基于物联网的智能温室管理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了基于物联网的智能温室管理装置，它涉及物联网【技术领域】，本地控制终端与第一协调器通过串口连接，第一协调器与第二协调器连接，第一协调器与无线传感器通过无线连接，第二协调器与反馈控制装置连接，照明装置、通风装置、灌溉装置和遮阳装置均与反馈控制装置连接，89C51单片机与遮阳装置连接，安防装置与89C51单片机连接，无线传感器与第一协调器通过无线连接，远程浏览器通过以太网与本地控制终端连接，移动手机与本地控制终端通过无线连接。它有力的缓解了季节矛盾，使农作物反季节上市打破其传统的季节性，满足了人们对生活品质的更高需求。
【专利说明】基于物联网的智能温室管理装置
【技术领域】
:
[0001]本实用新型涉及一种基于物联网的智能温室管理装置，属于物联网【技术领域】。
【背景技术】
:
[0002]我国一直以来都是农业大国，但是传统的农业结构模式在现代工业科技的冲击下日渐衰落，在绿色环保，能源节约、高产优产方面有很大的缺陷，大多数农田温室没有土壤湿度的监测，是以种植经验、目测(观察)等手段来灌溉，既浪费水资源又不能使农作物在适宜的土壤湿度下生长，同样对于生长环境中空气温湿度对作物生长的影响也没有相应办法消除，作物在阴雨天或晚上由于光线不足不能保持良好地生长，温室大棚在冬天需要保暖，以往的人工拉帘既浪费时间又需要大量的人力资源，已经无法满足现代农业的需求。
[0003]近年来，物联网技术得到飞速发展，并且应用于医疗卫生、智能家居、国防、军事、智能交通等各个方面，为智能温室提供了新的途径。我国在巨大的国际竞争力的情况下，也加大了对农业的投入，在智能温室方面虽然有了一定的发展，但是逻辑简单，设备大型，先进性不够，利用率低等不足之处仍然存在。
实用新型内容:
[0004]针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于物联网的智能温室管理装置。
[0005]本实用新型的基于物联网的智能温室管理装置，它包含本地控制终端、第一协调器、第二协调器、反馈控制装置、照明装置、通风装置、灌溉装置、遮阳装置、89C51单片机、安防装置、无线传感器、远程浏览器和移动手机；本地控制终端与第一协调器通过串口连接，第一协调器与第二协调器连接，第一协调器与无线传感器通过无线连接，第二协调器与反馈控制装置连接，照明装置、通风装置、灌溉装置和遮阳装置均与反馈控制装置连接，89C51单片机与遮阳装置连接，安防装置与89C51单片机连接，无线传感器与第一协调器通过无线连接，远程浏览器通过以太网与本地控制终端连接，移动手机与本地控制终端通过无线连接。
[0006]本实用新型的有益效果为:它利用当前先进的农业物联网技术结合环境监测系统以及气象与病虫害监测预警系统等，对温室农作物的管理和调控趋于精细化，有力地提高农业的整体水平。更是有力的缓解了季节矛盾，使农作物反季节上市打破其传统的季节性，满足了人们对生活品质的更高需求。
【专利附图】
【附图说明】
:
[0007]为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。
[0008]图1为本实用新型的结构示意图，
[0009]图2为本实用新型中传感器节点结构框图，
[0010]图3为本实用新型中汇聚节点结构框图，
[0011]图4为本实用新型中温湿度及光照功能实现流程图。
[0012]图中:1_本地控制终端；2_第一协调器；3_第二协调器；4_反馈控制装置；5_照明装置；6-通风装置；7_灌溉装置；8_遮阳装置；9-89C51单片机；10-安防装置；11_无线传感器；12_远程浏览器；13_移动手机。
【具体实施方式】
:
[0013]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0014]如图1所示，本【具体实施方式】采用以下技术方案:它包含本地控制终端1、第一协调器2、第二协调器3、反馈控制装置4、照明装置5、通风装置6、灌溉装置7、遮阳装置8、89C51单片机9、安防装置10、无线传感器11、远程浏览器12和移动手机13 ;本地控制终端I与第一协调器2通过串口连接，第一协调器2与第二协调器3连接，第一协调器2与无线传感器11通过无线连接，第二协调器3与反馈控制装置4连接，照明装置5、通风装置6、灌溉装置7和遮阳装置8均与反馈控制装置4连接，89C51单片机9与遮阳装置8连接，安防装置10与89C51单片机9连接，无线传感器11与第一协调器2通过无线连接，远程浏览器12通过以太网与本地控制终端I连接，移动手机13与本地控制终端I通过无线连接。
[0015]进一步的，所述的本地控制终端I包含Web服务器、GSM模块和控制界面。
