CN214853106U - 一种大棚内外环境检测与综合分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大棚内外环境检测与综合分析装置，包括大棚内环境检测子系统、大棚外环境检测子系统，所述大棚内环境检测子系统用于采集大棚内的参数数据，所述大棚外环境检测子系统用于采集大棚外的参数数据，所述图像采集系统用于采集动植物生长图像，所述大棚内环境检测子系统输出端、大棚外环境检测子系统的输出端、所述图像采集系统分别与主控制器的输入端连接，所述主控制器的输出端与本地人机交互模块连接；所述主控制器通过通信模块连接远程人机交互模块；所述主控制器通过通信模块连接云端服务器，用于将采集的数据发送至云端服务器进行存储。本申请用于对大棚的数据进行更加全面的监控显示，方便大棚的管理。

Description

一种大棚内外环境检测与综合分析装置

技术领域

本实用新型涉及农业大棚领域，特别涉及一种大棚内外环境检测与综合分析装置。

背景技术

农业大棚的发展使得很多蔬菜水果不再局限于地域、环境的限制，可以做到很多反季节蔬菜水果的供应。大棚技术的发展使得智能化的大棚得以应用，现有技术虽然也有智能大棚，但是现有技术的大棚对于数据的监控不全面，数据展示不能够及时传达至管理者，而且无法对数据进行有效的存储，无法为云端数据的存储做数据支持。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大棚内外环境检测与综合分析装置，用于对大棚的数据进行更加全面的监控显示，方便大棚的管理，而且较为全面的数据上传至大数据平台可以为大棚环境与大棚作物生产关系分析提供数据支持。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种大棚内外环境检测与综合分析装置，包括大棚内环境检测子系统、大棚外环境检测子系统、主控制器、本地人机交互模块、远程人机交互模块、通信模块、云端服务器、图像采集系统，所述大棚内环境检测子系统用于采集大棚内对动植物生长产生影响的参数数据，所述大棚外环境检测子系统用于采集大棚外对动植物生长产生影响的参数数据，所述图像采集系统用于采集动植物生长图像，所述大棚内环境检测子系统输出端、大棚外环境检测子系统的输出端、所述图像采集系统分别与主控制器的输入端连接，所述主控制器的输出端与本地人机交互模块连接；所述主控制器通过通信模块连接远程人机交互模块；所述主控制器通过通信模块连接云端服务器，用于将采集的数据发送至云端服务器进行存储。

所述大棚内环境检测子系统包括空气检测节点、光照检测节点、土壤检测节点，所述空气检测节点、光照检测节点、土壤检测节点用于采用无线通信方式分别将检测到的空气参数、光照参数、土壤参数发送至主控制器中。

所述空气检测节点包括空气传感器、第一无线通信节点、第一从控制器，所述空气传感器包括空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳浓度传感器，所述空气传感器的输出端连接第一从控制器，所述第一从控制器经过第一无线通信节点连接至主控制器的输入端。

所述光照检测节点包括光照度传感器、第二从控制器、第二无线通信模块，所述光照度传感器的输出端连接第二从控制器，所述第二从控制器通过第二无线通信模块与主控制器连接。

所述土壤检测节点包括土壤检测传感器、第三从控制器、第三无线通信模块，所述土壤检测传感器包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤电导率传感器、土壤酸碱度传感器和/或土壤氮磷钾含量传感器，所述土壤检测传感器与第三从控制器的输入端连接，所述第三从控制器经第三无线通信模块与主控制器连接。

所述主控制器与定时器连接，所述主控制器根据定时器的定时信号周期性的将大棚内环境参数、大棚外环境参数以及对应的动植物的图像数据传递至云端服务器，所述云端服务器与大数据综合分析平台连接，所述大数据综合服务平台用于获取大数据分析所需的数据信息。

所述主控制器与施肥装置连接，所述主控制器与施肥开启按钮连接。

所述施肥装置包括超声波装置、水槽、继电器，所述水槽均匀设置在大棚内，所述水槽内盛放营养液、水、液肥和或农药，所述超声波装置安装在水槽上，电源模块经继电器与超声波装置连接，为超声波装置供电；所述主控制器的输出端连接至继电器，用于控制继电器的断开和闭合。超声波装置包括超声波发生器和超声波换能器，电源经过继电器后连接至超声波发生器，超声波发生器经过超声波换能器后发出超声波来使得液体雾化。

所述主控制器与存储器连接，所述存储器中预先设置大棚参数标准范围值并通过本地人机交互模块进行显示；所述主控制器同时控制人机交互模块显示采集的大棚内外参数数据。

所述云端服务器通过网络连接诊断电脑终端，农业专家通过诊断电脑终端获取大棚内外参数以及生长照片信息并给出诊断意见发送至云端服务器，并由云端服务器转发至主控制器，由主控制器控制本地人机交互模块进行显示。给出的建议方便大棚管理者进行大棚的调节管理。

