CN207020504U

CN207020504U - 一种基于大数据的温室智能管理平台

Info

Publication number: CN207020504U
Application number: CN201720936095.7U
Authority: CN
Inventors: 柳军; 刘建龙; 孟力力; 皮杰; 徐磊; 夏礼如; 蒋希芝
Original assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2018-02-16
Anticipated expiration: 2027-07-28

Abstract

本实用新型公开了一种基于大数据的温室智能管理平台，所述温室智能管理平台包括传感器节点、传感接口、无线传感网络、网关接口、主控单元、能源管理模块、太阳能发电板、锂电池组、存储器模块、人机界面、报警装置以及基于大数据的云服务器。本实用新型通过对新型温室的土壤和环境进行实时检测和显示，使得工作人员可以实时了解农业基地的情况，并在环境异常时发出报警信号，使得工作人员能够及时处理环境问题，以确保新型温室的稳定经济运行；通过无线传感网络将数据信息传输至基于大数据的云服务器，使得工作人员可以查询温室各个时间节点的环境数据信息。

Description

一种基于大数据的温室智能管理平台

技术领域

本实用新型涉及自动化控制技术领域，具体涉及一种基于大数据的温室智能管理平台。

背景技术

随着设施面积的逐年跳跃式的增加，设施结构的不断改善，新型温室设备的加入，引起温室运行能耗的巨大变化，设施农业逐步成为高耗能产业之一，同时部分地区蔬菜价格浮动很大，如何在生产过程中，通过温室运行管理，动态平衡生产能耗投入与预期收益，为生产管理者提供可见可预期的决策建议。

我们首先要解决的就是设计一种用于新型温室的低功耗可实现无线传输的温室环境监控系统，以对温室环境和土壤进行实时检测和显示，并在环境异常时发出报警信号，以确保工作人员能够实时了解温室环境并及时处理环境问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种基于大数据的温室智能管理平台，对温室环境和土壤进行实时检测和显示，并在环境异常时发出报警信号，以确保工作人员能够实时了解温室环境并及时处理环境问题；通过无线传感网络将数据信息传输至基于大数据的云服务器，使得工作人员可以查询温室各个时间节点的环境数据信息。

本实用新型具体为一种基于大数据的温室智能管理平台，所述温室智能管理平台包括传感器节点、传感接口、无线传感网络、网关接口、主控单元、能源管理模块、太阳能发电板、锂电池组、存储器模块、人机界面、报警装置以及基于大数据的云服务器，所述传感器节点、所述传感接口、所述无线传感网络、所述网关接口以及所述主控单元依次连接，所述主控单元还连接到所述存储器模块、所述人机界面、所述报警装置以及所述能源管理模块，所述主控单元还通过无线传感网络连接到所述基于大数据的云服务器，所述能源管理模块还连接到所述太阳能发电板以及所述锂电池组，所述太阳能发电板还连接到所述锂电池组，所述传感器节点包括空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器、CO₂浓度传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器以及盐碱度传感器，所述无线传感网络包括射频模块、以太网模块、GPRS模块以及WiFi模块；所述空气温度传感器对温室的环境温度进行检测，所述空气湿度传感器对温室的环境湿度进行检测，所述光照度传感器对温室的光照度进行检测，所述CO₂浓度传感器对温室的CO₂浓度进行检测，所述土壤水分传感器对土壤的湿度进行检测，所述土壤温度传感器对土壤的温度进行检测，所述盐碱度传感器对土壤的盐碱度进行检测；所述传感器节点将检测到的数据信息通过所述无线传感网络传送至所述主控单元；所述主控单元将接收到的数据信息存储到所述存储器模块，并对数据信息进行比较判断，在所述数据信息超出设定的阈值范围时，控制所述报警装置进行报警；所述主控单元还通过所述能源管理模块对所述太阳能发电板以及所述锂电池组的电量进行控制；所述太阳能发电板发出的电量一方面给所述温室环境监控系统进行供电，一方面存储于所述锂电池组；所述主控单元还通过无线传感网络将数据信息传输至所述基于大数据的云服务器，使得工作人员可以查询温室各个时间节点的环境数据信息。