[0016]进一步的，所述的无线传感器11包含温度传感器、照明传感器和湿度传感器。
[0017]本【具体实施方式】主要由湿度、光照、温度传感器作为无线传感网络，利用模块的无线通信功能，将采集到的信号传到协调器上，协调器经串口将采集的信号传输到终端设备上，并在终端设备上通过可视化的方法显示，在界面上通过动态跟踪曲线显示和直观的数值显示来实时的观察当前的环境，另外，终端和GSM通信模块通过串口传输，可以每天定时的给指定的客户发短信，也可通过短信中心编辑短信，实时告知用户当前环境，同时对每次采集的数据进行文档的保存，随时产生环境监测报告，对数据分析处理后做出相应的控制，如控制继电器节点打开电磁阀进行灌溉等，从而使温湿度、光照值控制在最佳的状态。在温室出现异常的情况下可通过报警方式通知用户。它是利用ZigBee技术进行无线通信，构建无线传感器网络，满足温室管理系统多种参数监测的需求；根据ZigBee通信协议规范设计了组网、无线通信、数据显示以及反馈控制四个个系统功能模块，重点研究了终端节点、路由节点和网络协调器的入网及通信原理。系统实现了温室环境的远程监测、实时采集和控制，并能将信息实时显示和远程发送。利用本文设计的四个功能模块构建了实验平台，对本地控制端、远程控制和数据采集进行了测试，完成了数据的显示和比较，并进行相应的反馈控制；它是是和若干通过一个汇聚节点个路由器节点及终端节点，搭建一个面向温室大棚环境监测应用的簇树状ZigBee网络，采用CC2530无线微控制器为基础平台，基于ZigBeePro协议栈进行了系统设备应用程序的开发，实现智能温室管理系统中对环境温湿度等测量的要求；
[0018]如图2所示，传感器节点一般由控制模块、传感器模块、无线通信模块、存储模块以及电源模块组成。控制器模块由CORTEX A8DB开发板(采用Windows Embedded CE6.0操作系统)和协调器(其主要芯片是CC2530)组成，负责对整个节点进行控制和管理；传感器模块负责对环境信息(如光强、温度、湿度等)进行采集并做一定的数据转换，本研究中采用SHTlO采集温湿度信息，采用BPW34S采集光照信息；无线通信模块负责节点之间按一定的通信协议相互通信；电源模块为节点供电，提供各部分运行所需的电量通，常采用电池供电，ZigBee网络可以确保两节五号电池使用长达两个月到两年左右的使用时间。此外，由于应用场合不同，传感器节点还可能会增加部分支持模块，如GMS模块等。
[0019]如图3所示，处理器模块采用CC2530对整个系统进行管理、控制；存储模块存储系统信息或者数据信息等；节点通信模块负责与传感器节点之间交互信息；串口通信模块负责与上位机之间进行串行通信。
[0020]如图4所示，其中温湿度节点、电压节点、电流节点作为终端节点使用，采集周围环境中的温湿度、光照、以及电路中的电压、电流数据，终端节点和协调器直接通信，将采集到的数据无线发送给协调器。将开发好的协调器和终端设备对应的软件模块工程文件分别编译下载到对应的模块。
[0021]本【具体实施方式】的优势主要体现在四个方面:1、传感器节点的体积小且整个网络只需要部署一次，传感器网络部署对所监测环境的影响很小；2、传感器节点数量大，分布密度高，具有数据采集量大，精度高的特点；3、基于ZigBee技术的农用无线传感器监控系统，为农作物的生产提供了实时采集和远程传输农田环境信息的平台；4、传感器节点本身具有一定的计算能力、存储与通信能力，可以根据物理环境的变化进行较为复杂的监控，并且在节点间进行协同监控。
[0022]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.基于物联网的智能温室管理装置，其特征在于:它包含本地控制终端(I)、第一协调器(2)、第二协调器(3)、反馈控制装置(4)、照明装置(5)、通风装置￠)、灌溉装置(7)、遮阳装置⑶、89C51单片机(9)、安防装置(10)、无线传感器(11)、远程浏览器(12)和移动手机(13);本地控制终端(I)与第一协调器(2)通过串口连接，第一协调器(2)与第二协调器⑶连接，第一协调器⑵与无线传感器(11)通过无线连接，第二协调器⑶与反馈控制装置(4)连接，照明装置(5)、通风装置￠)、灌溉装置(7)和遮阳装置(8)均与反馈控制装置⑷连接，89C51单片机(9)与遮阳装置⑶连接，安防装置(10)与89C51单片机(9)连接，无线传感器(11)与第一协调器(2)通过无线连接，远程浏览器(12)通过以太网与本地控制终端(I)连接，移动手机(13)与本地控制终端(I)通过无线连接。
【文档编号】G05B19/418GK204009517SQ201420232567
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年5月1日 优先权日:2014年5月1日
【发明者】宋海声, 高明, 段宇, 张道 申请人:西北师范大学