一种基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统，包括中央控制单元、与所述中央控制单元通过Zigbee技术连接的监测单元、与所述中央控制单元通过Zigbee技术连接的调整单元、与所述中央控制单元通过Zigbee技术连接的报警单元以及与所述中央控制单元通过无线通信连接的终端，所述中央控制单元包括中央处理器、电源模块和Zigbee网关；通过手机终端、个人电脑终端实时查看且能通过所述终端下发调节指令，将大棚内环境参数调节至适合作物生长的范围，调整单元通过所述的调整装置将棚内参数调节至适合作物生长值，对于大规模大棚种植省去人力物力，最大限度降低人力成本。
【专利说明】
一种基于Z i gbee的农业大棚环境监测调节系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种农业大棚环境监测调节系统，具体是涉及一种基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统。
【背景技术】
[0002]农业大棚是农业生产的重要基础设施，越来越多的农作物在农业大棚中栽培种植，而大棚中的生化参数对于提高农作物的产量，提高生产效率有决定性作用，根据大棚内环境实时调节生化参数对促进农业生产具有非常重要的意义;农业大棚的造价普遍昂贵，在建设时一般又会使用较多可燃性材料，对于大棚的安全监控、降低损失也是非常必要的。
[0003]传统的农业大棚多采用仪表人工监测，或者采用有线方式对大棚中生化参数进行实时监测，对于小规模的大棚是没有问题的，但是对于大规模的农业大棚监测调节系统则存在施工难度大，维护费用高，浪费较多的人力、物力资源的情况;对于大规模的大棚种植，传统监测控制系统对于安全监测反应速度慢，确定事发地点模糊，因此急需通过自动控制、计算机、通信等技术对传统大棚监测控制系统进行改造。
[0004]因此，需要提出一种新型的农业大棚环境监测调节系统。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本实用新型公开了基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统，组网方便，节约成本，能够实时有效监测大棚环境并作出决策。
[0006]为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案:一种基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统，包括中央控制单元、与所述中央控制单元通过Zigbee技术连接的监测单元、与所述中央控制单元通过Zi gbee技术连接的调整单元、与所述中央控制单元通过Zigbee技术连接的报警单元以及与所述中央控制单元通过无线通信连接的终端，所述中央控制单元包括中央处理器、电源模块和Zigbee网关，所述监测单元包括二氧化碳浓度监测单元、空气湿度监测单元、烟雾监测单元、空气湿度监测单元、光照强度监测单元和土壤湿度监测单元，所述二氧化碳浓度监测单元包括二氧化碳浓度传感器和Zigbee模块，所述空气湿度监测单元包括空气湿度传感器和Zigbee模块，所述烟雾监测单元包括烟雾传感器和Zigbee模块，所述光照强度监测单元包括光照强度传感器和Zigbee模块，所述土壤湿度监测单元包括土壤湿度传感器和Zigbee模块，所述调整单元包括Zigbee模块、通风调节装置、空气湿度调节装置、卷帘遮蔽装置、浇灌装置、二氧化碳发生装置以及与所述通风调节装置、空气湿度调节装置、卷帘遮蔽装置、浇灌装置和二氧化碳发生装置分别连接的继电器组。
[0007]进一步地，所述报警单元包括声、光报警装置和Zigbee模块。
[0008]进一步地，包括无线通信单元，所述无线通信单元包括3G网络模块和WIFI模块，所述终端通过该无线通信单元连接至所述中央控制单元。
[0009]进一步地，所述终端包括手机终端和个人电脑终端。[00?0] 进一步地，所述中央处理器采用Cortex A8中央处理器。
[0011]进一步地，所述中央控制单元包括滤波器模块，所述滤波器模块与所述Zigbee网关连接。
[0012]进一步地，所述二氧化碳浓度监测单元、空气湿度监测单元、烟雾监测单元、空气湿度监测单元、光照强度监测单元和土壤湿度监测单元均包括压缩模块。
[0013]本实用新型与现有技术比较，具有的优点是:
[0014]1、各单元的连接均采用无线网络，包括Zigbee网络、3G网络和WiFi网络，使得该监测系统布置方便；
[0015]2、采用Zigbee技术组网、通讯上极具优势;Zigbee通信协议为标准通信协议，对于Zigbee节点之间可以轻松互联;Zigbee技术的优势在于低功耗上可以通过电池供电，这样便于在大棚中布置监测、调整单元;Zigbee网关技术的成熟能够将Zigbee信号解析后通过包括3G、WiFi等网络发送，使得Zigbee监测、调节网络覆盖面积更广；
[0016]3、大棚内的生化参数能够实时监测、上传，通过手机终端、个人电脑终端实时查看且能通过所述终端下发调节指令，将大棚内环境参数调节至适合作物生长的范围；
[0017]4、在大棚发生火情时终端用户能够通过所述终端查看报警大棚位置，且报警单元进行报警能够精确定位报警大棚位置，便于及时抢救；
[0018]5、调整单元通过所述的调整装置将棚内参数调节至适合作物生长值，对于大规模大棚种植省去人力物力，最大限度降低人力成本。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型提出的基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统的框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本实用新型，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