进一步的，所述能源管理模块采用升压型DC/DC转换芯片MAX1678，该芯片典型输出为3.3V，可调输出为2.0-5.5V，同时具有欠压保护、报警功能。所述能源管理模块的升压转换电路包括MAX1678芯片、锂电池组、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及电感L1，所述锂电池组的正极连接到电感L1的第一端，锂电池组的正极、电容C1的第一端、电阻R1的第一端、电阻R2的第一端、电感L1的第一端均连接到MAX1678芯片的BATT端子，锂电池组的负极与电容C1的第二端连接后接地，电阻R1的第二端连接到MAX1678芯片的SHDN端子，电阻R2的第二端连接到MAX1678芯片的PFI端子，电阻R2的第二端连接到电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接到电阻R4的第一端并接地，电阻R4的第二端连接到MAX1678芯片的PFO端子，电感L1的第二端连接到MAX1678芯片的LX端子，电容C2的第一端连接到MAX1678芯片的OUT端子，MAX1678芯片的OUT端子输出3.3V直流电压，电容C2的第二端连接到MAX1678芯片的FB端子并接地，MAX1678芯片的GND端子接地。进一步的，所述主控单元采用具有Cortex-M3内核的SIM32F103系列32位嵌入式微处理器，该系列微处理器工作频率为72MHz，内置高达128K字节的Flash存储器和20K字节的SRAM。

本实用新型通过对新型温室的土壤和环境进行实时检测和显示，使得工作人员可以实时了解农业基地的情况，并在环境异常时发出报警信号，使得工作人员能够及时处理环境问题，以确保新型温室的稳定经济运行；通过无线传感网络将数据信息传输至基于大数据的云服务器，使得工作人员可以查询温室各个时间节点的环境数据信息。

附图说明

图1是本实用新型一种基于大数据的温室智能管理平台的结构示意图；

图2是本实用新型能源管理模块的升压转换电路图；

图3是本实用新型主控单元的硬件原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型一种基于大数据的温室智能管理平台的具体实施方式做详细阐述。

如图1所示，本实用新型的温室智能管理平台包括传感器节点、传感接口、无线传感网络、网关接口、主控单元、能源管理模块、太阳能发电板、锂电池组、存储器模块、人机界面、报警装置以及基于大数据的云服务器，所述传感器节点、所述传感接口、所述无线传感网络、所述网关接口以及所述主控单元依次连接，所述主控单元还连接到所述存储器模块、所述人机界面、所述报警装置以及所述能源管理模块，所述主控单元还通过无线传感网络连接到所述基于大数据的云服务器，所述能源管理模块还连接到所述太阳能发电板以及所述锂电池组，所述太阳能发电板还连接到所述锂电池组，所述传感器节点包括空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器、CO₂浓度传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器以及盐碱度传感器，所述无线传感网络包括射频模块、以太网模块、GPRS模块以及WiFi模块；所述空气温度传感器对温室的环境温度进行检测，所述空气湿度传感器对温室的环境湿度进行检测，所述光照度传感器对温室的光照度进行检测，所述CO₂浓度传感器对温室的CO₂浓度进行检测，所述土壤水分传感器对土壤的湿度进行检测，所述土壤温度传感器对土壤的温度进行检测，所述盐碱度传感器对土壤的盐碱度进行检测；所述传感器节点将检测到的数据信息通过所述无线传感网络传送至所述主控单元；所述主控单元将接收到的数据信息存储到所述存储器模块，并对数据信息进行比较判断，在所述数据信息超出设定的阈值范围时，控制所述报警装置进行报警；所述主控单元还通过所述能源管理模块对所述太阳能发电板以及所述锂电池组的电量进行控制；所述太阳能发电板发出的电量一方面给所述温室环境监控系统进行供电，一方面存储于所述锂电池组；所述主控单元还通过无线传感网络将数据信息传输至所述基于大数据的云服务器，使得工作人员可以查询温室各个时间节点的环境数据信息。

