CN204989939U - 一种智能温室调节系统 - Google Patents
一种智能温室调节系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204989939U CN204989939U CN201520528402.9U CN201520528402U CN204989939U CN 204989939 U CN204989939 U CN 204989939U CN 201520528402 U CN201520528402 U CN 201520528402U CN 204989939 U CN204989939 U CN 204989939U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- sensor
- greenhouse
- data processing
- soil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 22
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 10
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 abstract description 5
- 206010063385 Intellectualisation Diseases 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Greenhouses (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种智能温室调节系统，包括数据采集模块，数据处理模块，分别与数据采集模块连接的空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤元素含量传感器、土壤PH值传感器、CO2传感器、O2传感器、光照度传感器、风速传感器，分别与数据处理模块连接的空气加湿器、空气加热器、水泵、加肥装置、CO2发生器、O2发生器、光补偿装置以及风扇。本实用新型智能温室调节系统，实现了温室管理的智能化，通过对温室中各环境参数的监测和判断，对温室运行状态进行自动调节，减少了人力，节约了温室成本，保证了温室高效运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能温室调节系统，特别是涉及一种基于MCU和3G网络的温室群体环境智能调节系统，属于智能控制技术领域。
背景技术
随着科技水平的不断提高，人类对生活水平的要求也不断提高，在不适宜植物生长的季节，比如冬季，人们也想吃到新鲜的蔬菜瓜果，从而有了温室。现有的温室一般较为封闭，控制功能较为单一，自动化水平较低，植物的生长环境、状态数据、监测记录方法较为落后，如：环境的温度湿度，光照度，CO2的浓度等。仅仅依靠人工管理和观测会出现调节不及时、不准确等问题，不仅影响植物的正常生长，同时也会造成人力资源的浪费。
此外，传统的监控只能达到短距离的现场监控，难以满足现代生活居民的多变性。现有的植物补光单元不太科学，在节能方面有所不足。在大规模的温室栽培系统中，现场实时数据和状态的监控显得尤为重要。
大规模的群体式温室的管理有着严格的要求，群体式温室是由若干个温室体组合而成。因此，对各个温室体之间的数据通信有着实时性和准确性的要求。在单体温室中各个控制对象和环境因子采集传感器并不是集中的，所以在设备的分布上要将实用与经济相平衡。在植物光照中要解决光照时间长度不足等问题，尤其是冬季的北方地区，自然光照时间较短，所以科学的为植物补光显得尤为重要。为满足现代居民出行多样化，必须提供一个高效的远程监控系统，才能让温室大温室得到实时的监控，避免一些调控不及时造成的损失。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种智能温室调节系统，实时检测并调节温室环境中的各环境参数，使温室环境始终处于有利植物生长的条件下，节约了人力物力。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种智能温室调节系统，包括数据采集模块、数据处理模块、空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤元素含量传感器、土壤PH值传感器、CO2传感器、O2传感器、光照度传感器、风速传感器、空气加湿器、空气加热器、水泵、加肥装置、CO2发生器、O2发生器、光补偿装置以及风扇；所述数据采集模块与数据处理模块连接，所述空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤元素含量传感器、土壤PH值传感器、CO2传感器、O2传感器、光照度传感器、风速传感器分别与数据采集模块连接，所述空气加湿器、空气加热器、水泵、加肥装置、CO2发生器、O2发生器、光补偿装置、风扇分别与数据处理模块连接。
进一步的，该调节系统还包括第一无线传输模块、第二无线传输模块、远程监控终端，第一无线传输模块与数据处理模块连接，第二无线传输模块与远程监控终端连接，第一无线传输模块与第二无线传输模块之间无线通信。
进一步的，该调节系统还包括第一~第二电源模块、第一~第二复位模块、第一~第二时钟模块，第一电源模块、第一复位模块、第一时钟模块分别与数据采集模块连接，第二电源模块、第二复位模块、第二时钟模块分别与数据处理模块连接。
优选的，所述数据采集模块为MSP430型号的单片机。
优选的，所述数据处理模块为STM32型号的单片机。
优选的，所述数据采集模块与数据处理模块之间通过SPI接口连接。
