CN213301307U - 一种智慧农业控制系统 - Google Patents

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倪杰
叶芳
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窦元淇
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冼锂东
石绍贵
陈桂莲
蒋志杰
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Abstract

本实用新型涉及农业控制技术领域,具体涉及一种智慧农业控制系统,包括温度传感器、温湿度传感器、光照传感器、土壤传感器、风速传感器、Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器、控制器、触摸显示屏、恒温系统、通风系统、喷灌系统、遮阳系统,采用了土壤传感器检测土壤的水分、导电率、盐分以控制喷灌系统,对于喷灌系统的控制判断更加精确。并且通过风速传感器检测风速,以判断大棚是否有损坏的可能,对于大棚的安全性有了进一步的保证。采用的传感器与Zigbee数据采集终端构成无线传感器的节点,用于数据无线传输,避免了有线传输的布线,节约了成本。

Description

一种智慧农业控制系统
技术领域
本实用新型涉及农业控制技术领域,具体涉及一种智慧农业控制系统。
背景技术
农业是国民经济中的一个重要产业部门,关乎着每个人的“吃饱穿暖”,也是保障“菜篮子”产品供应的根本。智慧农业是智慧经济形态在农业中的具体表现,属于农业生产的高级阶段。现有的大棚种植基本部署有智慧农业控制系统,但智慧农业控制系统在对系统内部各监测点数据的传输上依赖于WiFi,存在着功耗大、硬件需求较高、传输距离较短,扩展的成本较大等问题。且目前的智慧农业控制系统没有仅仅停留在检测土壤的湿度,而没有检测土壤的电导率、盐分等参数。
发明内容
为了解决上述问题,本实用新型提供了一种智慧农业控制系统,具体技术方案如下:
一种智慧农业控制系统,包括温度传感器、温湿度传感器、光照传感器、土壤传感器、风速传感器、Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器、控制器、触摸显示屏、恒温系统、通风系统、喷灌系统、遮阳系统;所述温度传感器、温湿度传感器、光照传感器、风速传感器、土壤传感器分别与Zigbee数据采集终端连接;所述Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器、控制器依次连接;所述恒温系统、通风系统、喷灌系统、遮阳系统分别与控制器连接;
所述温度传感器用于采集大棚内部的温度数据,并将采集到的温度数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据大棚内部的温度数据控制恒温系统的打开或关闭;
所述温湿度传感器用于检测大棚内部的温湿度数据,并将采集到的温湿度数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据大棚内部的温湿度数据控制通风系统和喷灌系统打开或关闭;
所述光照传感器用于采集大棚内部的光照强度数据,并将采集到的光照强度数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据大棚内部的光照强度数据控制遮阳系统的打开或关闭;
所述土壤传感器用于采集土壤的水分、导电率、盐分数据,并将采集到的土壤的水分、导电率、盐分数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据土壤的水分、导电率、盐分数据控制喷灌系统的打开或关闭;
所述风速传感器用于采集大棚外部的风速数据,并将采集到的风速数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据大棚外部的风速数据判断大棚是否有损坏;
所述触摸显示屏用于输入控制参数以及显示大棚内部的控制参数。
优选地,所述恒温系统包括第一继电器、加热丝;所述第一继电器分别与控制器、加热丝连接。
优选地,所述通风系统包括第二继电器、换气扇;所述第二继电器分别与控制器、换气扇连接。
优选地,所述喷灌系统包括电磁阀、水管、喷头;所述控制器、电磁阀、水管、喷头依次连接。
优选地,还包括4G DTU模块、远程监测端;所述远程监测端通过4G DTU模块与Zigbee协调器连接;所述4G DTU模块用于接收Zigbee协调器发送来的数据,并将数据传输至远程监测端进行监测。
本实用新型的有益效果为:本实用新型提供了一种智慧农业控制系统,采用了土壤传感器检测土壤的水分、导电率、盐分以控制喷灌系统,对于喷灌系统的控制判断更加精确。并且通过风速传感器检测风速,以判断大棚是否有损坏的可能,对于大棚的安全性有了进一步的保证。
