CN208754329U - 一种基于物联网的智慧农业系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的智慧农业系统，包括控制处理器、传感器模块、移动端APP和预警系统，所述控制处理器是整个系统的核心部分，连接传感器模块、移动端APP、预警系统和显示屏，所述控制处理器接收和处理从传感器得到的模拟信号，通过芯片将其装换成数字信号和接口电平高低，再由接口电平警示异常，发送相应的预警信息至移动端APP和预警系统。本实用新型采用Arduino控制处理器和ZigBee无线组网技术进行生态数据的转化和传输，主要应用于中小型农业系统中，其结构简单，节点布置少，线路简单明了，运用灵活，因此开发方便,兼容性好,处理速度快，可实现农业生产精准化管理和可视化诊断。

Description

一种基于物联网的智慧农业系统

技术领域

本实用新型涉及物联网领域，尤其涉及一种基于物联网的智慧农业系统。

背景技术

智慧农业是智慧经济的重要内容，是依托物联网、云计算以及3S 技术等现代信息技术与农业生产相融合的产物，可以通过对农业生产环境的智能感知和数据分析，实现农业生产精准化管理和可视化诊断。

现有智慧农业系统多为大型系统，内部节点布设很密集，结构复杂，且存在兼容性不强、处理速度慢等问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于物联网的智慧农业系统，主要应用于中小型农业系统上，解决现有系统结构复杂及兼容性差等问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种基于物联网的智慧农业系统，其特征是：包括控制处理器、传感器模块、移动端APP和预警系统，所述控制处理器是整个系统的核心部分，连接传感器模块、移动端APP、预警系统和显示屏，所述控制处理器接收和处理从传感器得到的模拟信号，通过芯片将其装换成数字信号和接口电平高低，再由接口电平警示异常，发送相应的预警信息至移动端APP和预警系统，所述传感器模块与控制处理器输入端相连，包括PH检测传感器、温湿度传感器和光敏电阻传感器，是部署在农业植株附近的多个数据采集器；所述移动端APP与控制处理器输出端相连，用于显示传感器采集到的所有信息和预警信息，这些数据是从控制处理器由蓝牙传输技术传送到达移动端APP；所述预警系统与控制处理器输出端相连，用于甄选出控制处理器传输的数据包中有效的传感器编号位和入侵信息数据位，将解析后的数据再次传输至用户移动APP进行下一步操作。

优选的，所述控制处理器为Arduino控制处理终端，采用ZigBee协调器进行数据传送。

优选的，所述传感器模块设置在大棚内部以中心点为圆心以半径差为2米设置的同心圆上，即相邻圆之间的每个三角形顶点上。

优选的，所述温湿度传感器采用DHT11数字温湿度传感器。

优选的，还包括显示屏，所述显示屏为IIC液晶显示屏，与控制处理器输出端相连，放置于监控地域的出入口，显示监控地域内部的实时生态信息。

本实用新型采用Arduino控制处理器和ZigBee无线组网技术进行生态数据的转化和传输，主要应用于中小型农业系统中，其结构简单，节点布置少，线路简单明了，运用灵活，因此开发方便,兼容性好,处理速度快，可实现农业生产精准化管理和可视化诊断。

附图说明

图1是本实用新型的系统模块结构示意图。

图2是本实用新型的传感器布设示意图。

图中，1-显示屏。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1为本实用新型的优选方案，包括控制处理器、传感器模块、移动端APP、预警系统和显示屏1。

控制处理器是整个系统的核心部分，连接传感器模块、移动端APP、预警系统和显示屏1，控制处理器接收和处理从传感器得到的模拟信号，通过芯片将其装换成数字信号和接口电平高低，再由接口电平警示异常，发送相应的预警信息至移动端APP和预警系统。

本实施例中，控制处理器为Arduino控制处理终端，采用ZigBee协调器（图中未示出）进行数据传送。Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源硬件产品，具有丰富的接口，有数字I/O口，模拟I/O口，同时支持SPI、IIC、UART串口通信。能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制其他装置来反馈、影响环境。ZigBee协调器是采用ZigBee无线组网技术，将采集得到的数据通过无线网络传送到处理器，然后再将处理后的数据通过无线网络传送到对应的反应器。