优选的，所述第一无线传输模块与第二无线传输模块之间通过3G无线传输。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本实用新型智能温室调节系统，实现了温室管理的智能化，通过对温室中各环境参数的监测和判断，对温室运行状态进行自动调节，减少了人力，节约了温室成本，保证了温室高效运行。
2、本实用新型智能温室调节系统，将数据采集和数据处理分开进行，利用超低功耗的MSP430进行采集，降低了功耗，延长了蓄电池的使用寿命，减少了温室的运行成本。
3、本实用新型智能温室调节系统，采用3G无线移动通信网络进行数据传输，具有传输速度快、稳定、能够传输容量较大的音频和视频文件、便于安装等特点。
4、本实用新型智能温室调节系统，将温室的实时情况传送到用户远程监控端便于监控人员及时地了解温室运行状态，发现问题，解决问题，提高了温室的运行效率。
附图说明
图1是本实用新型智能温室调节系统的整体架构图。
图2是本实用新型数据采集模块采集接口数据转换框图。
图3是本实用新型智能温室调节系统的工作流程图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
如图1所示，本实用新型智能温室调节系统包括：数据采集模块、数据处理模块、空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤元素含量传感器、土壤PH值传感器、CO2传感器、O2传感器、光照度传感器、风速传感器、空气加湿器、空气加热器、水泵、加肥装置、CO2发生器、O2发生器、光补偿装置以及风扇；数据采集模块与数据处理模块连接，空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤元素含量传感器、土壤PH值传感器、CO2传感器、O2传感器、光照度传感器、风速传感器分别与数据采集模块连接，空气加湿器、空气加热器、水泵、加肥装置、CO2发生器、O2发生器、光补偿装置、风扇分别与数据处理模块连接。
本实用新型智能温室调节系统还包括第一无线传输模块、第二无线传输模块、远程监控终端，第一无线传输模块与数据处理模块连接，第二无线传输模块与远程监控终端连接，第一无线传输模块与第二无线传输模块之间无线通信。数据采集模块、数据处理模块分别与各自对应的电源模块、复位模块、时钟模块连接。
如图3所示，本实用新型智能温室调节系统的工作流程为：各传感器对温室中的空气温湿度、土壤湿度、土壤元素含量、土壤PH值、风速、光照度、CO2浓度、O2浓度进行采集，每一分钟采集完成后，数据采集模块MSP430将采集得到的数据打包存入内部FLASH中，然后继续采集（采集接口采集到的数据根据16选1的多通道输入选择模拟开关对温室中的各传感器所采集的模拟数据进行转换；从图2很容易看出ADC12由输入选择通道开关、采样保持、参考电压部件、ADC12转换内核、转换时钟部件、存储控制部件、采样时钟部件7组成）。与此同时数据处理模块STM32每分钟就会与MSP430通过SPI总线通讯一次，发送命令获取MSP430存储的分钟数据，开始处理数据，进行数据质量的控制、存储数据，然后将处理好的数据打包后通过3G发送至远程监控终端，整个任务完成后再次进入休眠状态，除非人为操作将其唤醒。
整个过程中如果某个参数与预设值参数不同，则会开启相应的补偿装置，如：空气加湿器主要是调节空气湿度，当空气温湿度传感器检测到空气湿度低于设定值时，开启空气加湿器对空气进行加湿。空气加热器主要是用来调节空气湿度过大，当空气温湿度传感器检测到的空气湿度高于设定值时，开启空气加热器对空气进行加热。水泵主要是调节土壤湿度，土壤湿度传感器检测到土壤湿度低于设定值时，水泵给土壤进行补水工作。加肥装置主要是调节土壤元素含量和土壤酸碱度，当土壤元素含量检测土壤缺少某一些元素或者酸碱度不平衡时，加肥装置则会添加相应的调节原元素和酸碱调节物质（如：草木灰、硫酸铝、硫酸亚铁等）。光补偿装置主要是调节温室光照度，当光照度传感器检测到温室光照低于设定值时，开启光补偿装置对温室光照进行补偿。CO2发生器用于当CO2传感器检测到CO2浓度低于预设定值时，CO2发生器则会开启，增加CO2的浓度。O2发生器主要是调节O2的浓度，当O2传感器检测到O2的浓度低于设定值时，O2发生器就会开启，调节O2浓度。风速传感器主要是检测温室内部的气体流向，也可检测温室是否有损坏、漏气等，也可以用风扇对温室进行调节。这样，使得整个系统智能化程度大大提高，逐步实现智能化管理。
现有覆盖广泛的3G网络技术为农业现场的网络或提供了非常大的帮助，该网络不仅传输速率高、单位时间传输的数据量大而且通信稳定，比以往的网络有了全面的提升，满足了现代大规模农业远程监控的要求，为发展现代化科技农业奠定了基础。因此，将MCU与3G网络应用到温室中是非常合适的，同时采用科学的补光技术对植物的生长有着很大的帮助，再加上3G网络技术的应用恰到好处的为现代居民提供了便利。
在传输方式上，无线传输模块采用现有EVDOWCDMATDCDMA3G的无线通信模块，其有着快速的上载和下载速度，并且支持透明数据传输。在功耗方面，从硬件电路设计方面进行功耗的管理，利用太阳能蓄电池进行供电，使得不再受市电供电的束缚，即使在断电情况下也能保证15天以上连续运行。在处理器通信上，本系统为数据处理模块与数据采集模块之间的通信采用了SPI接口，SPI（串行外设接口）共由3~4条信号线组成，包括串行时钟（SCLK）、串行数据输出（SDO）、串行数据输入（SDI）。SPI通信的信号格式无需起始和停止信号同步。
数据采集模块采用MSP430，数据处理模块采用STM32，STM32和MSP430均可提供多个独立UART接口，可外接多种串行通信智能传感器或通信设备；把数据采集和数据处理分开，使用超低功耗的MSP430进行采集，STM32每隔1分钟进行一次系统唤醒，在STM32休眠过程中MSP430采集的数据存储到STM32中再进行数据处理，每分钟内STM32只有6s处于工作状态，其余时间均在休眠状态。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
