CN209788018U - 一种基于LoRa技术的花卉种植管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种基于LoRa技术的花卉种植管理系统，该系统包括环境监测模块、微处理器模块、动力装置、蓄水装置、喷灌装置、LoRa无线模块和监控终端。所述微处理器模块作为一个中央控制控件，在判断出温棚内的二氧化碳浓度和温度高于温度阈值时，控制动力装置打开窗户；当温棚内的二氧化碳浓度和温度为正常水平时，控制动力装置关闭窗户；当判断出温室大棚内的湿度低于预设的湿度值时，控制蓄水装置和喷灌装置对花卉进行浇灌。LoRa无线模块用于传输环境监测数据至监控终端。本实用新型的有益效果是：通过监测温室大棚内的环境数据，智能控制百叶窗的张开和合拢、喷灌装置的开关，为温棚内的花卉营造一个舒适的生长环境。

Description

一种基于LoRa技术的花卉种植管理系统

技术领域

本实用新型涉及农业自动化领域，尤其涉及一种基于LoRa技术的花卉种植管理系统。

背景技术

温湿大棚内的花卉在培育的过程中需要适宜的环境，为了保证大棚内的二氧化碳浓度和温湿度都在合适的范围内，以往全靠人工打理温湿大棚内的环境，而通常人工打理难以准确的把握棚内的环境参数，无法做到科学培育。另外对于温室大棚内的环境监控，由于许多温室大棚地理位置较偏僻，并未实现蜂窝基站全覆盖，所采用的无线技术传输距离短且不稳定，因而温室大棚与远程监控终端实现无线通信较困难，或者通信容易出现故障，并且通信能耗以及网络铺设成本较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的无法自动化监测棚内环境以及温室大棚与远程监控终端实现无线通信较困难的缺陷，提供一种基于LoRa技术的花卉种植管理系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于 LoRa技术的花卉种植管理系统，该系统包括环境监测模块、微处理器模块、喷灌装置、动力装置、蓄水装置、LoRa无线模块和监控终端，其中：

所述环境监测模块包括二氧化碳传感器和温湿度传感器，通过所述传感器节点监测室内的二氧化碳浓度、温度和湿度；

所述微处理器模块由第一芯片和第二芯片构成；

动力装置、喷灌装置、蓄水装置和LoRa无线模块分别连接与微处理器模块；

所述喷灌装置包括设置在温棚内花卉上方的喷头，这些喷头悬挂在安装有水压传感器的水管上；

所述蓄水装置包括大棚内带有水位传感器的蓄水池，所述水位传感器用于监测温室大棚内蓄水池的水位；所述蓄水池底部有一闭合的电磁阀，通过电磁阀将悬挂有喷头的水管连接到蓄水池；

LoRa无线模块连接到监控终端，用于传输棚内的二氧化碳浓度值、温度值、湿度值、蓄水池的水位高度值以及水管的水压值至监控终端，并通过所述监控终端进行显示。

进一步的，所述二氧化碳传感器和所述温湿度传感器多点分布在温室大棚内，用于监测所述温室大棚内多点处的二氧化碳浓度值、温度值和湿度值。

进一步的，所述微处理器模块中：

第一芯片包括一RS485接口芯片，所述RS485接口芯片分别连接二氧化碳传感器、温湿度传感器、水压传感器和水位传感器；

第二芯片包括一STM32芯片，所述STM32芯片分别连接RS485 接口芯片、动力装置、电磁阀和LoRa无线模块。

进一步的，棚内大部分传感器节点监测所得的二氧化碳浓度值和温度值均高于和/或低于温度阈值时，所述STM32芯片控制动力装置驱动棚内窗户的打开和/或关闭。

进一步的，棚内大部分传感器节点监测所得的湿度值均低于温度阈值时，所述STM32芯片控制并开启电磁阀，蓄水池与长直水管连通，通过悬挂在水管上的喷头对花卉进行浇灌。

进一步的，棚内大部分传感器节点监测所得的湿度均高于温度阈值时，所述STM32芯片控制并关闭电磁阀。

在本实用新型所述的一种基于LoRa技术的花卉种植管理系统中，通过LoRa无线模块将监测到的温棚数据远距离传输；所述花卉种植管理系统功耗较低，能有效节能，便于集群网络铺设，可用于多个温室大棚的环境状况集体监控。

