CN210835644U

CN210835644U - 物联网智能温室

Info

Publication number: CN210835644U
Application number: CN201921102436.6U
Authority: CN
Inventors: 李美琼; 马志宏
Original assignee: Hangzhou Tianbang Agricultural Facilities Co ltd
Current assignee: Hangzhou Tianbang Agricultural Facilities Co ltd
Priority date: 2019-07-15
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2029-07-15

Abstract

本实用新型涉及一种物联网智能温室，解决了现有技术的不足，包括温室主体框架、农业自动化设备和配置在温室主体框架内的农业物联网设备，所述农业物联网设备包括DTU集中器、若干个DTU终端和若干个串口设备，所述串口设备包括控制设备和传感设备，所述DTU集中器与所述DTU终端通过LoRa网络通信连接，每个串口设备均对应一个DTU终端，所述DTU终端通过串口连接线与对应的串口设备连接，所有的串口设备分布在温室主体框架内，所述农业自动化设备的控制端与控制设备连接。

Description

物联网智能温室

技术领域

本实用新型属于农业自动化，具体涉及一种物联网智能温室。

背景技术

农业自动化，特别是大棚、温室农业自动化在我国已经是一个较为成熟的技术领域，一般构成是温室主体框架和农业自动化设备，温室主体框架的结构最为常见，农业自动化设备则一般包括风机、遮阳设备、喷淋灌溉设备和排水设备等，一般按需进行配置，风机、遮阳设备、喷淋灌溉设备和排水设备本身都属于现有技术，其控制和使用并不罕见，但是在农业自动化中对上述设备进行统一控制，配合现场的传感器进行智能调控，则在我国并不多见。

申请人:泰州学院,申请日:2017.05.08 申请了一种温室大棚物联网技术控制系统，包括信号采集机构、控制器和执行机构，所述信号采集机构包括设置在大棚内的传感器，所述控制器采用西门子1200-PLC，所述控制器接收到所述信号采集机构采集到的信号经过分析计算后作出反应，控制所述执行机构，该温室大棚物联网技术控制系统还包括电源，所述电源是市电220V经开关电源转换成24V直流电给所述控制器供电。但是其公开的只适用于单个大棚、温室的单独控制，对于，远程物联网操作来说，仍有不足，因此申请人认为有必要结合LORA网络技术采用DTU终端的方式对此进行了升级改造，形成了更为合理的新技术，DTU (Data Transfer unit)，是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备。DTU广泛应用于气象、水文水利、地质等行业。LoRa是semtech公司创建的低功耗局域网无线标准， LoRa的名字就是远距离无线电（Long Range Radio），它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。

实用新型内容

针对现有技术所存在但是现有技术只适用于单个大棚、温室的单独控制，对于，远程物联网操作来说，仍有不足的问题，本实用新型提供了一种物联网智能温室。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种物联网智能温室，包括温室主体框架、农业自动化设备和配置在温室主体框架内的农业物联网设备，所述农业物联网设备包括DTU集中器、若干个DTU终端和若干个串口设备，所述串口设备包括控制设备和传感设备，所述DTU集中器与所述DTU终端通过LoRa网络通信连接，每个串口设备均对应一个DTU终端，所述DTU终端通过串口连接线与对应的串口设备连接，所有的串口设备分布在温室主体框架内，所述农业自动化设备的控制端与控制设备连接。本申请主要是根据现有技术的发展提出一种以LoRa网络通信和DTU终端配合DTU集中器的结构对温室进行升级，特别是申请人结合应用现有的LoRa网络技术，采用成品DTU对现有的温室内农业自动化设备进行升级配套，对于强电设备如风机、内外遮阳设备中的卷扬机采用对启动继电器加以控制的方式进行远程调节，对电磁阀类设备，采用DTU直连控制端的方式进行远程调节，升级方式简单，可以充分利用现有设备，需增购DTU终端、简单的触发电路配合DTU集中器即可，成本控制合适，适用性广泛。一般来说，DTU集中器传输信号至上位机处，上位机即可进行进一步的处理，DTU集中器传输信号至上位机处本身为现有技术，且上位机处理的过程等亦非本申请所要保护的要点，故此不做赘述。

作为优选，所述传感设备为在温室主体框架内均匀分布布置的iBTHX 变送器，所有iBTHX 变送器均通过RS232串口连接线与型号为USR-LG206-L-C的DTU终端连接，所述DTU终端通过LoRa网络与型号为USR-LG220的DTU集中器连接。iBTHX 变送器具有温度湿度等多项数据检测，传输方式为RS232方式传输，USR-LG220的DTU集中器和USR-LG206-L-C的DTU终端也属于较为常用的DTU终端、集中器，适应性较佳。

