CN208297987U

CN208297987U - 基于物联网的大棚温度管理系统

Info

Publication number: CN208297987U
Application number: CN201820979425.5U
Authority: CN
Inventors: 韩加国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2018-12-28
Anticipated expiration: 2028-06-25

Abstract

本实用新型涉及大棚温度管理技术领域，尤其涉及基于物联网的大棚温度管理系统，本实用新型采用以单片机单元、温度传感器、WIFI模块为核心的大棚温度环境监测、WIFI无线监测控制系统，解决传统大棚温度必须就近监控的技术问题，达到了自动监测大棚温度环境参数、自动控制大棚温度的技术效果；采用双路采集温度进行差分积分运算、并利用温漂电路进行温度校正的技术设计，解决了单一线路温度采集易出故障的技术问题，达到了通过差积分保证温度采集准确的技术效果；采用室内空气、室内土壤和室外空气三重温度采集的技术设计，解决了单一位置温度采集数据不准确的技术问题，实现了精准检测大棚温度、分布温度采集的技术效果。

Description

基于物联网的大棚温度管理系统

技术领域

本实用新型涉及大棚温度管理技术领域，尤其涉及基于物联网的大棚温度管理系统。

背景技术

在生活中，能量对于所有生物的重要性不言而喻，而温度则是能量的一个很重要的体现，所有生物跟温度都有着密不可分的关系。自从第一次工业革命以来，温度的控制对于工业的发展有着十分重要的作用，可以说掌控了温度，就掌控了工业发展的命脉。中国是个农业大国，而有农作物的生长跟温度有很大的关系，因此可以说温度的控制在农业的生产中也十分重要。限制我国农业发展的两个难题是耕地面积少和气候条件复杂，虽然说中国地大物博，但人口众多，耕地面积少，加上日益破坏严重的环境，人均占有的耕地面积就更少，这极大的制约了我国农业的发展。温室大棚技术的出现就是其中一个解决这两个难题的好方法。温室大棚通过温度控制建立一个适合农作物生长的人工气候环境，从而大大提高农作物产量。同时，温室大棚几乎可以建立在任何地方和任何环境，不用考虑地理因素和和环境因素，因此可以很好的解决制约农业发展中耕地面积少和气候条件差这两个难题，为农业的发展带来巨大的贡献。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了基于物联网的大棚温度管理系统，采用以单片机单元、温度传感器、WIFI模块为核心的大棚温度环境监测、WIFI无线监测控制系统，解决传统大棚温度必须就近监控的技术问题，达到了自动监测大棚温度环境参数、自动控制大棚温度的技术效果；采用双路采集温度进行差分积分运算、并利用温漂电路进行温度校正的技术设计，解决了单一线路温度采集易出故障的技术问题，达到了通过差积分保证温度采集准确的技术效果；采用室内空气、室内土壤和室外空气三重温度采集的技术设计，解决了单一位置温度采集数据不准确的技术问题，实现了精准检测大棚温度、分布温度采集的技术效果。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：包括大棚、中央控制模块、若干个温度采集模块、空调和若干个排风电扇；大棚包括室内和室外，大棚室内土壤和空气中随机安装有若干个温度采集模块，大棚室外周边安装有若干个温度采集模块；空调安装在大棚室内正中央，若干个排风电扇分布安装在大棚室内四周；

中央控制模块包括MCU单元A、WIFI模块A、GPRS模块和电源模块；GPRS模块一侧连接MCU单元A的串口，GPRS模块另一侧连接手机；电源模块连接MCU单元A的电源脚；MCU单元A一侧IO连接有键盘和显示屏，MCU单元A另一侧串行连接WIFI模块A；

WIFI模块A无线连接有WIFI模块B、WIFI模块C和WIFI模块D，WIFI模块B的一侧连接温度采集模块；WIFI模块C的一侧连接排风电扇；WIFI模块D的一侧连接空调；

进一步优化本技术方案，所述的温度采集模块包括温度传感器A、温度传感器B、A/D转换电路、温漂校正电路和MCU单元B；温度传感器A的输出端连接有滤波放大电路A，温度传感器B的输出端连接有滤波放大电路B；滤波放大电路A的输出端和滤波放大电路B的输出端同时连接差分电路的输入端；滤波放大电路A的输出端和滤波放大电路B的输出端同时连接积分电路的输入端；A/D转换电路的输入端连接差分电路和积分电路，A/D转换电路的输出端连接缓存器，A/D转换电路通过缓存器连接MCU单元B的IO口；温漂校正电路的输出端连接滤波放大电路A、滤波放大电路B和A/D转换电路；WIFI模块B连接在MCU单元B的串口上；

进一步优化本技术方案，所述的大棚室内布置有WIFI环境；

进一步优化本技术方案，所述的温度传感器A和温度传感器B为PT100传感器；

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、本系统使用单片机系统作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有极高性能价格比，价格低廉实惠，适用于普遍推广；2、本系统利用WIFI环境使整体结构布线少、控制方式简单有效，系统环保节能；3、利用双路监测和多位置监测保证环境温度采集的准确性。

附图说明

图1是本实用新型结构布置图；

图2是中央控制模块内部结构图；

图3是温度采集模块内部结构图；

图4是温度采集内容图；

图5是工作流程图。

图中，1、大棚；2、温度采集模块；3、空调；4、排风电扇；5、MCU单元A；6、电源模块；7、GPRS模块；8、键盘；9、显示屏；10、手机；11、WIFI模块A；12、WIFI模块B；13、WIFI模块C；14、WIFI模块D；15、温度传感器A；16、温度传感器B；17、滤波放大电路A；18、滤波放大电路B；19、温漂校正电路；20、差分电路；21、积分电路；22、A/D转换电路；23、缓存器；24、MCU单元B；25、中央控制模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

