CN208386940U - 一种大棚农作物种植信息监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种大棚农作物种植信息监测系统，属于大棚农作物种植信息监测技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种可以采集多种农作物种植参数，并将数据进行统一上传、处理和管理的大棚农作物种植信息监测系统；解决该技术问题采用的技术方案为：包括大棚，所述大棚的内部设置有信息监测装置，所述大棚的棚顶支架上侧设置有日光辐照传感器，所述大棚的棚顶支架下侧设置有至少一个无线摄像机，所述大棚的垂直棚壁上设置有大棚温湿度传感器，所述大棚内部的种植土壤中设置有土壤温湿度传感器和土壤养分速测仪；所述信息监测装置包括中央控制器和无线通信模块，所述中央控制器通过导线与无线通信模块相连；本实用新型应用于农作物种植大棚。
Description
技术领域
本实用新型一种大棚农作物种植信息监测系统，属于大棚农作物种植信息监测技术领域。
背景技术
目前在我国使用大棚种植监控技术已经非常普遍，大棚种植不仅能更有效的管理各种农作物种植，提高对病虫预防和天气灾害的影响，提高农作物的单位产量，同时通过对大棚的温湿度、光照的控制，能种植更多品种、更多不同区域的农作物。
但是目前现有的大棚种植模式已不能适应未来精细化农业的需求，虽然部分大棚已使用信息化手段和现代测量仪器，但是智能化程度远远不够，大部分大棚还是需要人工来采集数据、并由人工启动操作各种测量仪器，且检测参数较为单一，使得农作物生长信息不能及时直观的传输给有关专家，给科研人员对温室现场的数据收集和分析以及为农民及时提供技术指导带来了一定困难；同时传统的监测系统忽略了不同植物生长在不同周期所需的生长环境，在预防病虫害方面无法做出正确的环境参数的调整，诸如此类种植问题不能及时发现，种植问题不能及时有效解决等等，使整个种植管理过程不仅增加了人工成本，降低了管理效率，关键是难以使植物达到最优生长环境。
另外目前使用的监测系统在硬件方面仍有不足，在传统大棚作业区布置各种监控传感器较为困难，且各种数据不能统一上传，信息的处理及管理效率低下。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种可以采集多种农作物种植参数，并将数据进行统一上传、处理和管理的大棚农作物种植信息监测系统；为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种大棚农作物种植信息监测系统，包括大棚，所述大棚的内部设置有信息监测装置，所述大棚的棚顶支架上侧设置有日光辐照传感器，所述大棚的棚顶支架下侧设置有至少一个无线摄像机，所述大棚的垂直棚壁上设置有大棚温湿度传感器，所述大棚内部的种植土壤中设置有土壤温湿度传感器和土壤养分速测仪；
所述信息监测装置包括中央控制器和无线通信模块，所述中央控制器通过导线与无线通信模块相连，所述无线通信模块通过无线网络分别与日光辐照传感器、无线摄像机、大棚温湿度传感器、土壤温湿度传感器、土壤养分速测仪无线连接；
所述中央控制器还通过导线与数据存储模块相连；
所述中央控制器还连接有显示屏和键盘；
所述无线通信模块还通过无线网络与监控中心计算机相连。
所述中央控制器使用的芯片为控制芯片U1；
所述中央控制器的电路结构为：
所述控制芯片U1的1脚并接电容C1的一端后接3.3V输入电源；
所述控制芯片U1的8脚与晶振Y1的一端相连，所述控制芯片U1的9脚与晶振Y1的另一端相连；
所述控制芯片U1的34脚、35脚与无线通信模块相连；
所述控制芯片U1的52脚并接晶振Y2的一端后与电容C3的一端相连，所述控制芯片U1的53脚并接晶振Y2的另一端后与电容C4的一端相连，所述电容C3的另一端并接电容C4的另一端后接地；
所述控制芯片U1的58脚并接电容C5的一端后与电阻R1的一端相连，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R1的另一端接3.3V输入电源；
所述控制芯片U1的62脚、63脚均接地；
所述控制芯片U1的64脚并接电容C2的一端后接3.3V输入电源，所述电容C2的另一端并接电容C1的另一端后接地。
所述无线通信模块使用的芯片为无线通信芯片U2；