Claims (7)
1.一种智能温室调节系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据处理模块、空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤元素含量传感器、土壤PH值传感器、CO2传感器、O2传感器、光照度传感器、风速传感器、空气加湿器、空气加热器、水泵、加肥装置、CO2发生器、O2发生器、光补偿装置以及风扇；所述数据采集模块与数据处理模块连接，所述空气温湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤元素含量传感器、土壤PH值传感器、CO2传感器、O2传感器、光照度传感器、风速传感器分别与数据采集模块连接，所述空气加湿器、空气加热器、水泵、加肥装置、CO2发生器、O2发生器、光补偿装置、风扇分别与数据处理模块连接。
2.如权利要求1所述智能温室调节系统，其特征在于：该调节系统还包括第一无线传输模块、第二无线传输模块、远程监控终端，第一无线传输模块与数据处理模块连接，第二无线传输模块与远程监控终端连接，第一无线传输模块与第二无线传输模块之间无线通信。
3.如权利要求2所述智能温室调节系统，其特征在于：该调节系统还包括第一~第二电源模块、第一~第二复位模块、第一~第二时钟模块，第一电源模块、第一复位模块、第一时钟模块分别与数据采集模块连接，第二电源模块、第二复位模块、第二时钟模块分别与数据处理模块连接。
4.如权利要求2所述智能温室调节系统，其特征在于：所述数据采集模块为MSP430型号的单片机。
5.如权利要求2所述智能温室调节系统，其特征在于：所述数据处理模块为STM32型号的单片机。
6.如权利要求2所述智能温室调节系统，其特征在于：所述数据采集模块与数据处理模块之间通过SPI接口连接。
7.如权利要求2所述智能温室调节系统，其特征在于：所述第一无线传输模块与第二无线传输模块之间通过3G无线传输。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520528402.9U CN204989939U (zh) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | 一种智能温室调节系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520528402.9U CN204989939U (zh) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | 一种智能温室调节系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204989939U true CN204989939U (zh) | 2016-01-20 |
Family
ID=55124291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520528402.9U Expired - Fee Related CN204989939U (zh) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | 一种智能温室调节系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204989939U (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105786056A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-07-20 | 柳州六品科技有限公司 | 一种蔬菜大棚环境控制系统 |
| CN105783186A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-07-20 | 柳州六品科技有限公司 | 一种养殖棚舍环境控制系统 |
| CN105867476A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-08-17 | 天津工业大学 | 一种基于stm32f103rc的植物生长箱控制系统 |
| CN105929880A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-09-07 | 沈焱 | 封闭环境中植物生长监测及环境控制系统 |
| CN107505969A (zh) * | 2017-10-18 | 2017-12-22 | 湖州优创科技有限公司 | 一种智能温室物联网系统 |
| CN107588806A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-01-16 | 湖州优创科技有限公司 | 一种温室智能监控报警装置 |
| CN108040657A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-18 | 深圳市普耐科技有限公司 | 一种植物生长护理系统 |
| CN108200678A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-06-22 | 深圳市普耐科技有限公司 | 一种植物生长灯系统 |
