CN205028449U - 一种监测温室大棚内种植环境的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种监测温室大棚内种植环境的装置，属于监测技术领域。一种监测温室大棚内种植环境的装置，包括主机终端、执行终端和手持设备，所述主机终端包括主机控制器、网络模块和主机Zigbee模块，所述主机控制器分别与网络模块和主机Zigbee模块电连接；所述执行终端包括执行控制器、检测单元、执行单元和执行Zigbee模块，所述执行控制器分别与检测单元、执行单元和执行Zigbee模块电连接；所述执行Zigbee模块和主机Zigbee模块之间双向通讯连接；所述手持设备包括手持控制器和显示单元，所述手持控制器与所述显示单元电相连。本装置仅为监测温室大棚内的种植环境提供一个良好的物质基础。本实用新型还具有安全可靠、实用性强、成本低廉、易维护等优点。

Description

一种监测温室大棚内种植环境的装置

技术领域

本实用新型属于监测技术领域，特别涉及一种监测温室大棚内种植环境的装置。

背景技术

随着我国农业的发展，大棚种植技术已经得到广泛的推广应用。目前，大棚种植技术自动监测大棚内的种植环境后，通过网络将监测到的种植环境传送给上位机。然而，温室大棚多数设置在位置比较偏远的地区，需要铺设网路进行通讯，从而增加了种植成本。另外，由于野外环境恶劣，线路容易老化，维修困难，从而导致通讯故障。在通讯出现故障后，一方面，不能及时将监测到的数据传输给上位机，从而导致不能实时监测到温室大棚内的种植环境，进而影响蔬菜的生长；另一方面，不能及时检测通讯故障的发生处，从而不利于维修。

发明内容

本实用新型为了克服上述现有技术的不足，提供了一种监测温室大棚内种植环境的装置，本装置仅为监测温室大棚内的种植环境提供一个良好的物质基础。本监测温室大棚内种植环境的装置还具有安全可靠、实用性强、成本低廉、易维护等优点。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种监测温室大棚内种植环境的装置，包括主机终端、执行终端和手持设备，所述主机终端包括主机控制器、网络模块和主机Zigbee模块，所述主机控制器分别与所述网络模块和主机Zigbee模块电连接；所述执行终端包括执行控制器、检测单元、执行单元和执行Zigbee模块，所述执行控制器分别与所述检测单元、执行单元和执行Zigbee模块电连接；所述执行Zigbee模块和主机Zigbee模块之间双向通讯连接；所述手持设备包括手持控制器和显示单元，所述手持控制器与所述显示单元电相连；所述手持控制器与主机控制器/执行控制器之间双向通讯连接。

可选的，在所述主机终端和执行终端之间依次设有若干个中继模块，若干个中继模块之间双向通讯连接，与主机终端相连的中继模块和主机终端之间双向通讯连接，与执行终端相连的中继模块和执行终端之间双向通信连接。

优选的，所述中继模块包括电源模块和中继Zigbee模块，所述电源模块与所述中继Zigbee模块之间电连接。

优选的，所述中继模块还包括与中继Zigbee模块相连的中继RS232接口，所述中继RS232接口用于和手持控制器双向通讯连接。

进一步，所述电源模块包括依次电连接的太阳能电池板、第一变压模块、第一稳压模块和蓄电池，所述蓄电池还依次通过第二变压模块、第二稳压模块与中继Zigbee模块电连接。

优选的，所述检测单元包括温度传感器、湿度传感器和光照传感器，所述温度传感器、湿度传感器和光照传感器的输出端与执行控制器的输入端相连。

优选的，所述执行单元包括第一继电器和电机，所述第一继电器的输入端与执行控制器的输出端相连，所述第一继电器的输出端与电机的输入端相连，该电机的输出轴与安装有遮光帘的帘杆相连接。

优选的，所述执行单元还包括第二继电器和比例调节阀，所述第二继电器的输入端与执行控制器的输出端相连，所述第二继电器的输出端与比例调节阀的输入端相连，该比例调节阀安装在供水管上。

