CN205942485U - 一种基于移动终端的温室控制装置 - Google Patents

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邹益民
陈展平
相惠清
李雯倩
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Abstract

本实用新型提供一种基于移动终端的温室控制装置,包括移动终端、温室控制机构以及温室机构,所述温室控制机构中包括无线通信模块、型号为MSP430F149的单片机、功率驱动接口电路、传感器接口电路以及电源模块,所述无线通信模块包括型号为ESP8266的WiFi通信模块或者型号为HC05的蓝牙通信模块,所述温室机构中包括土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、光照传感器、照明设备、喷灌设备以及通风设备。本实用新型提供的一种基于移动终端的温室控制装置,能够在降低成本的同时,自动地对温室中的环境参数进行调控,并能通过手机移动终端进行无线监测及操纵。

Description

一种基于移动终端的温室控制装置
技术领域
本实用新型涉及温度控制技术领域,尤其涉及一种基于移动终端的温室控制装置。
背景技术
随着信息化逐步推进,计算机技术、通信技术、传感技术等信息技术在农业领域的应用日益增强。将先进的传感、通信和数据处理等物联网技术应用于农业领域,借助智能感知技术获取更多的信息,通过网络的互联共享获得更多的远程实时服务,通过智能手机移动终端实现更方便的远端测控,从而构建智能农业系统,提高精细农业科学决策水平和作业实施水平,成为一个重要的研究方向。
当前,传统的温室监测系统大多由工作人员采集现场的温度、湿度、光照等参数信息,并据此控制现场设备,完成升降温、加增湿或者通风等操作,人工成本高。而基于工业控制机的大型温室监控系统,由于设备造价高昂,并不适合我国小规模乡镇农业的发展模式。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于移动终端的温室控制装置,能够在降低成本的同时,自动地对温室中的环境状态进行调控,并能通过手机移动终端进行无线监测及操纵。
为实现上述目的,本实用新型提供了一种基于移动终端的温室控制装置,包括移动终端、温室控制机构以及温室机构,所述温室控制机构中包括无线通信模块、型号为MSP430F149的单片机、功率驱动接口电路、传感器接口电路以及电源模块,所述无线通信模块包括型号为ESP8266的WiFi通信模块或者型号为HC05的蓝牙通信模块,所述温室机构中包括土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、光照传感器、照明设备、喷灌设备以及通风设备,其中,所述移动终端与所述无线通信模块通过WiFi或者蓝牙连接,所述无线通信模块与所述单片机相连,所述功率驱动接口电路中包括与所述照明设备、喷灌设备以及通风设备分别对应的三个功率驱动电路,所述单片机通过所述三个功率驱动电路与所述照明设备、喷灌设备和通风设备相连,所述单片机通过所述传感器接口电路与所述土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照传感器相连,所述电源模块用于将6V电压转换为3.3V电压并向所述单片机供应3.3V的电压。
进一步地,所述WiFi通信模块的引脚8与所述单片机的引脚35相连,所述WiFi通信模块的引脚7和引脚5均与直流电源相连,所述WiFi通信模块的引脚4与所述单片机的引脚34相连,所述WiFi通信模块的引脚1接地。
进一步地,所述蓝牙通信模块的引脚3与所述单片机的引脚35相连,所述蓝牙通信模块的引脚4与所述单片机的引脚34相连,所述蓝牙通信模块的引脚1与直流电源相连,所述蓝牙通信模块的引脚2接地。
进一步地,所述三个功率驱动电路中的每个功率驱动电路均包括达林顿三极管、续流二极管、发光二极管和继电器,其中,与所述照明设备相对应的功率驱动电路中的达林顿三极管的基极与所述单片机的引脚44相连,与所述喷灌设备相对应的功率驱动电路中的达林顿三极管的基极与所述单片机的引脚45相连,与所述通风设备相对应的功率驱动电路中的达林顿三极管的基极与所述单片机的引脚46相连,所述达林顿三极管的集电极与所述续流二极管的正极相连,所述续流二极管的负极与所述发光二极管的正极以及所述继电器的一端相连,所述发光二极管的负极通过电阻与所述继电器的另一端相连,所述达林顿三极管的基极与所述续流二极管的负极之间连接有分压电阻。
