农业大棚监测系统的制作方法

本发明涉及农业技术领域，特别是涉及一种农业大棚监测系统。

背景技术：

我国是一个农业大国，但目前农村务农人数正在不断减少，原先的个体小规模种植模式也将会向大规模种植管理模式转变，农业将趋向规模化，由少数人来完成农业生产。实现少数人完成农业生产任务，主体工作必然要由科学技术来承载。当今世界，物联网技术的发展与崛起，为农业的智能化、信息化打好了技术基础。

目前我国农业大棚主要通过人工检测和维护的方式进行管理。大棚管理人员想要知道棚内空气的温湿度、照度、土壤的温湿度等信息必须通过亲自查看大棚内温度计、湿度显示仪、光照检测设备等来获得当前棚内作物的生长环境信息，并对农作物的生长环境人为地进行调节。其生产效率低下，智能化程度不高，浪费大量的人力、物力。

技术实现要素：

鉴于上述状况，有必要提供一种智能化监测和控制生产的农业大棚监测系统。

本发明实施例提供的一种农业大棚监测系统，适用于至少一个农业大棚的环境监测和控制，包括监控中心、网络传输模块及所述农业大棚内设置的无线中心节点，所述无线中心节点通过ZigBee无线通讯方式连接所述农业大棚内的控制器及多个信息采集模块，所述控制器电性连接所述农业大棚内的多个设备，所述信息采集模块用于采集所述农业大棚内的环境参数值，并将采集的环境参数值发送至无线中心节点，所述无线中心节点接收所述环境参数值，并将所述环境参数值发送到所述监控中心，所述监控中心接收所述环境参数值并判断是否满足预设的环境参数条件，当某一环境参数值不满足预设的环境参数条件时，通过网络传输模块向所述控制器发送控制指令，控制对应的设备运作。

本发明采用ZigBee通信技术进行组网和传递信息，通过设置在农业大棚内的传感器检测环境信息，实时掌握农业大棚内的生产环境，并智能化控制大棚内的设备的运作，对大棚内的生产环境进行自动调节和改善，提供精准化农业生产和可视化管理。

上述农业大棚监测系统，其中，所述农业大棚用于农作物生长，每个所述信息采集模块包括温湿度传感器、CO₂传感器及光照传感器，分别用于检测土壤的温湿度、空气的CO₂浓度和光照强度，所述多个设备包括浇水设备、卷帘设备、加热设备、风机设备，当所述温湿度传感器检测的温湿度小于预设的最低温湿度时，控制所述加热设备和浇水设备开启，当所述CO₂传感器检测的CO₂浓度大于预设的最高CO₂浓度时控制所述风机设备开启，当所述光照传感器检测的光照强度大于预设的最高光照强度时，控制所述卷帘设备开启。

上述农业大棚监测系统，其中，所述农业大棚监测系统还包括设置在所述农业大棚内的喷药设备，所述喷药设备电性连接所述控制器，所述监控中心通过所述无线通讯方式向所述控制器发送控制所述喷药设备开启和关闭的控制指令。

上述农业大棚监测系统，其中，所述控制器设置定时模块，用于对喷药设备工作的时间进行定时。

上述农业大棚监测系统，其中，所述喷药设备和所述浇水设备共用一套浇灌水管、喷头和储液箱。

上述农业大棚监测系统，其中，所述农业大棚的顶部设置有太阳能电池板，用于所述农业大棚的供电。

上述农业大棚监测系统，其中，所述农业大棚用于水产养殖，每个所述信息采集模块包括设置在水中的溶氧传感器和PH传感器，所述多个设备包括增氧设备和淡水加灌设备，当所述溶氧传感器检测的溶氧量小于预设的最小溶氧量时，控制增氧设备开启，向水中通氧气以增大水中的溶氧量；当PH传感器检测到水中的PH值大于预设的最高PH值时，控制淡水加灌设备开启，以降低水中的PH值。

上述农业大棚监测系统，其中，所述农业大棚内布置多个摄像头，所述摄像头拍摄的信息通过所述网络传输模块发送至所述监控中心。

上述农业大棚监测系统，其中，所述监控中心包括显示模块和控制模块，所述显示模块与所述信息采集模块及所述摄像头无线通讯连接，用于显示所述信息采集模块采集的环境参数值和摄像头拍摄的信息，所述控制模块与所述控制器无线通讯连接，用于设置和修改环境参数的预设值，及向所述控制器发送所述控制指令。