所述大棚外环境检测子系统包括温湿度采集节点、风速风向采集节点和或雨雪检测节点。

本发明的优点在于：通过多种传感器对大棚内外数据进行检测，并可以通过显示屏等人机交互模块进行展示，从而方便对数据进行更加全面的监控，为大棚的管理提供数据基础；而且由于采集的数据较为全面将数据结合采集的动植物的生长照片一起传递至云端服务器或大数据服务器中进行存储以及为大数据的分析提供数据基础，大数据挖掘和数据分析所需的较为全面的数据，本申请由于采集较为全面的影响因子，因此将影响因子数据结合生长照片一同发送至大数据服务器，方便大数据服务器的数据处理和或专家的获取实现远程指导大棚生产的目的。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型的装置结构原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，一种大棚内外环境检测与综合分析装置，用于对大棚的数据进行更加全面的监控显示，方便大棚的管理，而且较为全面的数据上传至大数据平台可以为大棚环境与大棚作物生产关系分析提供数据支持。包括大棚内环境检测子系统、大棚外环境检测子系统、主控制器、本地人机交互模块、远程人机交互模块、通信模块、云端服务器、图像采集系统；

大棚内环境检测子系统用于采集大棚内对动植物生长产生影响的参数数据，大棚内环境检测子系统包括空气检测节点、光照检测节点、土壤检测节点，空气检测节点、光照检测节点、土壤检测节点用于采用无线通信方式分别将检测到的空气参数、光照参数、土壤参数发送至主控制器中。大棚内环境检测参数：空气温度；空气湿度；光照度；二氧化碳；土壤温度；土壤湿度；土壤电导率；土壤酸碱度；土壤氮磷钾；叶面湿度等

其中空气检测节点包括空气传感器、第一无线通信节点、第一从控制器，空气传感器包括空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳浓度传感器，空气传感器的输出端连接第一从控制器，第一从控制器经过第一无线通信节点连接至主控制器的输入端。

光照检测节点包括光照度传感器、第二从控制器、第二无线通信模块，光照度传感器的输出端连接第二从控制器，第二从控制器通过第二无线通信模块与主控制器连接。

土壤检测节点包括土壤检测传感器、第三从控制器、第三无线通信模块，土壤检测传感器包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤电导率传感器、土壤酸碱度传感器和/或土壤氮磷钾含量传感器，所述土壤检测传感器与第三从控制器的输入端连接，第三从控制器经第三无线通信模块与主控制器连接。

其中第一从控制器、第二从控制器、第三从控制器均采用51系列单片机搭建的最小系统实现数据处理控制功能。第一无线通信模块、第二无线通信模块、第三无线通信模块均采用2G/3G/4G等通信芯片来实现，第一、第二、第三只是作为区分，并不对技术特征进行限定。各传感器将采集的数据发送至从控制器中，然后由从控制器进行处理后通过通信模块发送至主控制器中，从而完成数据的采集。本申请采用节点的方式将不同类型的采集数据进行分类检测，可以更好的完成检测步骤。而且个数据之间不会产生干扰，检测数据更加可靠。

大棚外环境检测子系统包括温湿度采集节点、风速风向采集节点和或雨雪检测节点，用于检测大棚外的温湿度、风速、风向、雨量、下雪量等外环境数据。温度采集节点、风速风量采集节点、雨雪采集几点均通过传感器结合无线通信模块将数据传递至主控制器中。

大棚外环境检测子系统用于采集大棚外对动植物生长产生影响的参数数据；

图像采集系统用于采集动植物生长图像，包括设置在大棚内的多个摄像头以及无线通信模块，摄像头采集的图像通过无线通信模块发送至主控制器中。主控制器采用PLC控制器来实现，主控制器的输出端与本地人机交互模块连接；本地人机交互界面采用显示屏来对数据进行展示显示，方便及时查看各种显示数据。主控制器通过通信模块连接远程人机交互模块，用于将数据发送至远程进行监控，远程人机交互采用的手机、智能穿戴设备等来实现。主控制器通过通信模块连接云端服务器，用于将采集的数据发送至云端服务器进行存储。这样数据就可以实现本地查看、远程查看和远程云端存储了。

主控制器与定时器连接，主控制器根据定时器的定时信号周期性的将大棚内环境参数、大棚外环境参数以及对应的动植物的图像数据传递至云端服务器，云端服务器与大数据综合分析平台连接，所述大数据综合服务平台用于获取大数据分析所需的数据信息。随着ai技术和大数据技术的发展很多大棚技术都会分析大棚成长因素与环境的关系，因此本申请将采集的较为全面的数据发送至大数据分析平台，为后续的大数据平台分析提供数据基础。