所述无线通信模块的电路结构为：
所述无线通信芯片U2的34脚与控制芯片U1的34脚相连；
所述无线通信芯片U2的35脚与控制芯片U1的35脚相连；
所述无线通信芯片U2的32脚并接晶振Y3的一端后与电容C7的一端相连，所述无线通信芯片U2的33脚并接晶振Y3的另一端后与电容C8的一端相连，所述电容C7的另一端并接电容C8的另一端后接地；
所述无线通信芯片U2的1脚并接电容C6的一端后接地，所述无线通信芯片U2的40脚与电容C6的另一端相连；
所述无线通信芯片U2的4脚、39脚、10脚相互连接后接VCC输入电源；
所述无线通信芯片U2的22脚并接晶振Y4的一端后与电容C9的一端相连，所述无线通信芯片U2的23脚并接晶振Y4的另一端后与电容C10的一端相连，所述电容C9的另一端并接电容C10的另一端后接地；
所述无线通信芯片U2的25脚与电容C14的一端相连，所述电容C14的另一端并接电容C15的一端后与电感L2的一端相连，所述电容C15的另一端接地；
所述无线通信芯片U2的26脚与电容C11的一端相连，所述电容C11的另一端并接电感L1的一端后与电容C12的一端相连，所述电感L1的另一端接地，所述电容C12的另一端并接电感L2的另一端后与电容C13的一端相连，所述电容C13的另一端并接无线发射天线E1后接地；
所述无线通信芯片U2的28脚串接电容C16后接地。
所述控制芯片U1的型号为MSP430F1611。
所述无线通信模块（9）具体为Zigbee无线通信模块。
本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供一种信息监控系统，针对与大棚农作物的种植情况，通过在大棚内部不同位置安装相应数据采集装置及传感器，并通过无线网络将数据统一发送至大棚内设置的中转服务器，中转服务器将接收数据进行分析处理和保存后，再将数据上传至上位管理计算机，系统解决了现有技术中有线传感器的局限性，增加了仪器的使用寿命，提高了种植信息处理效率，保存在中转服务器数据存储模块中的数据可随时调取，实现了实验数据的纵向与横向双向比较，并且满足了不同需求的客户端使用者，也使数据所有者的数据私密性得到了保护。
本实用新型通过远程监控方式对大棚种植过程管理模式进行升级，可以在较大程度上弥补我国传统粗旷型大棚种植管理方式的缺陷，利用视频监控装置可以实时监视农业生产中的作物长势，根据植物生长模型分析并推断出最适宜于生产的数据，进而对生产进行调控，达到植物生长的最优生产环境，促进生产；同时在实际生产时，通过对与植物生长有关的各影响因素进行监测分析，进一步解决了科技人员在向农民传授技术时的人力成本、时间成本和资金问题，提高了生产效率和管理效率。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的电路结构示意图；
图3为本实用新型中央控制器的电路图；
图4为本实用新型无线通信模块的电路图；
图中：1为大棚、2为信息监测装置、3为日光辐照传感器、4为无线摄像机、5为大棚温湿度传感器、6为土壤温湿度传感器、7为土壤养分速测仪、8为中央控制器、9为无线通信模块、10为数据存储模块、11为显示屏、12为键盘、13为监控中心计算机。
具体实施方式
如图1至图4所示，本实用新型一种大棚农作物种植信息监测系统，包括大棚1，所述大棚1的内部设置有信息监测装置2，所述大棚1的棚顶支架上侧设置有日光辐照传感器3，所述大棚1的棚顶支架下侧设置有至少一个无线摄像机4，所述大棚1的垂直棚壁上设置有大棚温湿度传感器5，所述大棚1内部的种植土壤中设置有土壤温湿度传感器6和土壤养分速测仪7；
所述信息监测装置2包括中央控制器8和无线通信模块9，所述中央控制器8通过导线与无线通信模块9相连，所述无线通信模块9通过无线网络分别与日光辐照传感器3、无线摄像机4、大棚温湿度传感器5、土壤温湿度传感器6、土壤养分速测仪7无线连接；
所述中央控制器8还通过导线与数据存储模块10相连；
所述中央控制器8还连接有显示屏11和键盘12；
所述无线通信模块9还通过无线网络与监控中心计算机13相连。
所述中央控制器8使用的芯片为控制芯片U1；
所述中央控制器8的电路结构为：
所述控制芯片U1的1脚并接电容C1的一端后接3.3V输入电源；
所述控制芯片U1的8脚与晶振Y1的一端相连，所述控制芯片U1的9脚与晶振Y1的另一端相连；