上述农业大棚监测系统，其中，所述网络传输模块所用的无线通讯方式为3G、GPRS、wifi中的一种。

附图说明

图1为本发明第一实施例提出的农业大棚监测系统的结构框图；

图2为图1中信息采集模块的结构框图；

图3为本发明第二实施例提出的农业大棚监测系统的结构框图；

图4为图3中信息采集模块的结构框图。

主要元件符号说明

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1为本发明第一实施例提供的一种农业大棚监测系统，适用于至少一个农业大棚的环境监测和控制，本实施例中，以一个农业大棚为例，且该农业大棚用于农作物的生长。该农业大棚监测系统，包括监控中心1、网络传输模块20及大棚内设置的无线中心节点30。监控中心10例如为手机、平板或电脑，用于向无线中心节点发送控制指令和接收无线中心节点发送的信息。网络传输模块20用于监控中心10和无线中心节点30之间进行信息传输，其使用的无线通讯方式为3G、GPRS、wifi中的一种。

该农业大棚内设置有控制器40和多个均匀分布的信息采集模块50，无线中心节点30通过ZigBee无线通讯方式连接控制器40和多个信息采集模块50。

控制器40电性连接大棚内的多个设备，包括浇水设备611、卷帘设备612、加热设备613、风机设备614。浇水设备611用于对该大棚内的农作物浇水，包括设置在农业大棚上部喷头和连接喷头的水管，该水管与该大棚内的储液箱相连。卷帘设备612设置在该大棚的四周内壁用于遮蔽阳光。

信息采集模块50用于采集该农业大棚内的各处环境参数值。如图2所示，每个信息采集模块50包括温湿度传感器511、CO₂传感器512及光照传感器513，分别用于采集土壤中的温湿度、空气的CO₂浓度和光照度，并将采集的环境参数值发送至无线中心节点30。无线中心节点30接收所述环境参数值，并通过网络传输模块发送到监控中心10。监控中心10接收所述环境参数值，并判断是否满足预设的环境参数条件，当检测到某一环境参数值不满足预设的环境参数条件时，监控中心10通过网络传输模块20向控制器40发送控制指令，控制对应的设备运作。具体实施时，当温湿度传感器检测到土壤的温湿度小于预设的最低温湿度时，监控中心通过网络传输模块向控制器40发送控制指令，控制加热设备613和浇水设备611开启，当该农业大棚内的温湿度达到预设的最高温湿度时，则控制加热设备613和浇水设备611关闭；

当CO₂传感器512检测的空气CO₂浓度大于预设的最高CO₂浓度时，监控中心10通过网络传输模块20向控制器40发送控制指令，控制风机设备614开启，加快该农业大棚内外的空气流通，降低棚内CO₂浓度，当棚内CO₂浓度恢复正常值时控制风机设备614关闭；

当光照传感器513检测的光照强度大于预设的最大光照强度时，监控中心10通过网络传输模块20向控制器40发送控制指令，控制卷帘设备612开启，将布置在农业大棚内壁上的卷帘展开，降低棚内的光照强度，当农业大棚内的光照强度达到预设的最低光照强度时，控制卷帘设备612将卷帘收起。

该农业大棚监测系统还包括设置在大棚内的喷药设备，喷药设备与控制器40电性连接。监控中心10通过无线通讯方式向控制器40发送控制喷药设备开启和关闭的控制指令。控制器40设置有定时模块，用于对喷药设备工作的时间进行定时，控制喷药设备在预设的时长内进行喷药。监控中心10通过网络输模块20和无线中心节点设置定时模块的定时时长。该喷药设备和浇水设备611可共用一套浇灌水管、喷头和储液箱。

该农业大棚内还设置有多个摄像头，该摄像头通过网络传输设备与监控中心10相连，用于拍摄棚内的情况并将拍摄的信息发送至监控中心10。

该农业大棚顶部设置有太阳能电池板，通过该太阳能电池板产生的电能为农业大棚供电，充分利用太阳能，实现节能减排。

监控中心10包括显示模块和控制模块，显示模块与信息采集模块及摄像头无线通讯连接，用于显示信息采集模块50采集的环境参数值和摄像头拍摄的信息，控制模块与控制器40以无线通讯方式连接，用于设置和修改环境参数预设值、定时模块的定时时长，及向控制器40发送控制指令。

