CN206978206U - 一种基于模块化设计思想的高适用性智能温室大棚 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于模块化设计思想的高适用性智能温室大棚，保障智能化温室大棚的简约高效性。本实用新型的八大模块化系统包含：温度检测调控模块、湿度检测调控模块、光照强度检测与补光模块、土壤湿度检测与营养液滴灌装置、二氧化碳浓度检测与控制模块、土壤酸碱度检测模块、远程监控模块、上位机模块。本实用新型采用模块化的设计思路，使得大棚能因地制宜，即在特定的区域环境内配置包含特定模块的温室大棚来种植特定的品种的农作物，这种面对特定对象的种植思想将优化大棚系统的资源配置，减少资源浪费。

Description

一种基于模块化设计思想的高适用性智能温室大棚

技术领域

本实用新型涉及一种智能化温室大棚，具体说，是特别涉及一种基于模块化设计思想智能温室大棚。

背景技术

随着国民经济的迅速发展，现代农业得到了飞速的发展，温室大棚已成为高效农业的一个重要组成部分。近几年温室大棚已经逐步向智能化发展，智能化温室大棚拥有综合环境控制系统，利用该系统可以直接调节室内温、光、水、肥、气等诸多因素，可以实现全年高产、稳步精细蔬菜、花卉，经济效益得到很大的改善。但是现存的智能化温室大棚仍然存在以下问题：其一，现存的温室大棚适用范围小，往往只适用于种植某种特定的的农作物，而不舍用与其他作物。其二，现存的温室大棚资源配置不合理。据研究，调控植物生长所需要的不同的硬件模块分别为：温度检测调控模块、湿度检测调控模块、光照强度检测与补光模块、土壤湿度检测与营养液滴灌装置、二氧化碳浓度检测与控制模块、土壤酸碱度检测模块、远程监控模块、植物生长条件及数据分析的SQL数据库以及APP上位机模块。这八大模块相互独立又相互补充，如果没有对大棚进行模块化设计，则很容易出现资源浪费，或者资源配置不合理的问题。其三，现存的温室大棚通过多种传感器获得的二氧化碳浓度、温湿度等数据只作显示和内部控制标志只用，而没有在当前大数据时代的背景下引进数据分析方法，得出科学合理的种植方案。解决这些问题成为当前智能化温室大棚发展的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，解决农业领域中现有的温室大棚在实际应用中出现的资源浪费、硬件配置不合理、实用性弱、适用范围小、能源浪费严重、农作物种植效率低等问题，结合当下“大数据”和“互联网+”时代技术背景，提供一种基于模块化设计思想的高适用性智能温室大棚，保障智能化温室大棚的简约高效性。

为达到上述目的，本实用新型采用以下方案：

一种基于模块化设计思想的高适用性智能温室大棚，包含有：八大模块化系统，其架构组成为八大模块化系统(八大模块的控制系统)、“互联网+”相结合系统(接入互联网的手机APP)、智能化的SQL数据分析系统(基于Mysql的小型种植数据分析系统)，八大模块化系统、“互联网+”相结合系统、智能化的SQL数据分析系统之间相互无线连接；

八大模块化系统由温度检测调控模块、湿度检测调控模块、光照强度检测与补光模块、土壤湿度检测与营养液滴灌装置、二氧化碳浓度检测与控制模块、土壤酸碱度检测模块、远程监控模块、上位机模块(植物生长条件及数据分析的SQL数据库以及APP)组成；

温度检测调控模块、湿度检测调控模块、光照强度检测与补光模块、土壤湿度检测与营养液滴灌装置、二氧化碳浓度检测与控制模块、土壤酸碱度检测模块分别连接主控芯片，主控芯片通过无线收发器连接远程监控模块、上位机模块，远程监控模块连接上位机模块。