进一步地,所述装置还包括与所述单片机相连的型号为LCD5110的显示器和按键电路,其中,所述按键电路包括结构相同的第一按键支路、第二按键支路、第三按键支路以及第四按键支路,其中,每个按键支路均包括相串联的电阻和按键开关,每个按键支路的一端均与直流电源相连,所述第一按键支路的另一端与所述单片机的引脚12相连,所述第二按键支路的另一端与所述主控单片机的引脚13相连,所述第三按键支路的另一端与所述主控单片机的引脚14相连,所述第四按键支路的另一端与所述主控单片机的引脚15相连。
进一步地,所述电源模块包括型号为AMS1117稳压器和6V电压输入模块,所述6V电压输入模块通过保险丝与所述稳压器的输入端口相连,所述稳压器的输入端口与地之间以及输出端口与地之间分别连接有滤波电容,所述稳压器的输入端口与地之间还连接有第四发光二极管,所述稳压器的输出端口与地之间还连接有第五发光二极管。
进一步地,所述二氧化碳浓度传感器的型号为MG811,所述二氧化碳浓度传感器的引脚3与所述单片机的引脚6相连;所述光照传感器的型号为ISL29003,所述光照传感器的引脚5与所述单片机的引脚20相连,所述光照传感器的引脚6与所述单片机的引脚21相连;所述土壤温湿度传感器和所述空气温湿度传感器的型号均为DHT11,所述土壤温湿度传感器的引脚2与所述单片机的引脚22相连,所述空气温湿度传感器的引脚2与所述单片机的引脚23相连。
由上可见,本实用新型中的装置采用移动终端作为监控终端,其本地测控系统以MSP430F149单片机为控制核心,其信息采集模块实时采集温室内的温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等参数信息,并据此对温室内的喷灌设备、通风设备和照明设备实施本地控制。此外,本地测控信息也通过无线通信模块发送至用户的移动终端,用户可用移动终端了解温室的工作状况,并对其控制元件实施远程操纵,从而构成一个可通过移动终端远程监控的受控温室系统。
附图说明
图1为本实用新型中温室控制装置的结构示意图;
图2为本实用新型中WiFi通信模块的电路示意图;
图3为本实用新型中蓝牙通信模块的电路示意图;
图4为本实用新型中功率驱动电路的电路示意图;
图5为本实用新型中按键电路的电路示意图;
图6为本实用新型中电源模块的电路示意图;
图7为本实用新型中二氧化碳浓度传感器的电路示意图;
图8为本实用新型中光照传感器的电路示意图;
图9为本实用新型中土壤温湿度传感器的电路示意图;
图10为本实用新型中空气温湿度传感器的电路示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,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它实施方式,都应当属于本申请保护的范围。
图1为本实用新型中温室控制装置的结构示意图。如图1所示,所述装置可以包括移动终端1、温室控制机构以及温室机构,其中,所述温室控制机构中包括无线通信模块21、型号为MSP430F149的单片机22、功率驱动接口电路23、传感器接口电路24以及电源模块25,所述无线通信模块21包括型号为ESP8266的WiFi通信模块或者型号为HC05的蓝牙通信模块,所述温室机构中包括土壤温湿度传感器31、空气温湿度传感器32、二氧化碳浓度传感器33、光照传感器34、照明设备35、喷灌设备36以及通风设备37,其中,所述移动终端1与所述无线通信模块21通过WiFi或者蓝牙连接,所述无线通信模块21与所述单片机22相连,所述功率驱动接口电路23中包括与所述照明设备35、喷灌设备36以及通风设备37分别对应的三个功率驱动电路,所述单片机22通过所述三个功率驱动电路与所述照明设备35、喷灌设备36和通风设备37相连,所述单片机22通过所述传感器接口电路24与所述土壤温湿度传感器31、空气温湿度传感器32、二氧化碳浓度传感器33和光照传感器34相连,所述电源模块25用于将6V电压转换为3.3V电压并向所述单片机22供应3.3V的电压。此外,所述装置还包括与所述单片机22相连的型号为LCD5110的显示器26和按键电路27。
请参阅图2,所述WiFi通信模块的引脚8与所述单片机的引脚35相连,所述WiFi通信模块的引脚7和引脚5均与直流电源相连,所述WiFi通信模块的引脚4与所述单片机的引脚34相连,所述WiFi通信模块的引脚1接地。
请参阅图3,所述蓝牙通信模块的引脚3与所述单片机的引脚35相连,所述蓝牙通信模块的引脚4与所述单片机的引脚34相连,所述蓝牙通信模块的引脚1与直流电源相连,所述蓝牙通信模块的引脚2接地。