作为优选，农业自动化设备通过对应继电器的触点与驱动电源连接，继电器的线圈通过一个控制设备与DTU终端连通。

作为优选，所述的控制设备包括MCU、转换芯片和触发电路，所述MCU的串口通过转换芯片与DTU终端连接，所述触发电路包括光耦U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、发光二极管LED和二极管D1，光耦U1的控制输入端通过电阻R3连接电源，光耦U1的控制输出端连接所述MCU的输入输出口，光耦U1的受控输入端通过电阻R4连接电源，光耦U1的受控输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与耦U1的受控输入端连接，二极管D1的阴极还通过电阻R2与发光二极管LED的阳极连接，发光二极管LED的阴极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极连接继电器的线圈的第一端，二极管D1的阳极连接继电器的线圈的第二端。本实用新型中如此设置，能够简单的实现低电平触发，其中电源的输出电压可以由人工根据现场设备的额定电压进行合理的调节，单片机选择较多，只要能够实现串口传输基本都能胜任，本申请中不做任何的限定，而转换芯片也有较多的选择，例如可以选用MX232芯片配合RS232串口通信线的方式完成与DTU终端之间的信号传输和转换，本实用新型中通过低电平触发控制继电器的吸合断开从而控制强电设备的导通关断，电路简单、实用。对于本身就适合RS232的弱电类传感器类设备，可以直接由DTU终端输出控制信号，直接匹配，故此，本申请中不做赘述，仅在此进行说明。

作为优选，所述的农业自动化设备包括配置在温室主体框架中山墙中部的风机、配置在温室主体框架内的内遮阳设备、配置在温室主体框架外的外遮阳设备和配置在温室主体框架顶部的喷淋灌溉设备。

本实用新型的实质性效果是：本申请主要是根据现有技术的发展提出一种以LoRa网络通信和DTU终端配合DTU集中器的结构对温室进行升级，特别是申请人结合应用现有的LoRa网络技术，采用成品DTU对现有的温室内农业自动化设备进行升级配套，对于强电设备如风机、内外遮阳设备中的卷扬机采用对启动继电器加以控制的方式进行远程调节，对电磁阀类设备，采用DTU直连控制端的方式进行远程调节，升级方式简单，可以充分利用现有设备，需增购DTU终端、简单的触发电路配合DTU集中器即可，成本控制合适，适用性广泛。

附图说明

图1为本实施例的整体结构示意图；

图2为本实施例中DTU终端与控制设备连接的典型原理示意图；

图3为本实施例中的温室主体框架的部分结构示意图；

图4为本实施例中的温室主体框架的部分结构示意图；

图中：1、立柱，2、水平横杆，3、拱杆，4、卷膜器，5、湿帘，6、副立柱，7、风机固定架，8、水槽，11、DTU集中器，12、DTU终端，13、串口设备，14、上位机，15、MCU，16、转换芯片。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例1：

一种物联网智能温室（参见附图1-4），包括温室主体框架、农业自动化设备和配置在温室主体框架内的农业物联网设备，所述农业物联网设备包括DTU集中器11、若干个DTU终端12和若干个串口设备13，所述串口设备包括控制设备和传感设备，所述DTU集中器与所述DTU终端通过LoRa网络通信连接，每个串口设备均对应一个DTU终端，所述DTU终端通过串口连接线与对应的串口设备连接，所有的串口设备分布在温室主体框架内，所述农业自动化设备的控制端与控制设备连接。DTU集中器传输信号至上位机处14，上位机即可进行进一步的处理。所述传感设备为在温室主体框架内均匀分布布置的iBTHX 变送器，所有iBTHX变送器均通过RS232串口连接线与型号为USR-LG206-L-C的DTU终端连接，所述DTU终端通过LoRa网络与型号为USR-LG220的DTU集中器连接。iBTHX 变送器具有温度湿度等多项数据检测，传输方式为RS232方式传输，USR-LG220的DTU集中器和USR-LG206-L-C的DTU终端也属于较为常用的DTU终端、集中器，适应性较佳。

农业自动化设备为温室主体框架中山墙中部的风机，风机通过对应继电器的触点与驱动电源连接，继电器的线圈通过一个对应的控制设备与DTU终端连通。所述的控制设备包括MCU、转换芯片16和触发电路，所述MCU15的串口通过转换芯片与DTU终端连接，所述触发电路包括光耦U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、发光二极管LED和二极管D1，光耦U1的控制输入端通过电阻R3连接电源，光耦U1的控制输出端连接所述MCU的输入输出口，光耦U1的受控输入端通过电阻R4连接电源，光耦U1的受控输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与耦U1的受控输入端连接，二极管D1的阴极还通过电阻R2与发光二极管LED的阳极连接，发光二极管LED的阴极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极为接口正极，二极管D1的阳极为接口负极，二极管D1本身为稳压二极管，由此对继电器线圈进行连接，在本实施例中，二极管D1的阴极连接继电器的线圈的第一端，二极管D1的阳极连接继电器的线圈的第二端。本实用新型中如此设置，能够简单的实现低电平触发，其中电源的输出电压可以由人工根据现场设备的额定电压进行合理的调节，单片机选择较多，只要能够实现串口传输基本都能胜任，本申请中不做任何的限定，而转换芯片也有较多的选择，例如可以选用MX232芯片配合RS232串口通信线的方式完成与DTU终端之间的信号传输和转换，本实用新型中通过低电平触发控制继电器的吸合断开从而控制强电设备的导通关断，电路简单、实用。对于本身就适合RS232的弱电类设备，可以直接由DTU终端输出控制信号，直接匹配。本实施例可以充分利用现有设备，需增购DTU终端、简单的触发电路配合DTU集中器即可，成本控制合适，适用性广泛。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，所述的农业自动化设备包括配置在温室主体框架中山墙中部的风机、配置在温室主体框架内的内遮阳设备、配置在温室主体框架外的外遮阳设备和配置在温室主体框架顶部的喷淋灌溉设备。