进一步，在一些实施例中，主控芯片采用基于ARM9处理器核心模块的LPC1250；

温度检测调控模块包含温度传感器与温度控制器，温度传感器采用 DS18B温度传感器，温度控制器为加热灯与排气扇，温度传感器、加热灯、排气扇分别连接主控芯片；

湿度检测调控模块包含湿度传感器与湿度控制器，湿度传感器采用DHT湿度传感器，湿度控制器采用超声波加湿器，湿度传感器与超声波加湿器分别连接主控芯片；

光照强度检测与补光模块包含光照传感器与多颜色LED灯，光照传感器与多颜色LED灯分别连接主控芯片；

土壤湿度检测与营养液滴灌装置包含土壤湿度传感器与滴灌装置，土壤湿度传感器与滴灌装置分别连接主控芯片；

二氧化碳浓度检测与控制模块包含二氧化碳浓度传感器、排气扇、二氧化碳生成器，含二氧化碳浓度传感器、排气扇、二氧化碳生成器分别连接主控芯片；

土壤酸碱度检测模块包含pH值检测仪，pH值检测仪连接主控芯片；

远程监控模块采用Web-camera远程监控模块，包含YUV摄像头与ECS云服务器。

本实用新型一方面，在硬件的配置上，采用模块化的设计思路，使得大棚能因地制宜，即在特定的区域环境内配置包含特定模块的温室大棚来种植特定的品种的农作物，这种面对特定对象的种植思想将优化大棚系统的资源配置，减少资源浪费。另一方面，在数据处理方面，本实用新型不仅仅通过数据库作简单的数据储存，还利用数据分析工具，得到更加科学合理的培育方案。

附图说明

图1为本实用新型实施例的简化架构图；

图2为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本实用新型的优点与精神，藉由以下通过实施例对本实用新型做进一步的阐述。

本实用新型可以解决现有的智能化温室大棚在应用中出现的适用范围小、硬件资源不合理、缺少数据分析过程等问题。

本实用新型的架构如附图1的简化架构图(智能温室大棚简化架构图)所示。整个系统包括三个部分：包含八大模块化系统20(八大模块的控制系统)、“互联网+”相结合系统(接入互联网的手机APP)、智能化的SQL数据分析系统(基于Mysql的小型种植数据分析系统)。

八大模块化系统20是基于各个地方以及各种植物的种植需求不相同，“互联网+”相结合系统是基于现代社会对农业接入互联网有极大的需求，智能化的SQL数据分析系统是基于对植物种植分析的需求。

首先，八大模块的控制系统(八大模块化系统20)主要解决智能化温室大棚在应用中出现的适用范围小、硬件资源配置不合理的问题，在设计上摒弃了传统上将各个传感器集成的到一起的设计方法，转而将温度检测调控模块21、湿度检测调控模块22、光照强度检测与补光模块23、土壤湿度检测与营养液滴灌装置24、二氧化碳浓度检测与控制模块25、土壤酸碱度检测模块26等进行分立模块化设计。这样，新型温室大棚的适用范围便得到极大的扩大，用户在新型大棚内种植了一种农作物，只需根据农作物的特点选择相应的模块安装到大棚系统内，当用户想更换种植种类时，只需更换相应的模块即可，而 无需更换或者重新设计整个智能控制系统。

其次，本实用新型不再采取传统智能温室大棚采集数据，而不利用数据的做法，而是引进了基于MySQL的小型种植数据分析系统。通过建立一个MySQL数据库(上位机模块28的植物生长条件及数据分析的数据库以及APP)，将常见作物所需的生长条件等等数据保存在里面，当用户选择所要种植的作物时调用数据库内的数据,并且对大棚内种植的植物进行数据分析，并通过图形直接呈现出来，适合这种植物生长数据的分析。

最后，本系统通“互联网+”技术让用户可以随时随地通过APP远程查看大棚内作物的生长情况，并对其进行相应的调控。

显而易见，本实用新型所述的技术方案，有效地解决了现有的智能化温室大棚在发展应用中出现的问题。

如图2的结构示意图所示，根据整调控温室大棚内植物生长所需要的不同，在温室大棚内安装上各种传感器模块和调控器，利用无线通信模块(主控芯片连接)将数据上传到服务器，用户在远程通过登录手机APP远程查看大棚内作物的生长情况，并对其进行相应的调控。大棚内可供安装的硬件模块分别为：温度检测调控模块21、湿度检测调控模块22、光照强度检测与补光模块23、土壤湿度检测与营养液滴灌装置24、二氧化碳浓度检测与控制模块25、土壤酸碱度检测模块26、远程监控模块27、上位机模块28(植物生长条件及数据分析的数据库以及APP)。这八大模块相互独立又相互补充，构成了最完备的温室系统。其中，主控芯片采用基于ARM9处理器核心模块的LPC1250。