传感器模块与控制处理器输入端相连，传感器模块包括PH检测传感器、温湿度传感器和光敏电阻传感器，是部署在农业植株附近的多个数据采集器，实时采集植株生态信息；PH检测传感器用于采集当前环境的PH值，温湿度传感器用于采集温度和湿度，本实施例中，温湿度传感器采用DHT11数字温湿度传感器，Arduino控制处理器Arduino上可直接读取测量到的温湿度数据。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。光敏电阻传感器则实时采集光照数据。

传感器模块的设置方式是：在大棚内部设中心点为圆心以半径差为2米设置同心圆，在相邻圆之间以三角形方式来布设PH检测传感器、温湿度传感器和光敏电阻传感器（如图2所示，在每个三角形的顶点上均设置三种传感器），布设好监测节点后开启相应电源开关上电。

移动端APP与控制处理器输出端相连，用于显示传感器采集到的所有信息和预警信息，这些数据是从Arduino控制处理器由蓝牙传输技术传送到达移动端APP；通过ZigBee传送的数据记录到相对应的APP位置，生成历史信息记录，移动端APP具有控制功能和监视功能，控制功能可强制调节反应器材（如喷灌器、风扇、棚盖等，图中未示出）的运行，监视功能就是监视系统内部的生态信息。

预警系统与控制处理器输出端相连，arduino控制处理器模块中的芯片将监测数据进行处理，再将得到的数据转换成接口的高低电平，以此控制预警系统的反应。预警系统在网关中将ZigBee协调器中传来的数据包进行相应的解析操作，甄选出数据包中有效的传感器编号位和入侵信息数据位，将解析后的数据再次传输至用户移动APP进行下一步操作。在用户移动端APP上，将网关传来的数据与农产品的最佳生长环境进行对比处理，从而实现自动控制农场大棚环境情况。

显示屏1为IIC液晶显示屏，用于显示从传感器得到的信号传输到arduino终端处理器处理后，由模拟信号转换处理而来的数字信息，放置于监控地域的出入口（如图2所示），可以显示监控地域内部的实时生态信息。

预警系统的警告提示如下：

（1）温度过高，自动进行草苫盖棚。

（2）温度过低，自动闭合保温棚。

（3）湿度过高，自动打开排风窗口增强温室内空气流通。

（4）湿度过低，自动打开喷灌器喷灌。

（5）PH过碱，施肥施加酸性肥料。

（6）PH过酸，施肥施加碱性肥料。

本实施例中，将arduino和装有CC2530模块的ZigBee协调器（图中未示出）连接，协调器中CC2530芯片的RX口和TX口与数据接收网关arduino的模拟信号接口连接，采集到传感器的数据经初步处理得到的数据包，通过Zigbe无线通信技术，将数据包发送至协调器，通过串行通信方式完成数据从ZigBee协调器至数据接收网关arduino中的数据传输；数据的传输均为无线传输，因此棚内不会因线路过多显得杂乱无章。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于物联网的智慧农业系统，其特征是：包括控制处理器、传感器模块、移动端APP和预警系统，所述控制处理器是整个系统的核心部分，连接传感器模块、移动端APP、预警系统和显示屏，所述传感器模块与控制处理器输入端相连，包括PH检测传感器、温湿度传感器和光敏电阻传感器，是部署在农业植株附近的多个数据采集器；所述移动端APP与控制处理器输出端相连；所述预警系统与控制处理器输出端相连；

所述控制处理器为Arduino控制处理终端，采用ZigBee协调器进行数据传送；

所述传感器模块设置在大棚内部以中心点为圆心以半径差为2米设置的同心圆上，即相邻圆之间的每个三角形顶点上。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧农业系统，其特征在于：所述温湿度传感器采用DHT11数字温湿度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧农业系统，其特征在于：还包括显示屏，所述显示屏为IIC液晶显示屏，与控制处理器输出端相连，放置于监控地域的出入口，显示监控地域内部的实时生态信息。