优选的，所述手持控制器通过主机RS232接口与主机控制器双向通讯连接，或者所述手持控制器通过执行RS232接口与执行控制器双向通讯连接。

优选的，所述手持设备还包括两个指示灯和供电模块，两个指示灯分别与手持控制器电连接，所述供电模块与手持控制器电连接。

本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型中监测温室大棚内种植环境的装置是由主机终端、执行终端和手持设备等构成，其中主机终端、执行终端和手持设备均是由线路和物理部件构成，本监测温室大棚内种植环境的装置仅为监测温室大棚内的种植环境提供一个良好的物质基础。

其中，主机终端中的主机Zigbee模块与执行终端中的执行Zigbee模块之间通讯连接，这种通讯方式具有功耗低、组网简单和施工容易等特点；手持设备既可以用于读取检测到的信息，也可以用于检查终端之间的通讯情况。因此，本实用新型具有安全可靠、实用性强、成本低廉、易维护等优点。

2)本实用新型中在主机终端和执行终端之间增设有若干个中继模块，该中继模块充当“无线通讯桩”，通过若干这种“无线通讯桩”，以扩大网络的覆盖区域，从而延长了主机终端与执行终端之间的通讯距离，增强了本装置的灵活性。

3)本实用新型中的中继模块的电源模块由太阳能电池板、第一变压模块、第一稳压模块、蓄电池、第二变压模块和第二稳压模块等构成，该电源模块将太阳能转换为电能，从而为中继Zigbee模块供电，使得自然资源得到充分利用。

4)本实用新型中的手持设备上设置有两个指示灯，手持设备与主机终端/执行终端/中继模块之间存在数据流动时，两个指示灯则会同时进行闪烁提醒。若两个指示灯不是同时闪烁时，则表明主机终端/执行终端/中继模块中的接口的网络出现了故障，便于快速、准确地查找出故障单，从而有利于检修。

附图说明

图1为本实用新型的一种框图连接示意图；

图2为本实用新型的另一种框图连接示意图；

图3为本实用新型中电源模块的框图连接示意图；

图中标注符号的含义如下：

10-主机终端11-主机控制器12-网络模块

13-主机Zigbee模块14-主机RS232接口

20-执行终端21-执行控制器22-检测单元

221-温度传感器222-湿度传感器223-光照传感器

23-执行单元231-第一继电器232-电机

233-第二继电器234-比例调节阀

24-执行Zigbee模块25-执行RS232接口

30-手持设备31-手持控制器32-显示单元

33-指示灯34-供电模块

40-中继模块41-电源模块411-太阳能电池板

412-第一变压模块413-第一稳压模块414-蓄电池

415-第二变压模块416-第二稳压模块

42-中继Zigbee模块43-中继RS232接口

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，根据本实用新型的一个实施例，一种监测温室大棚内种植环境的装置，包括主机终端10、执行终端20和手持设备30，所述主机终端10与执行终端20之间双向通讯连接，所述手持设备30与主机终端10/执行终端20之间双向通讯连接；

所述主机终端10包括主机控制器11、网络模块12、主机Zigbee模块13和主机RS232接口14，所述主机控制器11分别与所述网络模块12、主机Zigbee模块13和主机RS232接口14电连接；所述主机控制器11与外置电源电连接，外置电源未在图中示出；

所述执行终端20包括执行控制器21、检测单元22、执行单元23、执行Zigbee模块24和执行RS232接口25，所述执行控制器21分别与所述检测单元22、执行单元23、执行Zigbee模块24和执行RS232接口25电连接；所述执行Zigbee模块24和主机Zigbee模块13之间双向通讯连接；所述执行控制器21与外置电源电连接，外置电源未在图中示出；

所述手持设备30包括手持控制器31、显示单元32、两个指示灯33和供电模块34，所述手持控制器31分别与显示单元32、两个指示灯33和供电模块34电连接；

所述手持控制器31通过主机RS232接口14与主机控制器11双向通讯连接，或者所述手持控制器31通过执行RS232接口25与执行控制器21双向通讯连接。

所述检测单元22包括温度传感器221、湿度传感器222和光照传感器223，所述温度传感器221、湿度传感器222和光照传感器223的输出端与执行控制器21的输入端相连。