温度检测调控模块21包含温度传感器与温度控制器，温度传感器采用DS18B温度传感器，温度控制器为加热灯与排气扇，温度传感器、加热灯、排气扇分别连接主控芯片；也可以温度传感器、加热灯、排气扇集成后连接主 控芯片。

湿度检测调控模块22包含湿度传感器与湿度控制器，湿度传感器采用DHT湿度传感器，湿度控制器采用超声波加湿器，湿度传感器与超声波加湿器分别连接主控芯片；也可以湿度传感器与超声波加湿器集成后连接主控芯片。

光照强度检测与补光模块23包含光照传感器与多颜色LED灯，光照传感器与多颜色LED灯分别连接主控芯片；也可以光照传感器与多颜色LED灯集成后连接主控芯片。

土壤湿度检测与营养液滴灌装置24包含土壤湿度传感器与滴灌装置，土壤湿度传感器与滴灌装置分别连接主控芯片；

二氧化碳浓度检测与控制模块25包含二氧化碳浓度传感器、排气扇、二氧化碳生成器，含二氧化碳浓度传感器、排气扇、二氧化碳生成器分别连接主控芯片；

土壤酸碱度检测模块26包含pH值检测仪，pH值检测仪连接主控芯片；

远程监控模块27采用Web-camera远程监控模块，包含YUV摄像头与ECS云服务器，YUV摄像头设置在温室大棚内，YUV摄像头通过网络连接到ECS云服务器。

上位机模块28包含植物生长条件及数据分析的数据库以及APP。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1.一种基于模块化设计思想的高适用性智能温室大棚，其特征在于，包含有：八大模块化系统(20)；

八大模块化系统(20)由温度检测调控模块(21)、湿度检测调控模块(22)、光照强度检测与补光模块(23)、土壤湿度检测与营养液滴灌装置(24)、二氧化碳浓度检测与控制模块(25)、土壤酸碱度检测模块(26)、远程监控模块(27)、上位机模块(28)组成；

温度检测调控模块(21)、湿度检测调控模块(22)、光照强度检测与补光模块(23)、土壤湿度检测与营养液滴灌装置(24)、二氧化碳浓度检测与控制模块(25)、土壤酸碱度检测模块(26)分别连接主控芯片，主控芯片通过无线收发器连接远程监控模块(27)、上位机模块(28)，上位机模块(28)连接远程监控模块(27)。

2.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计思想的高适用性智能温室大棚，其特征在于，所述主控芯片采用基于ARM9处理器核心模块的LPC1250；

温度检测调控模块(21)包含温度传感器与温度控制器，温度传感器采用DS18B温度传感器，温度控制器为加热灯与排气扇，温度传感器、加热灯、排气扇连接主控芯片；

湿度检测调控模块(22)包含湿度传感器与湿度控制器，湿度传感器采用DHT湿度传感器，湿度控制器采用超声波加湿器，湿度传感器与超声波加湿器连接主控芯片；

光照强度检测与补光模块(23)包含光照传感器与多颜色LED灯，光照传感器与多颜色LED灯连接主控芯片；

土壤湿度检测与营养液滴灌装置(24)包含土壤湿度传感器与滴灌装置， 土壤湿度传感器与滴灌装置连接主控芯片；

二氧化碳浓度检测与控制模块(25)包含二氧化碳浓度传感器、排气扇、二氧化碳生成器，含二氧化碳浓度传感器、排气扇、二氧化碳生成器连接主控芯片；

土壤酸碱度检测模块(26)包含pH值检测仪，pH值检测仪连接主控芯片；

远程监控模块(27)采用Web-camera远程监控模块，包含YUV摄像头与ECS云服务器。