采用的传感器与Zigbee数据采集终端构成无线传感器的节点,用于数据无线传输,避免了有线传输的布线,节约了成本。
本实用新型的远程监测端包括智能手机、平板电脑,能够随时随地接收远程大棚温室控制的信息,实现随时随地监测。
附图说明
图1为本实用新型的原理示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型,下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明:
如图1所示,一种智慧农业控制系统,包括温度传感器、温湿度传感器、光照传感器、土壤传感器、风速传感器、Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器、控制器、触摸显示屏、恒温系统、通风系统、喷灌系统、遮阳系统;温度传感器、温湿度传感器、光照传感器、风速传感器、土壤传感器分别与Zigbee数据采集终端连接;Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器、控制器依次连接;恒温系统、通风系统、喷灌系统、遮阳系统分别与控制器连接。温度传感器用于采集大棚内部的温度数据,并将采集到的温度数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据大棚内部的温度数据控制恒温系统的打开或关闭;温湿度传感器用于检测大棚内部的温湿度数据,并将采集到的温湿度数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据大棚内部的温湿度数据控制通风系统和喷灌系统打开或关闭;光照传感器用于采集大棚内部的光照强度数据,并将采集到的光照强度数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据大棚内部的光照强度数据控制遮阳系统的打开或关闭;土壤传感器用于采集土壤的水分、导电率、盐分数据,并将采集到的土壤的水分、导电率、盐分数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据土壤的水分、导电率、盐分数据控制喷灌系统的打开或关闭;风速传感器用于采集大棚外部的风速数据,并将采集到的风速数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据大棚外部的风速数据判断大棚是否有损坏;触摸显示屏用于输入控制参数以及显示大棚内部的控制参数。其中,Zigbee协调器、控制器采用CC2530模块。
恒温系统包括第一继电器、加热丝;第一继电器分别与控制器、加热丝连接。
通风系统包括第二继电器、换气扇;第二继电器分别与控制器、换气扇连接。
喷灌系统包括电磁阀、水管、喷头;控制器、电磁阀、水管、喷头依次连接。
温度传感器采用DS18B20温度传感器,安装在大棚内部,温度测量范围为-55—125摄氏度,误差+-0.5度,当温度传感器检测到大棚内部的温度数据,并将大棚内部的温度数据依次经过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器,控制器将接收到的大棚内部的温度数据与设定的阈值相对比,并判断是高于阈值还是低于阈值,若是低于阈值,控制器则发送控制信号至第一继电器,控制第一继电器闭合,开启加热丝,进而开启恒温系统,直到温度传感器反馈大棚内部的温度达到设定的阈值时,控制器控制第一继电器打开,给加热丝断电,进而关闭恒温系统。如果控制器接收到的大棚内部的温度信息高于阈值,则不开启恒温系统。
温湿度传感器采用DHT11温湿度传感器,安装在大棚内部,湿度测量范围20%-95%RH,误差+-5%,温度测量范围0-50摄氏度,误差+-2度。温湿度传感器检测大棚内部的空气中的温度及湿度,并将检测到的大棚内部的空气中的温度及湿度依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器,控制器接收大棚内部的空气中的温度及湿度并与设定的阈值相比较,判断是高于阈值还是低于阈值,若大棚内部的空气中的温度或湿度高于阈值,控制器则发送控制信号至第二继电器,控制第二继电器闭合,给换气扇通电开启换气扇给大棚换气,直到大棚内部的空气中的温度正常为止,然后控制器控制换气扇关闭。若大棚内部的温度低于阈值,则控制器以收到温度传感器的检测数据为准,当大棚内的温度数据低于阈值时,开启恒温系统。若大棚内部的湿度低于阈值,控制器则发送控制信号至电磁阀,开启喷头进行喷淋,直到大棚内部的湿度达到阈值,则关闭喷头。