所述执行单元23包括第一继电器231和电机232，所述第一继电器231的输入端与执行控制器21的输出端相连，所述第一继电器231的输出端与电机232的输入端相连，该电机232的输出轴与安装有遮光帘的帘杆相连接，从而实现根据光照传感器223监测到的光照情况对温室大棚内的光照强度进行调节。

所述执行单元23还包括第二继电器233和比例调节阀234，所述第二继电器233的输入端与执行控制器21的输出端相连，所述第二继电器233的输出端与比例调节阀234的输入端相连，该比例调节阀234安装在供水管上，从而实现根据湿度传感器222监测到的湿度情况对温室大棚内的湿度进行调节。

具体的，主机终端10至执行终端20的距离小于两百米时，主机终端10中的主机Zigbee模块13直接与执行终端20中的执行Zigbee模块24双向通讯连接。

本实施例提供的一种监测温室大棚内种植环境的装置是由主机终端10、执行终端20和手持设备30等构成。在使用时，本监测温室大棚内种植环境的装置可以与现有技术中的软件配合实现多种数据的采集及传输。下面结合现有技术中的软件对本实施例的工作原理进行描述，但是必须指出的是：与监测温室大棚内种植环境的装置相配合的软件不是本实用新型的创新部分，也不是本实用新型的组成部分。

温度传感器221、湿度传感器222和光照传感器223分别将检测到的数据传输给执行控制器21，该执行控制器21将接收到的数据上传给主机控制器11；所述执行控制器21根据接收到的数据或主机控制器11发送的命令控制第一继电器231的工作状态，进而通过电机232控制遮光帘的升降；所述执行控制器21根据接收到的数据或主机控制器11发送的命令控制第二继电器233的工作状态，进而通过比例调节阀234控制进水管向温室大棚供水的供水量。

所述手持设备30与主机终端10中的主机控制器11或执行终端20中的执行控制器21通讯连接，即可读取温室大棚内的温度、湿度和光照情况，并在显示单元32中显示；

所述手持设备30还可以通过与主机控制器11通讯连接来检测主机终端10的通讯情况，若手持设备30上的两个指示灯33同时闪烁，则表明主机终端10中的接口的网络正常；若两个指示灯33不是同时闪烁时，则表明主机终端10中的接口的网络出现了故障，

所述手持设备30还可以通过与执行控制器21通讯连接来检测执行终端20的通讯情况，若手持设备30上的两个指示灯33同时闪烁，则表明执行终端20中的接口的网络正常；若两个指示灯33不是同时闪烁时，则表明执行终端20中的接口的网络出现了故障。

如图1、图2、图3所示，根据本实用新型的另一个实施例，一种监测温室大棚内种植环境的装置，包括主机终端10、执行终端20、手持设备30和若干个中继模块40，所述主机终端10通过依次通讯连接的若干个中继模块40与执行终端20之间双向通讯连接，所述手持设备30与主机终端10/执行终端20/中继模块40之间双向通讯连接；

所述主机终端10包括主机控制器11、网络模块12、主机Zigbee模块13和主机RS232接口14，所述主机控制器11分别与所述网络模块12、主机Zigbee模块13和主机RS232接口14电连接；所述主机控制器11与外置电源电连接，外置电源未在图中示出；

所述执行终端20包括执行控制器21、检测单元22、执行单元23、执行Zigbee模块24和执行RS232接口25，所述执行控制器21分别与所述检测单元22、执行单元23、执行Zigbee模块24和执行RS232接口25电连接；所述执行控制器21与外置电源电连接，外置电源未在图中示出；

所述中继模块40包括电源模块41、中继Zigbee模块42和中继RS232接口43，所述电源模块41包括太阳能电池板411、第一变压模块412、第一稳压模块413、蓄电池414、第二变压模块415和第二稳压模块416，所述太阳能电池板411与第一变压模块412电连接，所述第一变压模块412与第一稳压模块413电连接，所述第一稳压模块413与蓄电池414电连接，所述蓄电池414与第二变压模块415电连接，所述第二变压模块415与第二稳压模块416电连接，所述第二稳压模块416与中继Zigbee模块42电连接，所述中继Zigbee模块42还与中继RS232接口43电连接；