请参阅图4,以照明设备对应的功率驱动电路为例进行阐述,所述三个功率驱动电路中的每个功率驱动电路均包括达林顿三极管Q1、续流二极管D1、发光二极管LED1和继电器J1。其中,与所述照明设备相对应的功率驱动电路中的达林顿三极管的基极与所述单片机的引脚44相连,与所述喷灌设备相对应的功率驱动电路中的达林顿三极管的基极与所述单片机的引脚45相连,与所述通风设备相对应的功率驱动电路中的达林顿三极管的基极与所述单片机的引脚46相连,所述达林顿三极管的集电极与所述续流二极管D1的正极相连,所述续流二极管D1的负极与所述发光二极管的正极以及所述继电器J1的一端相连,所述发光二极管LED1的负极通过电阻R9与所述继电器J1的另一端相连,所述达林顿三极管的基极与所述续流二极管D1的负极之间连接有分压电阻R6。
在本实用新型中,所述达林顿三极管Q1可以将所述单片机的引脚44输出的控制信号放大后驱动所述继电器J1。所述继电器J1从而可以通过开关K1,来控制照明设备的工作状态。所述照明设备是否处于工作状态可以通过所述发光二极管LED1来指示。所述续流二极管D1用来为了防止继电器J1在断开时产生反电动势损坏电路元件。所述分压电阻R6用来为所述达林顿三极管提供驱动电压。
请参阅图5,所述按键电路包括结构相同的第一按键支路、第二按键支路、第三按键支路以及第四按键支路,其中,每个按键支路均包括相串联的电阻和按键开关。例如,第一按键支路中包括相串联的电阻R2和按键开关BTN2。每个按键支路的一端均与直流电源相连,所述第一按键支路的另一端与所述单片机的引脚12相连,所述第二按键支路的另一端与所述单片机的引脚13相连,所述第三按键支路的另一端与所述单片机的引脚14相连,所述第四按键支路的另一端与所述单片机的引脚15相连。这样,通过控制各个按键支路中按键开关的通断,从而可以向所述单片机下达控制指令。
请参阅图6,所述电源模块包括型号为AMS1117稳压器U3和6V电压输入模块P1,所述6V电压输入模块P1通过保险丝F1与所述稳压器U3的输入端口VIN相连,所述稳压器U3的输入端口VIN与地之间以及输出端口VOUT与地之间分别连接有滤波电容C12、C13,所述稳压器U3的输入端口VIN与地之间还依次连接有第四发光二极管LED4和第十二电阻R12,所述稳压器U3的输出端口VOUT与地之间还依次连接有第五发光二极管LED5和第十三电阻R13。所述稳压器U3可以将6V输入电压转换为3.3V的电压,从而能够为所述单片机供电。所述滤波电容可以保证电路输出电压的稳定。所述第四发光二极管LED4和第五发光二极管LED5能够用来分别指示输入端口VIN和输出端口VOUT的工作状态。
请参阅图7至图10,所述二氧化碳浓度传感器的型号为MG811,所述二氧化碳浓度传感器的引脚3与所述单片机的引脚6相连。所述光照传感器的型号为ISL29003,所述光照传感器的引脚5与所述单片机的引脚20相连,所述光照传感器的引脚6与所述单片机的引脚21相连。所述土壤温湿度传感器和所述空气温湿度传感器的型号均为DHT11,所述土壤温湿度传感器的引脚2与所述单片机的引脚22相连,所述空气温湿度传感器的引脚2与所述单片机的引脚23相连。
由上可见,本实用新型中的装置采用移动终端作为监控终端,其本地测控系统以MSP430F149单片机为控制核心,其信息采集模块实时采集温室内的温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等参数信息,并据此对温室内的喷灌设备、通风设备和照明设备实施本地控制。此外,本地测控信息也通过无线通信模块发送至用户的移动终端,用户可用移动终端了解温室的工作状况,并对其控制元件实施远程操纵,从而构成一个可通过移动终端远程监控的受控温室系统。
上面对本申请的各种实施方式的描述以描述的目的提供给本领域技术人员。其不旨在是穷举的、或者不旨在将本实用新型限制于单个公开的实施方式。如上所述,本申请的各种替代和变化对于上述技术所属领域技术人员而言将是显而易见的。因此,虽然已经具体讨论了一些另选的实施方式,但是其它实施方式将是显而易见的,或者本领域技术人员相对容易得出。本申请旨在包括在此已经讨论过的本实用新型的所有替代、修改、和变化,以及落在上述申请的精神和范围内的其它实施方式。
本说明书中的各个实施方式均采用递进的方式描述,各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
虽然通过实施方式描绘了本申请,本领域普通技术人员知道,本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神,希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (7)