本实施例主要是根据现有技术的发展提出一种以LoRa网络通信和DTU终端配合DTU集中器的结构对温室进行升级，特别是申请人结合应用现有的LoRa网络技术，采用成品DTU对现有的温室内农业自动化设备进行升级配套，对于强电设备如风机、内外遮阳设备中的卷扬机采用对启动继电器加以控制的方式进行远程调节，对电磁阀类设备，采用DTU直连控制端的方式进行远程调节，升级方式简单，具体为配置在温室主体框架中山墙中部的风机、内外遮阳设备启动方式由继电器的吸合关断来控制，使用的是上述的控制设备进行控制，配置在温室主体框架顶部的喷淋灌溉设备，喷淋水泵的控制也是由上述的控制设备进行控制，而本身就适应RS232的传感器和通信类的设备则直接与DTU终端进行连接即可完成相应的功能。

本实施例中，温室框架主体包括大棚前山墙、大棚后山墙、大棚顶面和大棚横墙，大棚前山墙和大棚后山墙均由若干个单元山墙依次拼接而成，大棚前山墙的单元山墙和大棚后山墙的单元山墙一一匹配且数量相等；单元山墙的两侧均设有立柱1，大棚前山墙的单元山墙的立柱和大棚后山墙的单元山墙的立柱之间通过固定支架相连接；单元山墙的两个立柱之间还设有用于固定的水平横杆2，水平横杆的上还设有拱杆3，拱杆和水平横杆之间设有用于控制大棚薄膜的卷膜器4。大棚后山墙的下方设有湿帘5，湿帘固定在大棚后山墙的底部。所述的单元山墙的两个立柱之间还设有若干个副立柱6，副立柱一端与单元山墙地面接触，副立柱另一端与水平横杆接触；相邻的两个副立柱之间设有风机固定架，风机固定架用于安装风机7。固定支架的上部还设有水槽8，水槽与落水管的一端相连接，落水管的另一端设置在靠近地面处。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1.一种物联网智能温室，其特征在于，包括温室主体框架、农业自动化设备和配置在温室主体框架内的农业物联网设备，所述农业物联网设备包括DTU集中器、若干个DTU终端和若干个串口设备，所述串口设备包括控制设备和传感设备，所述DTU集中器与所述DTU终端通过LoRa网络通信连接，每个串口设备均对应一个DTU终端，所述DTU终端通过串口连接线与对应的串口设备连接，所有的串口设备分布在温室主体框架内，所述农业自动化设备的控制端与控制设备连接。

2. 根据权利要求1所述的物联网智能温室，其特征在于，所述传感设备为在温室主体框架内均匀分布布置的iBTHX 变送器，所有iBTHX 变送器均通过RS232串口连接线与型号为USR-LG206-L-C的DTU终端连接，所述DTU终端通过LoRa网络与型号为USR-LG220的DTU集中器连接。

3.根据权利要求1所述的物联网智能温室，其特征在于，农业自动化设备通过对应继电器的触点与驱动电源连接，继电器的线圈通过一个控制设备与DTU终端连通。

4.根据权利要求3所述的物联网智能温室，其特征在于，所述的控制设备包括MCU、转换芯片和触发电路，所述MCU的串口通过转换芯片与DTU终端连接，所述触发电路包括光耦U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1、发光二极管LED和二极管D1，光耦U1的控制输入端通过电阻R3连接电源，光耦U1的控制输出端连接所述MCU的输入输出口，光耦U1的受控输入端通过电阻R4连接电源，光耦U1的受控输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与耦U1的受控输入端连接，二极管D1的阴极还通过电阻R2与发光二极管LED的阳极连接，发光二极管LED的阴极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极连接继电器的线圈的第一端，二极管D1的阳极连接继电器的线圈的第二端。

5.根据权利要求1所述的物联网智能温室，其特征在于，所述的农业自动化设备包括配置在温室主体框架中山墙中部的风机、配置在温室主体框架内的内遮阳设备、配置在温室主体框架外的外遮阳设备和配置在温室主体框架顶部的喷淋灌溉设备。