灯点亮。

3.根据权利要求2所述的基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统，其特征在于，所述控制模块还包括舵机控制模块，所述舵机控制模块包括电机，所述电机的一端与电源地相连，所述电机的另一端与第二继电器的输出回路的一端相连，所述第二继电器的输出回路的另一端与第三电源相连，所述第二继电器的输入回路的一端与第四电源相连，所述第二继电器的输入回路的另一端与第二三极管的发射极相连，所述第二三极管的集电极与第二限流电阻串联后与电源地相连，所述第二三极管的基极与第一控制器的电机控制端相连，当第一控制器采集的光照度传感器模块的数据信息小于设定的阀值，第一控制器输出电机驱动信号，电机工作带动窗帘轮轴转动。

4.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统，其特征在于，还包括运输车监控系统，所述运输车监控系统包括第二控制器，所述第二控制器的数据输入端分别与空气温湿度传感器模块、光照度传感器模块及CO₂浓度传感器模块的输出端相连，还包括发送模块及GPS模块，所述GPS模块的位置信号输出端与所述第二控制器的位置信号输入端相连，所述GPS模块用于获取当前运输车的位置；所述发送模块的信息数据输入端与所述第二控制器的信息数据输出端相连，所述发送模块用于发送所述第二控制器采集的所述空气温湿度传感器模块、光照度传感器传感器模块及CO₂浓度传感器模块的第二数据信息及运输车的位置信息到外网服务器，用户通过手机客户端查看所述第二数据信息及运输车的位置信息。

5.根据权利要求4所述的基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统，其特征在于，所述第二控制器的型号为STC12C5260S2单片机。

6.根据权利要求4所述的基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统，其特征在于，所述发送模块为SIM300。

7.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统，其特征在于，所述光照度传感器模块包括光敏电阻，所述光敏电阻的一端分别与第二十电阻的一端、第一控制器的光照信号采集端及三极管的基极相连，所述第二十电阻的另一端与第十八电阻的一端及滑动端相连，所述第十八电阻的另一端及三极管的集电极分别与第五电源相连，所述三极管的发射极与LED的一端相连，所述LED的另一端及光敏电阻的另一端分别与电源地相连。

8.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统，其特征在于，所述收发器模块为zigBee。

9.根据权利要求1所述的基于无线传感网络的大棚蔬菜种植监控系统，其特征在于，所述第一控制器的型号为CC2530单片机。