CN206805206U - 一种基于ZigBee技术与Internet的远程闭环控制式植物监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于ZigBee技术与Internet的远程闭环控制式植物监控系统,包括主控器、云服务器、用于访问云服务器的应用设备、ZigBee协调器、第一ZigBee终端节点、第二ZigBee终端节点、第三ZigBee终端节点、第四ZigBee终端节点、第五ZigBee终端节点、装设于植物培养现场的摄像头。本系统在培养现场利用ZigBee进行采集环境信息以及反馈调节，将各个终端节点的传感器信息通过ZigBee自组网的形式传送给ZigBee协调器，ZigBee协调器通过RS232通讯方式将数据发送给主控器，主控器将数据进行协议转换为TCP/IP协议并发送到远程云服务器上，通过应用设备访问云服务器以此实现远程监测及控制植物培养状况。

Description

一种基于ZigBee技术与Internet的远程闭环控制式植物监控 系统

技术领域

本实用新型涉及一种监控系统，特别是一种基于ZigBee技术与Internet的远程闭环控制式植物监控系统。

背景技术

在温室里进行植物种植已经成为一种流行趋势，随着温室种植植物的规模不断扩大，对温室种植植物的自动化程度要求日渐提高。然而，目前温室的灌溉、检测和控制等主要靠人工来进行，效率低下，而且还浪费各种资源；另一方面，由于温室大棚的所在地大多比较偏僻，对研究人员对大棚现场数据的采集和分析以及农业人员提供技术指导带来的不便。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种基于ZigBee技术与Internet的远程闭环控制式植物监控系统，以克服现有技术中存在的问题。

本实用新型采用如下技术方案：一种基于ZigBee技术与Internet的远程闭环控制式植物监控系统,其特征在于：包括主控器、云服务器、用于访问云服务器的应用设备、ZigBee协调器、第一ZigBee终端节点、第二ZigBee终端节点、第三ZigBee终端节点、第四ZigBee终端节点、第五ZigBee终端节点、装设于植物培养现场的摄像头，所述主控器与云服务器通过WIFI连接，所述主控器与所述ZigBee协调器连接，所述摄像头与所述云服务器通过WiFi连接，第一ZigBee终端节点上连接有用于采集培养植物现场温度的温度传感器、用于对培养植物现场进行加温的升温装置、用于对培养植物现场进行降温的降温装置，第二ZigBee终端节点上连接有用于采集培养植物现场湿度的湿度传感器、用于对培养植物现场进行加湿的加湿装置、用于对培养植物现场进行除湿的除湿装置，第三ZigBee终端节点上连接有用于采集培养植物现场光照强度的光照传感器、用于对培养植物现场进行补光的智能补光系统、用于对培养植物现场光照强度进行减弱的遮阳装置，第四ZigBee终端节点上连接有用于采集培养液酸碱度的酸碱度传感器、用于检测植物叶面蒸腾量的植物叶面蒸腾传感器、用于检测培养植物二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器，第五ZigBee终端节点上连接有用于采集培养液液面高度信息的液面传感器、用于对注入的营养液进行自动配比的营养配比器、用于控制是否将营养液注入培养液中的电磁阀。

优选的，所述主控器还与一LCD显示屏连接。

优选的，所述主控器为ARM11主控器。

优选的，所述摄像头为IP摄像头。

上述对本实用新型结构和方法的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点：本系统在培养现场利用ZigBee进行采集环境信息以及反馈调节，将各个终端节点的传感器信息通过ZigBee自组网的形式传送给ZigBee协调器，ZigBee协调器通过RS232通讯方式将数据发送给主控器，主控器将数据进行协议转换为TCP/IP协议并发送到远程云服务器上，通过应用设备访问云服务器以此实现远程监测及控制植物培养状况。

附图说明

图1为本实用新型的一种基于ZigBee技术与Internet的远程闭环控制式植物监控系统的连接示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。

参照图1，一种基于ZigBee技术与Internet的远程闭环控制式植物监控系统,包括主控器、云服务器、用于访问云服务器的应用设备、ZigBee协调器、第一ZigBee终端节点、第二ZigBee终端节点、第三ZigBee终端节点、第四ZigBee终端节点、第五ZigBee终端节点、装设于植物培养现场的摄像头。所述主控器与云服务器通过WIFI连接，所述主控器与所述ZigBee协调器连接。所述摄像头与所述云服务器通过WiFi连接。第一ZigBee终端节点上连接有用于采集培养植物现场温度的温度传感器、用于对培养植物现场进行加温的升温装置、用于对培养植物现场进行降温的降温装置，温度传感器采用DS18B20，降温装置与升温装置可以采用一定的设备进行维持培养现场的温度在适宜的动态范围。第二ZigBee终端节点上连接有用于采集培养植物现场湿度的湿度传感器、用于对培养植物现场进行加湿的加湿装置、用于对培养植物现场进行除湿的除湿装置，湿度传感器采用SHT20，除湿装置与加湿装置可以采用一定的除湿加湿设备进行维持植物培养现场湿度在适宜的动态范围内。第三ZigBee终端节点上连接有用于采集培养植物现场光照强度的光照传感器、用于对培养植物现场进行补光的智能补光系统、用于对培养植物现场光照强度进行减弱的遮阳装置，光照传感器采用BH1750FVI模块，其中智能补光系统可以实现多种比例的红蓝光的自动切换，以满足不同植物能达到光合作用的最大值，以此实现植物的快速生长。当光照强度过强时，此时遮阳装置启动，以此来维持植物培养现场的光强在适宜的动态范围内。第四ZigBee终端节点上连接有用于采集培养液酸碱度的酸碱度传感器、用于检测植物叶面蒸腾量的植物叶面蒸腾传感器、用于检测培养植物二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器，这里二氧化碳传感器采用MG811模块，酸碱度传感器采用PH值检测采集模块。第五ZigBee终端节点上连接有用于采集培养液液面高度信息的液面传感器、用于对注入的营养液进行自动配比的营养配比器、用于控制是否将营养液注入培养液中的电磁阀。第五个ZigBee终端节点主要为植物提供适宜的营养液，满足植物的生长需求。首先通过液面传感器进行判断是否需要加注营养液，当需要加注营养时，通过远程设置营养配比器的比例，自动将营养液配好。根据液面的高度判断，自动打开电磁阀将液体注入到植物的培养现场，并使得液面高度在设定的动态范围内，以此实现植物的快速生长。这五个ZigBee终端节点通过组成星状结构，利用ZigBee网络定时将数据发送给ZigBee协调器。