如图2所示，所述能源管理模块采用升压型DC/DC转换芯片MAX1678，该芯片典型输出为3.3V，可调输出为2.0-5.5V，同时具有欠压保护、报警功能。所述能源管理模块的升压转换电路包括MAX1678芯片、锂电池组、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及电感L1，所述锂电池组的正极连接到电感L1的第一端，锂电池组的正极、电容C1的第一端、电阻R1的第一端、电阻R2的第一端、电感L1的第一端均连接到MAX1678芯片的BATT端子，锂电池组的负极与电容C1的第二端连接后接地，电阻R1的第二端连接到MAX1678芯片的SHDN端子，电阻R2的第二端连接到MAX1678芯片的PFI端子，电阻R2的第二端连接到电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接到电阻R4的第一端并接地，电阻R4的第二端连接到MAX1678芯片的PFO端子，电感L1的第二端连接到MAX1678芯片的LX端子，电容C2的第一端连接到MAX1678芯片的OUT端子，MAX1678芯片的OUT端子输出3.3V直流电压，电容C2的第二端连接到MAX1678芯片的FB端子并接地，MAX1678芯片的GND端子接地。

如图3所示，所述主控单元采用具有Cortex-M3内核的SIM32F103系列32位嵌入式微处理器，该系列微处理器工作频率为72MHz，内置高达128K字节的Flash存储器和20K字节的SRAM。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本实用新型的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims

1.一种基于大数据的温室智能管理平台，其特征在于，所述温室智能管理平台包括传感器节点、传感接口、无线传感网络、网关接口、主控单元、能源管理模块、太阳能发电板、锂电池组、存储器模块、人机界面、报警装置以及基于大数据的云服务器，所述传感器节点、所述传感接口、所述无线传感网络、所述网关接口以及所述主控单元依次连接，所述主控单元还连接到所述存储器模块、所述人机界面、所述报警装置以及所述能源管理模块，所述主控单元还通过无线传感网络连接到所述基于大数据的云服务器，所述能源管理模块还连接到所述太阳能发电板以及所述锂电池组，所述太阳能发电板还连接到所述锂电池组，所述传感器节点包括空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器、CO2浓度传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器以及盐碱度传感器，所述无线传感网络包括射频模块、以太网模块、GPRS模块以及WiFi模块；所述空气温度传感器对温室的环境温度进行检测，所述空气湿度传感器对温室的环境湿度进行检测，所述光照度传感器对温室的光照度进行检测，所述CO2浓度传感器对温室的CO2浓度进行检测，所述土壤水分传感器对土壤的湿度进行检测，所述土壤温度传感器对土壤的温度进行检测，所述盐碱度传感器对土壤的盐碱度进行检测；所述传感器节点将检测到的数据信息通过所述无线传感网络传送至所述主控单元；所述主控单元将接收到的数据信息存储到所述存储器模块，并对数据信息进行比较判断，在所述数据信息超出设定的阈值范围时，控制所述报警装置进行报警；所述主控单元还通过所述能源管理模块对所述太阳能发电板以及所述锂电池组的电量进行控制；所述太阳能发电板发出的电量一方面给所述温室环境监控系统进行供电，一方面存储于所述锂电池组；所述主控单元还通过无线传感网络将数据信息传输至所述基于大数据的云服务器，使得工作人员可以查询温室各个时间节点的环境数据信息；所述主控单元采用具有Cortex-M3内核的SIM32F103系列32位嵌入式微处理器，该系列微处理器工作频率为72MHz，内置高达128K字节的Flash存储器和20K字节的SRAM。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的温室智能管理平台，其特征在于，所述能源管理模块采用升压型DC/DC转换芯片MAX1678，该芯片典型输出为3.3V，可调输出为2.0-5.5V，同时具有欠压保护、报警功能。

3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的温室智能管理平台，其特征在于，所述能源管理模块的升压转换电路包括MAX1678芯片、锂电池组、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及电感L1，所述锂电池组的正极连接到电感L1的第一端，锂电池组的正极、电容C1的第一端、电阻R1的第一端、电阻R2的第一端、电感L1的第一端均连接到MAX1678芯片的BATT端子，锂电池组的负极与电容C1的第二端连接后接地，电阻R1的第二端连接到MAX1678芯片的SHDN端子，电阻R2的第二端连接到MAX1678芯片的PFI端子，电阻R2的第二端连接到电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接到电阻R4的第一端并接地，电阻R4的第二端连接到MAX1678芯片的PFO端子，电感L1的第二端连接到MAX1678芯片的LX端子，电容C2的第一端连接到MAX1678芯片的OUT端子，MAX1678芯片的OUT端子输出3.3V直流电压，电容C2的第二端连接到MAX1678芯片的FB端子并接地，MAX1678芯片的GND端子接地。