在一个优选的实施例中主控制器与施肥装置连接，主控制器与施肥开启按钮连接。施肥装置包括超声波装置、水槽、继电器，所述水槽均匀设置在大棚内，所述水槽内盛放营养液、水、液肥和或农药，所述超声波装置安装在水槽上，电源模块经继电器与超声波装置连接，为超声波装置供电；主控制器的输出端连接至继电器，用于控制继电器的断开和闭合。超声波装置包括超声波发生器和超声波换能器，电源经过继电器后连接至超声波发生器，超声波发生器经过超声波换能器后发出超声波来使得液体雾化。可以通过本地人机交互界面的触控屏或增加按钮来实现控制超声波雾化来实现施肥等操作。

主控制器与存储器连接，存储器中预先设置大棚参数标准范围值并通过本地人机交互模块进行显示；主控制器同时控制人机交互模块显示采集的大棚内外参数数据。这样大棚数据就可以将采集的参数与实际参数进行对比来实现比较，从而让管理者根据标准值和采集值之间的比较来进行农业操作。

进一步地云端服务器通过网络连接诊断电脑终端，农业专家通过诊断电脑终端获取大棚内外参数以及生长照片信息并给出诊断意见发送至云端服务器，并由云端服务器转发至主控制器，由主控制器控制本地人机交互模块进行显示。给出的建议方便大棚管理者进行大棚的调节管理。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大棚内外环境检测与综合分析装置，其特征在于：包括大棚内环境检测子系统、大棚外环境检测子系统、主控制器、本地人机交互模块、远程人机交互模块、通信模块、云端服务器、图像采集系统，所述大棚内环境检测子系统用于采集大棚内对动植物生长产生影响的参数数据，所述大棚外环境检测子系统用于采集大棚外对动植物生长产生影响的参数数据，所述图像采集系统用于采集动植物生长图像，所述大棚内环境检测子系统输出端、大棚外环境检测子系统的输出端、所述图像采集系统分别与主控制器的输入端连接，所述主控制器的输出端与本地人机交互模块连接；所述主控制器通过通信模块连接远程人机交互模块；所述主控制器通过通信模块连接云端服务器，用于将采集的数据发送至云端服务器进行存储。

2.如权利要求1所述的一种大棚内外环境检测与综合分析装置，其特征在于：所述大棚内环境检测子系统包括空气检测节点、光照检测节点、土壤检测节点，所述空气检测节点、光照检测节点、土壤检测节点用于采用无线通信方式分别将检测到的空气参数、光照参数、土壤参数发送至主控制器中。

3.如权利要求2所述的一种大棚内外环境检测与综合分析装置，其特征在于：所述空气检测节点包括空气传感器、第一无线通信节点、第一从控制器，所述空气传感器包括空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳浓度传感器，所述空气传感器的输出端连接第一从控制器，所述第一从控制器经过第一无线通信节点连接至主控制器的输入端。

4.如权利要求2所述的一种大棚内外环境检测与综合分析装置，其特征在于：所述光照检测节点包括光照度传感器、第二从控制器、第二无线通信模块，所述光照度传感器的输出端连接第二从控制器，所述第二从控制器通过第二无线通信模块与主控制器连接。

5.如权利要求2所述的一种大棚内外环境检测与综合分析装置，其特征在于：所述土壤检测节点包括土壤检测传感器、第三从控制器、第三无线通信模块，所述土壤检测传感器包括土壤温度传感器、土壤湿度传感器、土壤电导率传感器、土壤酸碱度传感器和/或土壤氮磷钾含量传感器，所述土壤检测传感器与第三从控制器的输入端连接，所述第三从控制器经第三无线通信模块与主控制器连接。

6.如权利要求1所述的一种大棚内外环境检测与综合分析装置，其特征在于：所述主控制器与定时器连接，所述主控制器根据定时器的定时信号周期性的将大棚内环境参数、大棚外环境参数以及对应的动植物的图像数据传递至云端服务器，所述云端服务器与大数据综合分析平台连接，所述大数据综合服务平台用于获取大数据分析所需的数据信息。

7.如权利要求6所述的一种大棚内外环境检测与综合分析装置，其特征在于：所述主控制器与施肥装置连接，所述主控制器与施肥开启按钮连接。

8.如权利要求7所述的一种大棚内外环境检测与综合分析装置，其特征在于：所述施肥装置包括超声波装置、水槽、继电器，所述水槽均匀设置在大棚内，所述水槽内盛放营养液、水、液肥和或农药，所述超声波装置安装在水槽上，电源模块经继电器与超声波装置连接，为超声波装置供电；所述主控制器的输出端连接至继电器，用于控制继电器的断开和闭合。

9.如权利要求1或2所述的一种大棚内外环境检测与综合分析装置，其特征在于：所述主控制器与存储器连接，所述存储器中预先设置大棚参数标准范围值并通过本地人机交互模块进行显示；所述主控制器同时控制人机交互模块显示采集的大棚内外参数数据。

10.如权利要求1或2所述的一种大棚内外环境检测与综合分析装置，其特征在于：所述大棚外环境检测子系统包括温湿度采集节点、风速风向采集节点和或雨雪检测节点。

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