若干个中继模块40中的中继Zigbee模块42相互双向通讯连接；与主机终端10通讯连接的中继模块40中的中继Zigbee模块42和主机Zigbee模块13之间双向通讯连接；与执行终端20通讯连接的中继模块40中的中继Zigbee模块42和执行Zigbee模块24之间双向通信连接；

所述手持设备30包括手持控制器31、显示单元32、两个指示灯33和供电模块34，所述手持控制器31分别与所述显示单元32、两个指示灯33和供电模块34电连接；

所述手持控制器31通过主机RS232接口14与主机控制器11双向通讯连接，或者所述手持控制器31通过执行RS232接口25与执行控制器21双向通讯连接，或者所述手持控制器31通过中继RS232接口43与中继Zigbee模块42双向通讯连接。

所述检测单元22包括温度传感器221、湿度传感器222和光照传感器223，所述温度传感器221、湿度传感器222和光照传感器223的输出端与执行控制器21的输入端相连。

所述执行单元23包括第一继电器231和电机232，所述第一继电器231的输入端与执行控制器21的输出端相连，所述第一继电器231的输出端与电机232的输入端相连，该电机232的输出轴与安装有遮光帘的帘杆相连接，从而实现根据光照传感器223监测到的光照情况对温室大棚内的光照强度进行调节。

所述执行单元23还包括第二继电器233和比例调节阀234，所述第二继电器233的输入端与执行控制器21的输出端相连，所述第二继电器233的输出端与比例调节阀234的输入端相连，该比例调节阀234安装在供水管上，从而实现根据湿度传感器222监测到的湿度情况对温室大棚内的湿度进行调节。

具体的，主机终端10至执行终端20的距离大于两百米时，主机终端10中的主机Zigbee模块13通过若干个中继Zigbee模块42与执行终端20中的执行Zigbee模块24双向通讯连接。

本实施例提供的一种监测温室大棚内种植环境的装置是由主机终端10、执行终端20、手持设备30和若干个中继模块40等构成。在使用时，本监测温室大棚内种植环境的装置可以与现有技术中的软件配合实现多种数据的采集及传输。下面结合现有技术中的软件对本实施例的工作原理进行描述，但是必须指出的是：与监测温室大棚内种植环境的装置相配合的软件不是本实用新型的创新部分，也不是本实用新型的组成部分。

温度传感器221、湿度传感器222和光照传感器223分别将检测到的数据传输给执行控制器21，该执行控制器21将接收到的数据通过若干个中继模块40上传给主机控制器11；所述执行控制器21根据接收到的数据或主机控制器11发送的命令控制第一继电器231的工作状态，进而通过电机232控制遮光帘的升降；所述执行控制器21根据接收到的数据或主机控制器11发送的命令控制第二继电器233的工作状态，进而通过比例调节阀234控制进水管向温室大棚供水的供水量。

所述手持设备30与主机终端10中的主机控制器11或执行终端20中的执行控制器21或中继模块40中的中继Zigbee模块42通讯连接，即可读取温室大棚内的温度、湿度和光照情况，并在显示单元32中显示；

所述手持设备30还可以通过与主机控制器11通讯连接来检测主机终端10的通讯情况，若手持设备30上的两个指示灯33同时闪烁，则表明主机终端10中的接口的网络正常；若两个指示灯33不是同时闪烁时，则表明主机终端10中的接口的网络出现了故障；

所述手持设备30还可以通过与执行控制器21通讯连接来检测执行终端20的通讯情况，若手持设备30上的两个指示灯33同时闪烁，则表明执行终端20中的接口的网络正常；若两个指示灯33不是同时闪烁时，则表明执行终端20中的接口的网络出现了故障；

所述手持设备30还可以通过与任意一个中继模块40中的中继Zigbee模块42通讯连接来检测该中继模块40的通讯情况，若手持设备30上的两个指示灯33同时闪烁，则表明该中继模块40中的接口的网络正常；若两个指示灯33不是同时闪烁时，则表明该中继模块40中的接口的网络出现了故障。