本实用新型的一种基于LoRa技术的花卉种植管理系统，本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

1、通过监测温室大棚内的二氧化碳浓度和温湿度，智能判断温室大棚是否需要通风换气以及灌溉，并通过动力装置驱动百叶窗的自动张开或合拢对大棚内进行通风；

2、所采用的浇灌方式为微喷头喷灌，能降低水压对花卉的影响，去除花卉表面的灰尘，不破坏土壤的结构，同时最大限度的节约用水量；

3、通过水位传感器监测蓄水池的水量以及通过水压传感器监测水管水压的大小，当水压异常时可初步判断喷头有堵塞；

4、设置蓄水池方便对花卉进行肥料和农药的浇灌，无需人工喷洒。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是基于LoRa技术的花卉种植管理系统的结构示意图；

图2是图1中微处理器模块2的结构示意图；

图3是图1中喷灌装置的结构示意图。

图中：1-环境监测模块、11-二氧化碳传感器、12-温湿度传感器、 2-微处理器模块、21-STM32芯片、22-RS485接口芯片、3-动力装置、4-喷灌装置、41-喷头、42-水管、421-水压传感器、5-蓄水装置、51- 电磁阀、52-水位传感器、6-LoRa无线模块、7-监控终端。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

实施例1：

请参考图1，其为本实施例提供的基于LoRa技术的花卉种植管理系统的结构示意图，所述花卉种植管理系统包括：环境监测模块1、微处理器模块2、动力装置3、喷灌装置4、蓄水装置5、LoRa无线模块6和监控终端7，其中：

所述环境监测模块1包括二氧化碳传感器11、温湿度传感器12；所述二氧化碳传感器11和所述温湿度传感器12多点分布在温室大棚内，用于监测所述温室大棚内多点处的二氧化碳浓度和温湿度，本实施例中所述二氧化碳传感器11和所述温湿度传感器12选择RY-C04 温湿光二氧化碳一体传感器；

所述动力装置3，用于驱动安装在棚顶的百叶窗；

所述喷灌装置4，用于浇灌温室大棚内的花卉；所述喷灌装置4 包括喷头41、水管42和水压传感器421，其中水压传感器421安装在水管42上(见图2)；所述水压传感器13选择SZ-801扩散硅压力变送器。

所述蓄水装置5为大棚内带有水位传感器52的蓄水池；所述蓄水池底部有一闭合的高压活塞式电磁阀51，通过电磁阀51将水管42 连接到蓄水池5；所述水位传感器52选择HS-CYW超声波液位传感器。

所述微处理器模块2上连接有动力装置3、喷灌装置4和蓄水装置5，所述微处理器模块2一方面用于接收二氧化碳传感器11、温湿度传感器12、水压传感器421和水位传感器52传输的数据，并将接收到的数据传输到LoRa无线模块6；另一方面通过监测到的数据，进一步控制动力装置3和蓄水装置5；

LoRa无线模块6，用于传输温室大棚内的二氧化碳浓度值、温湿度值、蓄水池的水位高度值以及水管内水压值至监控终端7；通过所述监控终端7显示温室大棚内的实时数据。

实施例2：

请参考图2，其为微处理器模块2的结构示意图，所述微处理器模块2由集成为一体的STM32芯片21、RS485接口芯片22构成，其中RS485接口芯片22连接有二氧化碳传感器11、温湿度传感器12、水压传感器13和水位传感器52；STM32芯片21连接有RS485接口芯片22、动力装置3、电磁阀51和LoRa无线模块6。

其中，传感器节点监测到的数据是通过RS485接口芯片22传输到STM32芯片21；STM32芯片21将接收到的数据，一方面传输至LoRa 无线模块6；另一方面根据设定二氧化碳浓度、温度和湿度的标准值，将从RS485接口芯片22接收到的数据值与标准值进行比较；其中，所述标准值为预先设定好的温度阈值；根据比较结果，本实用新型在 STM32芯片21中设计了以下几种控制模式：