所述控制芯片U1的34脚、35脚与无线通信模块9相连；
所述控制芯片U1的52脚并接晶振Y2的一端后与电容C3的一端相连，所述控制芯片U1的53脚并接晶振Y2的另一端后与电容C4的一端相连，所述电容C3的另一端并接电容C4的另一端后接地；
所述控制芯片U1的58脚并接电容C5的一端后与电阻R1的一端相连，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R1的另一端接3.3V输入电源；
所述控制芯片U1的62脚、63脚均接地；
所述控制芯片U1的64脚并接电容C2的一端后接3.3V输入电源，所述电容C2的另一端并接电容C1的另一端后接地。
所述无线通信模块9使用的芯片为无线通信芯片U2；
所述无线通信模块9的电路结构为：
所述无线通信芯片U2的34脚与控制芯片U1的34脚相连；
所述无线通信芯片U2的35脚与控制芯片U1的35脚相连；
所述无线通信芯片U2的32脚并接晶振Y3的一端后与电容C7的一端相连，所述无线通信芯片U2的33脚并接晶振Y3的另一端后与电容C8的一端相连，所述电容C7的另一端并接电容C8的另一端后接地；
所述无线通信芯片U2的1脚并接电容C6的一端后接地，所述无线通信芯片U2的40脚与电容C6的另一端相连；
所述无线通信芯片U2的4脚、39脚、10脚相互连接后接VCC输入电源；
所述无线通信芯片U2的22脚并接晶振Y4的一端后与电容C9的一端相连，所述无线通信芯片U2的23脚并接晶振Y4的另一端后与电容C10的一端相连，所述电容C9的另一端并接电容C10的另一端后接地；
所述无线通信芯片U2的25脚与电容C14的一端相连，所述电容C14的另一端并接电容C15的一端后与电感L2的一端相连，所述电容C15的另一端接地；
所述无线通信芯片U2的26脚与电容C11的一端相连，所述电容C11的另一端并接电感L1的一端后与电容C12的一端相连，所述电感L1的另一端接地，所述电容C12的另一端并接电感L2的另一端后与电容C13的一端相连，所述电容C13的另一端并接无线发射天线E1后接地；
所述无线通信芯片U2的28脚串接电容C16后接地。
所述控制芯片U1的型号为MSP430F1611。
所述无线通信模块9具体为Zigbee无线通信模块。
本实用新型提供一套信息监测系统，包括设置在信息监测装置2内的数据使用终端，监控中心计算机13内设置的云服务器，上述终端和服务器通过无线网络与大棚内设置的多种数据采集模块建立连接，使用时，信息监测装置2也可将采集信息发送给电脑PC端或手机APP中，通过内置软件对采集数据进行管理；所述监控中心计算机13内部设置有农业大数据平台，导入的监控采集的种植数据可以与平台数据进行研究比对，并得出正确的环境调整参数，将信息反馈至信息监测装置2的显示屏11上，通知工作人员修改大棚内部相应的环境参数，有利于农作物生长。
所述信息采集装置包括多个环境参数传感器，各传感器将采集的环境参数统一上传至无线通信模块9；
所述日光辐照传感器3用于检测日光在穿透农业大棚内日光的强度，在实际设置时为了方便固定可以将其放在大棚棚顶支架上，为提高采集精度，也可将其设置在农作物枝叶正上方0.5米处；
所述无线摄像机4可以对大棚内的作物生长情况进行视频数据的采集，为保证监控范围全覆盖，具体可在大棚内部设置多台无线摄像机4，保证监控范围无死角；
所述大棚温湿度传感器5可以采集农业大棚内的环境温度及湿度数据，根据具体需要可以将无线传感器布设在温室大棚内的不同位置，不同于传统的传感器布线方式，使用无线传感器不必考虑布线距离和布线位置等问题；
所述土壤温湿度传感器6布设于土壤中，用于监测植物根系附近的土壤温度及湿度数据，布设时需要考虑植物根系深度与覆盖范围；
所述土壤养分速测仪7是一种功能集成度较高的仪器，在脱离实验室的条件下，能独立低成本快速地完成土壤养分测定工作，包括速效氮、速效磷、有效钾、全氮、全磷、全钾、有机质含量，土壤酸碱度及土壤含盐量等，对照土壤养分丰缺指标，就可判断这块土地的养分含量多寡，从而更好地利用土壤自身含有的养分，及时补充含量不足的元素，调节和解决作物需肥与土壤供肥之间的需求。
本使用新型在使用时，可以将多个信息监测装置2设置在多个作物大棚中，在各个不同的大棚中安装一套上述传感器，可以将每个大棚的作物生长环境进行采集，并将所有数据上传至监控中心计算机13进行统一管理。