以上实施例中，主机控制器11、执行控制器21和手持控制器31均是树莓派，该树莓派是英国一个小型的慈善组织发表的一款基于ARM的袖珍计算机，具有体积小、功耗低等优点。

Claims (10)

1.一种监测温室大棚内种植环境的装置，其特征在于：包括主机终端(10)、执行终端(20)和手持设备(30)，所述主机终端(10)包括主机控制器(11)、网络模块(12)和主机Zigbee模块(13)，所述主机控制器(11)分别与所述网络模块(12)和主机Zigbee模块(13)电连接；所述执行终端(20)包括执行控制器(21)、检测单元(22)、执行单元(23)和执行Zigbee模块(24)，所述执行控制器(21)分别与所述检测单元(22)、执行单元(23)和执行Zigbee模块(24)电连接；所述执行Zigbee模块(24)和主机Zigbee模块(13)之间双向通讯连接；所述手持设备(30)包括手持控制器(31)和显示单元(32)，所述手持控制器(31)与所述显示单元(32)电相连；所述手持控制器(31)用于与主机控制器(11)/执行控制器(21)之间双向通讯连接。

2.根据权利要求1所述的监测温室大棚内种植环境的装置，其特征在于：在所述主机终端(10)和执行终端(20)之间依次设有若干个中继模块(40)，若干个中继模块(40)之间双向通讯连接，与主机终端(10)相连的中继模块(40)和主机终端(10)之间双向通讯连接，与执行终端(20)相连的中继模块(40)和执行终端(20)之间双向通信连接。

3.根据权利要求2所述的监测温室大棚内种植环境的装置，其特征在于：所述中继模块(40)包括电源模块(41)和中继Zigbee模块(42)，所述电源模块(41)与所述中继Zigbee模块(42)之间电连接。

4.根据权利要求3所述的监测温室大棚内种植环境的装置，其特征在于：所述中继模块(40)还包括与中继Zigbee模块(42)相连的中继RS232接口(43)，所述中继RS232接口(43)用于和手持控制器(31)双向通讯连接。

5.根据权利要求3或4所述的监测温室大棚内种植环境的装置，其特征在于：所述电源模块(41)包括依次电连接的太阳能电池板(411)、第一变压模块(412)、第一稳压模块(413)和蓄电池(414)，所述蓄电池(414)还依次通过第二变压模块(415)、第二稳压模块(416)与中继Zigbee模块(42)电连接。

6.根据权利要求1所述的监测温室大棚内种植环境的装置，其特征在于：所述检测单元(22)包括温度传感器(221)、湿度传感器(222)和光照传感器(223)，所述温度传感器(221)、湿度传感器(222)和光照传感器(223)的输出端与执行控制器(21)的输入端相连。

7.根据权利要求1所述的监测温室大棚内种植环境的装置，其特征在于：所述执行单元(23)包括第一继电器(231)和电机(232)，所述第一继电器(231)的输入端与执行控制器(21)的输出端相连，所述第一继电器(231)的输出端与电机(232)的输入端相连，该电机(232)的输出轴与安装有遮光帘的帘杆相连接。

8.根据权利要求1或7所述的监测温室大棚内种植环境的装置，其特征在于：所述执行单元(23)还包括第二继电器(233)和比例调节阀(234)，所述第二继电器(233)的输入端与执行控制器(21)的输出端相连，所述第二继电器(233)的输出端与比例调节阀(234)的输入端相连，该比例调节阀(234)安装在供水管上。

9.根据权利要求1所述的监测温室大棚内种植环境的装置，其特征在于：所述手持控制器(31)通过主机RS232接口(14)与主机控制器(11)双向通讯连接，或者所述手持控制器(31)通过执行RS232接口(25)与执行控制器(21)双向通讯连接。

10.根据权利要求1所述的监测温室大棚内种植环境的装置，其特征在于：所述手持设备(30)还包括两个指示灯(33)和供电模块(34)，两个指示灯(33)分别与手持控制器(31)电连接，所述供电模块(34)与手持控制器(31)电连接。