(1)棚内大部分传感器节点监测所得的二氧化碳浓度值和温度值均高于和/或低于标准值时，STM32芯片21控制动力装置3驱动棚内窗户的打开和/或关闭。

(2)棚内大部分传感器节点监测所得的的湿度值均低于标准值时，所述STM32芯片21控制并开启电磁阀51，此时蓄水池5与水管42连通，通过悬挂在水管42上的喷头41对花卉进行浇灌。

(3)棚内大部分传感器节点监测所得的湿度均高于标准值时，所述STM32芯片21控制并关闭电磁阀51。

实施例3：

请参考图3，其为喷灌装置4的结构示意图，所述喷灌装置4包括喷头41和水管42；其中所述水管42与蓄水池5之间通过蓄水池底部的高压活塞式电磁阀51连接；所述水管42上设有水压传感器 421，所述蓄水池5的上方设有水位传感器52。

当电磁阀51打开时，蓄水池5与水管42连通，此时流过管内的水流通过喷头41，以喷雾的形式喷洒在花卉上；且当花卉需要施肥或喷洒农药时，可将肥料或农药倒入蓄水池5中，通过喷头41对花卉进行施肥；其中，设在长直水管42上的水压传感器421，可用于监测当前管内水压值的变化，当压力值当变化超过一定范围时，根据从终端上监测到的异常水压值，可判断喷头41出现故障；安装在蓄水池上方的水位传感器421，用于实时监测蓄水池5的水位，当水位低于或高于预设值时，相关工作人员根据终端上显示的数据值，进行相关补救措施。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (6)

1.一种基于LoRa技术的花卉种植管理系统，其特征在于，该系统包括环境监测模块、微处理器模块、喷灌装置、动力装置、蓄水装置、LoRa无线模块和监控终端，其中：

所述环境监测模块包括二氧化碳传感器和温湿度传感器，通过所述二氧化碳传感器和温湿度传感器来监测室内的二氧化碳浓度、温度和湿度；

所述微处理器模块由第一芯片和第二芯片构成；

动力装置、喷灌装置、蓄水装置和LoRa无线模块分别连接与微处理器模块；

所述喷灌装置包括设置在温棚内花卉上方的若干喷头，这些喷头悬挂在安装有水压传感器的水管上；

所述蓄水装置包括大棚内带有水位传感器的蓄水池，所述水位传感器用于监测温室大棚内蓄水池的水位；所述蓄水池底部有一闭合的电磁阀，通过电磁阀将悬挂有喷头的水管连接到蓄水池；

LoRa无线模块连接到监控终端，所述LoRa无线模块用于传输棚内的二氧化碳浓度值、温度值、湿度值、蓄水池的水位高度值以及水管的水压值至监控终端，并通过所述监控终端进行显示。

2.根据权利要求1所述的花卉种植管理系统，其特征在于，所述微处理器模块中：第一芯片包括一RS485接口芯片，所述RS485接口芯片分别连接二氧化碳传感器、温湿度传感器、水压传感器和水位传感器；第二芯片包括一STM32芯片，所述STM32芯片分别连接RS485接口芯片、动力装置、电磁阀和LoRa无线模块。

3.根据权利要求2所述的花卉种植管理系统，其特征在于，所述二氧化碳传感器和所述温湿度传感器多点分布在温室大棚内，用于监测所述温室大棚内多点处的二氧化碳浓度值、温度值和湿度值。

4.根据权利要求3所述的花卉种植管理系统，其特征在于，棚内大部分传感器节点监测所得的二氧化碳浓度值和温度值均高于和/或低于温度阈值时，所述STM32芯片控制动力装置驱动棚内窗户的打开和/或关闭。

5.根据权利要求4所述的花卉种植管理系统，其特征在于，棚内大部分传感器节点监测所得的湿度值均低于温度阈值时，所述STM32芯片控制并开启电磁阀，蓄水池与长直水管连通，通过悬挂在水管上的喷头对花卉进行浇灌。

6.根据权利要求4所述的花卉种植管理系统，其特征在于，棚内大部分传感器节点监测所得的湿度均高于温度阈值时，所述STM32芯片控制并关闭电磁阀。