| CN111654834A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-11 | 宁夏大学 | 基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置及系统及方法 |
-
2015
- 2015-07-21 CN CN201520528402.9U patent/CN204989939U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105786056A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-07-20 | 柳州六品科技有限公司 | 一种蔬菜大棚环境控制系统 |
| CN105783186A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-07-20 | 柳州六品科技有限公司 | 一种养殖棚舍环境控制系统 |
| CN105867476A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-08-17 | 天津工业大学 | 一种基于stm32f103rc的植物生长箱控制系统 |
| CN105929880A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-09-07 | 沈焱 | 封闭环境中植物生长监测及环境控制系统 |
| CN107505969A (zh) * | 2017-10-18 | 2017-12-22 | 湖州优创科技有限公司 | 一种智能温室物联网系统 |
| CN107588806A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-01-16 | 湖州优创科技有限公司 | 一种温室智能监控报警装置 |
| CN108040657A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-18 | 深圳市普耐科技有限公司 | 一种植物生长护理系统 |
| CN108200678A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-06-22 | 深圳市普耐科技有限公司 | 一种植物生长灯系统 |
| CN111654834A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-11 | 宁夏大学 | 基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置及系统及方法 |
| CN111654834B (zh) * | 2020-06-04 | 2024-02-09 | 宁夏大学 | 基于NB-IoT的SDI12传感器数据无线采集装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104267769B (zh) | 铁皮石斛的生长环境跟随系统及方法 | |
| CN102626043B (zh) | 应用于农业生态温室的新能源闭环式综合节能系统 | |
| CN103141344B (zh) | 塑料冷棚绿色环控装置和方法 | |
| CN204065824U (zh) | 一种基于物联网技术的农业大棚智能控制装置 | |
| CN105491168A (zh) | 农业物联网应用服务平台标准嵌入系统 | |
| CN109357706A (zh) | 一种基于物联网的智能无线温室监测系统 | |
| CN104267699A (zh) | 一种基于物联网技术的农业大棚智能控制装置及其工作方法 | |
| CN207022661U (zh) | 一种智能化多功能绿色植物墙 | |
| CN204945847U (zh) | 智能一体化光伏农业大棚 | |
| CN104509414A (zh) | 一种能量自给型智能温室大棚控制系统及方法 | |
| CN105075807A (zh) | 基于物联网的智能灌溉系统 | |
| CN102271422A (zh) | 一种基于wsn的光伏温室监控系统及构建方法 | |
| CN204215297U (zh) | 一种远程养护盆景植物智能系统 | |
| CN1994056A (zh) | 太阳能绿化自动浇灌系统 | |
| CN112136667B (zh) | 一种基于边缘机器学习的智能喷灌方法及系统 | |
| CN104571228A (zh) | 一种基于太阳能的大棚温湿度控制系统 | |
| CN114946362A (zh) | 一种基于棉花生长状况的水肥一体化控制系统 | |
| CN203226110U (zh) | 太阳能节水型绿化自动浇灌系统 | |
| CN205080457U (zh) | 食用菌菇房环境信息采集控制装置 | |
| CN103053363A (zh) | 一体化智能式节能光伏大棚 | |
| CN209460436U (zh) | 一种基于农业灌溉系统的气象站 | |
| CN205176549U (zh) | 节能型农业大棚无线检测系统 | |
| CN204948992U (zh) | 一种基于物联网的花草照料系统 | |
| CN217821297U (zh) | 基于LoRa的枸杞生长环境参数监测与智能控制系统 | |
| CN203027822U (zh) | 一体化智能式节能光伏大棚 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160120 Termination date: 20170721 |