1.一种基于移动终端的温室控制装置,包括移动终端、温室控制机构以及温室机构,其特征在于,所述温室控制机构中包括无线通信模块、型号为MSP430F149的单片机、功率驱动接口电路、传感器接口电路以及电源模块,所述无线通信模块包括型号为ESP8266的WiFi通信模块或者型号为HC05的蓝牙通信模块,所述温室机构中包括土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、光照传感器、照明设备、喷灌设备以及通风设备,其中,所述移动终端与所述无线通信模块通过WiFi或者蓝牙连接,所述无线通信模块与所述单片机相连,所述功率驱动接口电路中包括与所述照明设备、喷灌设备以及通风设备分别对应的三个功率驱动电路,所述单片机通过所述三个功率驱动电路与所述照明设备、喷灌设备和通风设备相连,所述单片机通过所述传感器接口电路与所述土壤温湿度传感器、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照传感器相连,所述电源模块用于将6V电压转换为3.3V电压并向所述单片机供应3.3V的电压。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述WiFi通信模块的引脚8与所述单片机的引脚35相连,所述WiFi通信模块的引脚7和引脚5均与直流电源相连,所述WiFi通信模块的引脚4与所述单片机的引脚34相连,所述WiFi通信模块的引脚1接地。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述蓝牙通信模块的引脚3与所述单片机的引脚35相连,所述蓝牙通信模块的引脚4与所述单片机的引脚34相连,所述蓝牙通信模块的引脚1与直流电源相连,所述蓝牙通信模块的引脚2接地。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述三个功率驱动电路中的 每个功率驱动电路均包括达林顿三极管、续流二极管、发光二极管和继电器,其中,与所述照明设备相对应的功率驱动电路中的达林顿三极管的基极与所述单片机的引脚44相连,与所述喷灌设备相对应的功率驱动电路中的达林顿三极管的基极与所述单片机的引脚45相连,与所述通风设备相对应的功率驱动电路中的达林顿三极管的基极与所述单片机的引脚46相连,所述达林顿三极管的集电极与所述续流二极管的正极相连,所述续流二极管的负极与所述发光二极管的正极以及所述继电器的一端相连,所述发光二极管的负极通过电阻与所述继电器的另一端相连,所述达林顿三极管的基极与所述续流二极管的负极之间连接有分压电阻。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括与所述单片机相连的型号为LCD5110的显示器和按键电路,其中,所述按键电路包括结构相同的第一按键支路、第二按键支路、第三按键支路以及第四按键支路,其中,每个按键支路均包括相串联的电阻和按键开关,每个按键支路的一端均与直流电源相连,所述第一按键支路的另一端与所述单片机的引脚12相连,所述第二按键支路的另一端与所述单片机的引脚13相连,所述第三按键支路的另一端与所述单片机的引脚14相连,所述第四按键支路的另一端与所述单片机的引脚15相连。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电源模块包括型号为AMS1117稳压器和6V电压输入模块,所述6V电压输入模块通过保险丝与所述稳压器的输入端口相连,所述稳压器的输入端口与地之间以及输出端口与地之间分别连接有滤波电容,所述稳压器的输入端口与地之间还连接有第四发光二极管,所述稳压器的输出端口与地之间还连接有第五发光二极管。
7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述二氧化碳浓度传感器的型号为MG811,所述二氧化碳浓度传感器的引脚3与所述单片机的引脚6相连;所述光照传感器的型号为ISL29003,所述光照传感器的引脚5与所述单片机的引脚20相连,所述光照传感器的引脚6与所述单片机的引脚21相连;所述土壤温湿度传感器和所述空气温湿度传感器的型号均为DHT11,所述土壤温湿度传感器的引脚2与所述单片机的引脚22相连,所述空气温湿度传感器的引脚2与所述单片机的引脚23相连。
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