参照图1，所述主控器还与一LCD显示屏连接。采集到的信息实时的在可触屏控制的LCD显示屏上进行显示，这里LCD显示屏采用全真彩、电容屏的TFTLCD，可以通过触摸屏幕来调节环境温度、湿度、光照、营养液高度、光照比例等参数范围，使得植物在设定的环境参数范围内正常生长。

参照图1，所述主控器为ARM11主控器。ARM11主控器在这里起到三个作用。第一，充当ZigBee网关，将ZigBee采集到数据进行协议转换为Internet可以进行通信的TCP/IP协议形式。第二，采集到的信息实时的在可触屏控制的LCD显示屏上进行显示，这里LCD显示屏采用全真彩、电容屏的TFTLCD，可以通过触摸屏幕来调节环境温度、湿度、光照、营养液高度、光照比例等参数范围，使得植物在设定的环境参数范围内正常生长。第三，将协议转换后的数据利通过WiFi模块将数据发送到远程云服务器上，这里ARM11主控器与WiFi模块通过RS232的方式进行通讯，这里WiFi模块采用安信可科技有限公司提供的无线通信解决方案ESP8266模块。

参照图1，所述摄像头为IP摄像头。在培养现场还要加上IP摄像头进行采集培养现场的植物生长状况，并利用WiFi的通信方式将采集的数据发送到云服务器上，便于我们进行实时查看现场的植物长势。

参照图1，本系统的工作原理如下：在ZigBee协调器收到各个ZigBee终端节点的信息后，ZigBee协调器利用RS232通信方式将数据发送给ARM11主控器上。ARM11主控器通过WiFi模块将数据以一定协议的形式数据包发送到云服务器后。在云服务器通过建立数据库，将远程下位机的数据包进行解析，将对应的数据存储到对应用户具体参数ID上。与此同时，在服务器上也提供API接口和用户名身份验证，便于应用层进行访问数据和保证数据的安全性。在应用层通过建立网页来访问云服务器的数据，将数据图表的形式进行显示，也可开发微信公众号与手机APP来访问服务器，对数据进行处理，可以直观的观察数据的走势，为调节培养现场的环境参数提供依据。在应用层可以发送控制命令给植物培养现场，这个过程为应用设备将命令发给服务器，服务器将命令形式透传给ARM11主控器，ARM11主控器将数据协议进行转换发送给ZigBee协调器，ZigBee协调器根据数据的形式发送给指定的ZigBee终端节点，ZigBee终端节点在收到数据后，进行解析数据的命令信息，来进行启动相应反馈执行机构，以此可以完成对培养现场的远程控制作用。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为，例如：本具体实施例中仅列举了五个ZigBee终端节点，在具体实施过程中，可以根据需要设置更多的ZigBee终端节点。

Claims (4)

1.一种基于ZigBee技术与Internet的远程闭环控制式植物监控系统，其特征在于：包括主控器、云服务器、用于访问云服务器的应用设备、ZigBee协调器、第一ZigBee终端节点、第二ZigBee终端节点、第三ZigBee终端节点、第四ZigBee终端节点、第五ZigBee终端节点、装设于植物培养现场的摄像头，所述主控器与云服务器通过WIFI连接，所述主控器与所述ZigBee协调器连接，所述摄像头与所述云服务器通过WiFi连接，第一ZigBee终端节点上连接有用于采集培养植物现场温度的温度传感器、用于对培养植物现场进行加温的升温装置、用于对培养植物现场进行降温的降温装置，第二ZigBee终端节点上连接有用于采集培养植物现场湿度的湿度传感器、用于对培养植物现场进行加湿的加湿装置、用于对培养植物现场进行除湿的除湿装置，第三ZigBee终端节点上连接有用于采集培养植物现场光照强度的光照传感器、用于对培养植物现场进行补光的智能补光系统、用于对培养植物现场光照强度进行减弱的遮阳装置，第四ZigBee终端节点上连接有用于采集培养液酸碱度的酸碱度传感器、用于检测植物叶面蒸腾量的植物叶面蒸腾传感器、用于检测培养植物二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器，第五ZigBee终端节点上连接有用于采集培养液液面高度信息的液面传感器、用于对注入的营养液进行自动配比的营养配比器、用于控制是否将营养液注入培养液中的电磁阀。

2.按照权利要求1所述的一种基于ZigBee技术与Internet的远程闭环控制式植物监控系统，其特征是：所述主控器还与一LCD显示屏连接。

3.按照权利要求1所述的一种基于ZigBee技术与Internet的远程闭环控制式植物监控系统，其特征是：所述主控器为ARM11主控器。

4.按照权利要求1所述的一种基于ZigBee技术与Internet的远程闭环控制式植物监控系统，其特征是：所述摄像头为IP摄像头。