本实施例提供的农业大棚监测系统主要用于农作物大棚中，通过监控中心查看信息采集模块采集的信息和摄像头拍摄的资料，实时掌握各农作物大棚内的环境信息，并智能化控制大棚内的设备的运作，使棚内农作物保持最佳的生长环境。

实施例2

请参阅图3，为本发明第二实施例提供的一种农业大棚监测系统，适用于至少一个农业大棚的环境监测和控制，本实施例中，以一个农业大棚为例，且该农业大棚用于水产养殖。该农业大棚监测系统，包括监控中心10、网络传输模块20及大棚内设置的无线中心节点30。监控中心10例如为手机、平板或电脑，用于向无线中心节点30发送指令和接收无线中心节点30发送的信息。网络传输模块20用于监控中心10和无线中心节点30之间的信息传输，其使用的无线通讯方式为3G、GPRS、wifi中的一种。

该农业大棚内均匀布置多个信息采集模块50和控制器40，无线中心节点30通过ZigBee无线通讯方式连接控制器40和多个信息采集模块50。

控制器40电性连接增氧设备621及淡水加灌设备622，分别用于向水中通氧气和向水中加灌淡水。

信息采集模块50用于采集该农业大棚内的各处环境参数值。如图4所示，每个信息模块包括溶氧传感器521、PH传感器522，分别用于采集水中的溶氧量，和水中的PH值，并将采集的溶氧量值和PH值发送至无线中心节点30。无线中心节点30接收检测的溶氧量值和PH值，并通过网络传输模块20发送至监控中心10。监控中心10判断检测的溶氧量值和PH值是否满足预设的环境参数条件，当检测的溶氧量值或PH值不满足预设的环境参数条件时，监控中心10通过网络传输模块20向控制器40发送控制指令，控制对应的设备运作。具体实施时，当溶氧传感器521检测到水中的溶氧量小于预设的最低溶氧量时，控制增氧设备621开启，向水中通氧气，调节水中的溶氧量，当溶氧量达到预设的最高溶氧量时控制增氧设备621关闭；

当PH传感器522检测到水中的PH值大于预设的最高PH值时，控制淡水加灌设备622开启，加入淡水以降低水中的PH值，直到水中的PH值降低到预设的最低的PH值时，控制淡水加灌设备622关闭。

该农业大棚内还设置有多个摄像头，该摄像头通过网络传输设备与监控中心相连，用于拍摄棚内的情况并将拍摄的信息发送至监控中心10。

监控中心10包括显示模块和控制模块，显示模块与信息采集模块及摄像头无线通讯连接，用于显示信息采集模块采集的环境参数值和摄像头拍摄的信息，控制模块与控制器40无线通讯连接，用于设置和修改环境参数的预设值，及向控制器40发送控制指令。

本实施例提供的农业大棚监测系统，主要用于水产养殖，通过监控中心监测水中的溶氧含量和PH值，实时掌握农作物大棚内的环境信息，并智能化控制大棚内的增氧设备及淡水加灌设备运作，使水产品保持最佳的养殖条件，增大养殖产量。

需要说明的是，该农业大棚监测系统可适用于多个农业大棚，该多个农业大棚可全部用于农作物生长或全部用于水产养殖，也可以一部分大棚用于农作物生长，另一部分大棚用于水产养殖。在本发明的另一实施例中，该农业大棚监测系统适用于两个农业大棚，分别用于农作物生长和水产养殖的环境监测和控制。

用于农作物生长的农业大棚内设置的信息采集模块包括温湿度传感器、CO₂传感器、光照传感器，其对应的设备包括浇水设备、卷帘设备、加热设备、风机设备；

用于水产养殖的农业大棚内设置的信息采集模块包括溶氧传感器、PH传感器，其对应的设备包括增氧设备、淡水加灌设备。

该两个农业大棚内的信息采集模块采集的环境参数值均通过无线通讯方式发送至监控中心，监控中心接收两个大棚内的信息采集模块采集的环境参数值并与监控中心预设的参数值进行比较，当某一环境参数不满足预设的环境参数条件时，监控中心通过网络传输模块向控制器发送控制指令，以控制对应农业大棚内的设备运作。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。