所述中央控制器8使用的芯片为MSP430系列单片机控制芯片，可以同时接收多路大棚数据，并对采集数据进行高速处理，所述无线通信模块9具体为Zigbee无线通信芯片，支持区域内无线数据的高速传输，设置在大棚监测系统中可保证采集的种植信息快速高效传输。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种大棚农作物种植信息监测系统，其特征在于：包括大棚（1），所述大棚（1）的内部设置有信息监测装置（2），所述大棚（1）的棚顶支架上侧设置有日光辐照传感器（3），所述大棚（1）的棚顶支架下侧设置有至少一个无线摄像机（4），所述大棚（1）的垂直棚壁上设置有大棚温湿度传感器（5），所述大棚（1）内部的种植土壤中设置有土壤温湿度传感器（6）和土壤养分速测仪（7）；
所述信息监测装置（2）包括中央控制器（8）和无线通信模块（9），所述中央控制器（8）通过导线与无线通信模块（9）相连，所述无线通信模块（9）通过无线网络分别与日光辐照传感器（3）、无线摄像机（4）、大棚温湿度传感器（5）、土壤温湿度传感器（6）、土壤养分速测仪（7）无线连接；
所述中央控制器（8）还通过导线与数据存储模块（10）相连；
所述中央控制器（8）还连接有显示屏（11）和键盘（12）；
所述无线通信模块（9）还通过无线网络与监控中心计算机（13）相连；
所述中央控制器（8）使用的芯片为控制芯片U1；
所述中央控制器（8）的电路结构为：
所述控制芯片U1的1脚并接电容C1的一端后接3.3V输入电源；
所述控制芯片U1的8脚与晶振Y1的一端相连，所述控制芯片U1的9脚与晶振Y1的另一端相连；
所述控制芯片U1的34脚、35脚与无线通信模块（9）相连；
所述控制芯片U1的52脚并接晶振Y2的一端后与电容C3的一端相连，所述控制芯片U1的53脚并接晶振Y2的另一端后与电容C4的一端相连，所述电容C3的另一端并接电容C4的另一端后接地；
所述控制芯片U1的58脚并接电容C5的一端后与电阻R1的一端相连，所述电容C5的另一端接地，所述电阻R1的另一端接3.3V输入电源；
所述控制芯片U1的62脚、63脚均接地；
所述控制芯片U1的64脚并接电容C2的一端后接3.3V输入电源，所述电容C2的另一端并接电容C1的另一端后接地。
2.根据权利要求1所述的一种大棚农作物种植信息监测系统，其特征在于：所述无线通信模块（9）使用的芯片为无线通信芯片U2；
所述无线通信模块（9）的电路结构为：
所述无线通信芯片U2的34脚与控制芯片U1的34脚相连；
所述无线通信芯片U2的35脚与控制芯片U1的35脚相连；
所述无线通信芯片U2的32脚并接晶振Y3的一端后与电容C7的一端相连，所述无线通信芯片U2的33脚并接晶振Y3的另一端后与电容C8的一端相连，所述电容C7的另一端并接电容C8的另一端后接地；
所述无线通信芯片U2的1脚并接电容C6的一端后接地，所述无线通信芯片U2的40脚与电容C6的另一端相连；
所述无线通信芯片U2的4脚、39脚、10脚相互连接后接VCC输入电源；
所述无线通信芯片U2的22脚并接晶振Y4的一端后与电容C9的一端相连，所述无线通信芯片U2的23脚并接晶振Y4的另一端后与电容C10的一端相连，所述电容C9的另一端并接电容C10的另一端后接地；
所述无线通信芯片U2的25脚与电容C14的一端相连，所述电容C14的另一端并接电容C15的一端后与电感L2的一端相连，所述电容C15的另一端接地；
所述无线通信芯片U2的26脚与电容C11的一端相连，所述电容C11的另一端并接电感L1的一端后与电容C12的一端相连，所述电感L1的另一端接地，所述电容C12的另一端并接电感L2的另一端后与电容C13的一端相连，所述电容C13的另一端并接无线发射天线E1后接地；
所述无线通信芯片U2的28脚串接电容C16后接地。
3.根据权利要求2所述的一种大棚农作物种植信息监测系统，其特征在于：所述控制芯片U1的型号为MSP430F1611。
4.根据权利要求3所述的一种大棚农作物种植信息监测系统，其特征在于：所述无线通信模块（9）具体为Zigbee无线通信模块。
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