具体实施方式一：如图1-5所示，包括大棚1、中央控制模块25、若干个温度采集模块2、空调3和若干个排风电扇4；大棚1包括室内和室外，大棚1室内土壤和空气中随机安装有若干个温度采集模块2，大棚1室外周边安装有若干个温度采集模块2；空调3安装在大棚1室内正中央，若干个排风电扇4分布安装在大棚1室内四周；

中央控制模块25包括MCU单元A5、WIFI模块A11、GPRS模块7和电源模块6；GPRS模块7一侧连接MCU单元A5的串口，GPRS模块7另一侧连接手机10；电源模块6连接MCU单元A5的电源脚；MCU单元A5一侧IO连接有键盘8和显示屏9，MCU单元A5另一侧串行连接WIFI模块A11；

WIFI模块A11无线连接有WIFI模块B12、WIFI模块C13和WIFI模块D14，WIFI模块B12的一侧连接温度采集模块2；WIFI模块C13的一侧连接排风电扇4；WIFI模块D14的一侧连接空调3；

所述的温度采集模块2包括温度传感器A15、温度传感器B16、A/D转换电路22、温漂校正电路19和MCU单元B24；温度传感器A15的输出端连接有滤波放大电路A17，温度传感器B16的输出端连接有滤波放大电路B18；滤波放大电路A17的输出端和滤波放大电路B18的输出端同时连接差分电路20的输入端；滤波放大电路A17的输出端和滤波放大电路B18的输出端同时连接积分电路21的输入端；A/D转换电路22的输入端连接差分电路20和积分电路21，A/D转换电路22的输出端连接缓存器23，A/D转换电路22通过缓存器23连接MCU单元B24的IO口；温漂校正电路19的输出端连接滤波放大电路A17、滤波放大电路B18和A/D转换电路22；WIFI模块B12连接在MCU单元B24的串口上；

所述的大棚1室内布置有WIFI环境；

所述的温度传感器A15和温度传感器B16为PT100传感器；

图1为本装置的布置结构图，其中大棚1的室内、室外都布置有若干个温度采集模块2，而室内又安装有若干个排风电扇4和一个空调3，其中中央控制模块25可布置在室内或室外，通过在室内布置的WIFI环境远程采集温度，以及控制排风电扇4和空调3。

图2为中央控制模块25的内部结构图，可看出，本装置的核心控制单元为MCU单元A5，其通过来自控制键盘8来实现人工输入控制，并通过显示屏9显示工作状态；其次，MCU单元A5通过GPRS模块7连接手机10，实现远程控制。并通过WIFI模块A11远程连接WIFI模块B12、WIFI模块C13和WIFI模块D14，实现远程对排风电扇4和空调3的控制。

图3中，通过双路温度传感器A15和温度传感器B16对温度的采集，并通过滤波放大电路A17和滤波放大电路B18分别对两路信号进行滤波放大，然后通过差分电路20和积分电路21对两路信号进行差分，排除一路损坏后温度采集的不准确性，实现对系统温度的校正，防止误差。

图4采用室内空气、室内土壤和室外空气三重温度采集的技术设计，解决了单一位置温度采集数据不准确的技术问题，实现了精准检测大棚温度、分布温度采集的技术效果。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims

1.基于物联网的大棚温度管理系统，其特征在于：包括大棚（1）、中央控制模块（25）、若干个温度采集模块（2）、空调（3）和若干个排风电扇（4）；大棚（1）包括室内和室外，大棚（1）室内土壤和空气中随机安装有若干个温度采集模块（2），大棚（1）室外周边安装有若干个温度采集模块（2）；空调（3）安装在大棚（1）室内正中央，若干个排风电扇（4）分布安装在大棚（1）室内四周；

中央控制模块（25）包括MCU单元A（5）、WIFI模块A（11）、GPRS模块（7）和电源模块（6）；GPRS模块（7）一侧连接MCU单元A（5）的串口，GPRS模块（7）另一侧连接手机（10）；电源模块（6）连接MCU单元A（5）的电源脚；MCU单元A（5）一侧IO连接有键盘（8）和显示屏（9），MCU单元A（5）另一侧串行连接WIFI模块A（11）；

WIFI模块A（11）无线连接有WIFI模块B（12）、WIFI模块C（13）和WIFI模块D（14），WIFI模块B（12）的一侧连接温度采集模块（2）；WIFI模块C（13）的一侧连接排风电扇（4）；WIFI模块D（14）的一侧连接空调（3）。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的大棚温度管理系统，其特征在于：温度采集模块（2）包括温度传感器A（15）、温度传感器B（16）、A/D转换电路（22）、温漂校正电路（19）和MCU单元B（24）；温度传感器A（15）的输出端连接有滤波放大电路A（17），温度传感器B（16）的输出端连接有滤波放大电路B（18）；滤波放大电路A（17）的输出端和滤波放大电路B（18）的输出端同时连接差分电路（20）的输入端；滤波放大电路A（17）的输出端和滤波放大电路B（18）的输出端同时连接积分电路（21）的输入端；A/D转换电路（22）的输入端连接差分电路（20）和积分电路（21），A/D转换电路（22）的输出端连接缓存器（23），A/D转换电路（22）通过缓存器（23）连接MCU单元B（24）的IO口；温漂校正电路（19）的输出端连接滤波放大电路A（17）、滤波放大电路B（18）和A/D转换电路（22）；WIFI模块B（12）连接在MCU单元B（24）的串口上。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的大棚温度管理系统，其特征在于：大棚（1）室内布置有WIFI环境。

4.根据权利要求2所述的基于物联网的大棚温度管理系统，其特征在于：温度传感器A（15）和温度传感器B（16）为PT100传感器。