光照传感器采用BH1750FVI光照传感器,测量范围0-65535lx。光照传感器安装在大棚内部,检测大棚内部的光照强度,若是大棚内部的光照强调小于设定的阈值,则控制器发送控制信号至遮阳系统以开启遮阳系统,让光照进大棚。若是大棚内部的光照强调高于设定的阈值,则控制器发送控制信号至遮阳系统以关闭遮阳系统。遮阳系统包括电机与遮阳棚,控制器发送控制信号至遮阳棚以控制遮阳棚的打开或关闭。
土壤传感器采用HSTL-102STR土壤传感器,土壤传感器可以同时检测土壤的水分、导电率及盐分数据,通过检测土壤的水分以便控制系统控制喷灌系统打开或者关闭。当土壤的水分低于设定阈值时,开启喷灌系统,当土壤的水分达到或者高于设定阈值时,关闭喷灌系统。土壤传感器检测土壤的导电率、盐分,以供用户了解土壤的性质,进而采取相应的执行措施。
风速传感器采用YDBS-3001-FS风速传感器,测量范围0—30m/s,测量精度+-1m/s。风速传感器安装在大棚外部,测量大棚外部的风速情况,以供控制器判断大棚是否有损坏的可能,即当大棚外部风速达到阈值时,大棚有可能被损坏。
触摸显示屏可以用来手动输入各个设定的阈值,例如温度阈值、湿度阈值、光照阈值、风速阈值等,也可用于手动控制恒温系统、通风系统、喷灌系统、遮阳系统的开启或关闭,同时显示个传感器实时检测的相应参数。
本实用新型还包括4G DTU模块、远程监测端;远程监测端通过4G DTU模块与Zigbee协调器连接;4G DTU模块用于接收Zigbee协调器发送来的数据,并将数据传输至远程监测端进行监测。远程监测端包括手机、平板电脑,可随时随地对大棚进行监测。
本实用新型不局限于以上所述的具体实施方式,以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智慧农业控制系统,其特征在于:包括温度传感器、温湿度传感器、光照传感器、土壤传感器、风速传感器、Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器、控制器、触摸显示屏、恒温系统、通风系统、喷灌系统、遮阳系统;所述温度传感器、温湿度传感器、光照传感器、风速传感器、土壤传感器分别与Zigbee数据采集终端连接;所述Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器、控制器依次连接;所述恒温系统、通风系统、喷灌系统、遮阳系统分别与控制器连接;
所述温度传感器用于采集大棚内部的温度数据,并将采集到的温度数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据大棚内部的温度数据控制恒温系统的打开或关闭;
所述温湿度传感器用于检测大棚内部的温湿度数据,并将采集到的温湿度数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据大棚内部的温湿度数据控制通风系统和喷灌系统打开或关闭;
所述光照传感器用于采集大棚内部的光照强度数据,并将采集到的光照强度数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据大棚内部的光照强度数据控制遮阳系统的打开或关闭;
所述土壤传感器用于采集土壤的水分、导电率、盐分数据,并将采集到的土壤的水分、导电率、盐分数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据土壤的水分、导电率、盐分数据控制喷灌系统的打开或关闭;
所述风速传感器用于采集大棚外部的风速数据,并将采集到的风速数据依次通过Zigbee数据采集终端、Zigbee协调器传输至控制器以便控制器根据大棚外部的风速数据判断大棚是否有损坏;
所述触摸显示屏用于输入控制参数以及显示大棚内部的控制参数。
2.根据权利要求1所述的一种智慧农业控制系统,其特征在于:所述恒温系统包括第一继电器、加热丝;所述第一继电器分别与控制器、加热丝连接。
3.根据权利要求1所述的一种智慧农业控制系统,其特征在于:所述通风系统包括第二继电器、换气扇;所述第二继电器分别与控制器、换气扇连接。
4.根据权利要求1所述的一种智慧农业控制系统,其特征在于:所述喷灌系统包括电磁阀、水管、喷头;所述控制器、电磁阀、水管、喷头依次连接。
5. 根据权利要求1所述的一种智慧农业控制系统,其特征在于:还包括4G DTU模块、远程监测端;所述远程监测端通过4G DTU模块与Zigbee协调器连接;所述4G DTU模块用于接收Zigbee协调器发送来的数据,并将数据传输至远程监测端进行监测。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113840021A (zh) * 2021-10-30 2021-12-24 黑龙江中龙电凯智能管控科技有限公司 一种基于信号强度的Zigbee节点网络地址分配方法
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