[0021]实施例1:
[0022]参照图1，一种基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统，包括中央控制单元、与所述中央控制单元通过Zigbee技术连接的监测单元、与所述中央控制单元通过Zigbee技术连接的调整单元、与所述中央控制单元通过Zigbee技术连接的报警单元以及与所述中央控制单元通过无线通信连接的终端，其中所述中央控制单元用于数据处理，所述监测单元用于大棚内数据采集，所述调整单元用于根据大棚内部实际情况采取决策，所述报警单元用于当数据超标时发生警报，所述终端用于用户调整大棚内数据，所述中央控制单元包括中央处理器、电源模块和Zigbee网关，所述中央处理器采用Cortex AS中央处理器，所述监测单元包括二氧化碳浓度监测单元、空气湿度监测单元、烟雾监测单元、空气湿度监测单元、光照强度监测单元和土壤湿度监测单元，所述二氧化碳浓度监测单元包括二氧化碳浓度传感器和Zigbee模块，所述空气湿度监测单元包括空气湿度传感器和Zigbee模块，所述烟雾监测单元包括烟雾传感器和Zigbee模块，所述光照强度监测单元包括光照强度传感器和Zigbee模块，所述土壤湿度监测单元包括土壤湿度传感器和Zigbee模块，所述调整单元包括Zigbee模块、通风调节装置、空气湿度调节装置、卷帘遮蔽装置、浇灌装置、二氧化碳发生装置以及与所述通风调节装置、空气湿度调节装置、卷帘遮蔽装置、浇灌装置和二氧化碳发生装置分别连接的继电器组，所述报警单元包括声、光报警装置和Zigbee模块，本系统还包括无线通信单元，所述无线通信单元包括3G网络模块和WIFI模块，所述终端通过该无线通信单元连接至所述中央控制单元，所述终端包括手机终端和个人电脑终端。
[0023]实施例2:
[0024]以上述实施例1中提出的基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统为基础，进一步提出，所述中央控制单元包括滤波器模块，所述滤波器模块与所述Zigbee网关连接，通过在数据接收端增加滤波器模块，对采集的数据信号进行有效过滤，所述二氧化碳浓度监测单元、空气湿度监测单元、烟雾监测单元、空气湿度监测单元、光照强度监测单元和土壤湿度监测单元均包括压缩模块，因为监测单元实时采集数据，数据量大，使用压缩模块对采集到的初始数据进行过压缩，有利于数据的后期处理。
[0025]工作原理与工作过程:
[0026]将二氧化碳浓度监测单元、空气湿度监测单元、土壤湿度监测单元、空气温度监测单元、烟雾监测单元、光照强度监测单元、调整单元、报警单元、布置于大棚中，所述的监测单元布置完毕后将对大棚内的生化参数进行实时采集、上传，参数包括大棚内空气温度、湿度、烟雾浓度、二氧化碳浓度，光照强度，土壤湿度，通过各单元中的压缩模块对采集到的初始数据进行压缩处理，最后通过所述的监测单元中的Zigbee模块经由Zigbee网络上传至中央处理单元；
[0027]中央处理单元中的Zigbee网关调度与所述监测单元、调整单元、报警单元的网络连接，Zigbee网关与所述滤波器模块连接，对采集的数据信号进行有效过滤，然后将所述监测单元上传的数据发送到cortex AS中央处理器，中央处理器将数据编码经由3G网络、WiFi网络发送至手机终端、个人电脑终端，完成监测数据上传至用户；采用3G网络保证用户能够随时监测大棚内生化参数，采用个人电脑终端连接WiFi网络能提高传送数据量，数据更直观、明了；
[0028]在空气湿度不满足作物生长时，用户通过所述手机终端、个人电脑终端经由中央处理单元下发空气湿度调整指令与参数，通过继电器组选择、启动通风调节装置、空气加湿装置，通风调节装置、空气加湿装置启动后根据指令完成大棚内的通风、加湿动作，实现大棚内湿度的调整；空气湿度监测单元监测空气湿度数据并上传至中央处理单元，中央处理单元判断满足用户设定参数范围时将下发指令关闭通风调节装置、空气加湿装置；
[0029]在二氧化碳浓度不满足作物生长时，用户通过所述手机终端、个人电脑终端经由中央处理单元下发二氧化碳浓度调整指令与参数，通过继电器组选择、启动二氧化碳发生装置，二氧化碳发生装置启动后调节大棚内的二氧化碳浓度;二氧化碳传感器监测单元将监测到的二氧化碳浓度数据上传至中央处理单元，中央处理单元判断满足用户设定参数范围时将下发指令关闭二氧化碳发生装置。
[0030]在光照强度不满足作物生长时，用户通过所述手机终端、个人电脑终端经由中央处理单元下发光照强度调整指令与参数，通过继电器组来选择、启动卷帘遮蔽装置，卷帘遮蔽装置启动后调节大棚内的光照强度;光照强度监测单元将监测到的光照强度上传至中央处理单元，中央处理单元判断满足用户设定参数范围时将停止卷帘遮蔽装置对光照的调整；
[0031]在土壤湿度不满足作物生长时，用户通过所述手机终端、个人电脑终端经由中央处理单元下发土壤湿度调整指令与参数，通过继电器组来选择、启动浇灌装置，浇灌装置启动后调节大棚内的土壤湿度;土壤湿度监测单元将监测到的土壤湿度数据上传至中央处理单元，中央处理单元判断满足用户设定参数范围时将停止对土壤的浇灌。
[0032]烟雾监测单元对大棚内烟雾浓度进行监测并实时上传数据到中央处理单元，当大棚内发生火灾时烟雾浓度骤增，烟雾监测单元将数据传送至用户手机终端、个人电脑终端经行报警，同时，中央处理单元会对烟雾浓度数据进行判断并下发报警指令到报警单元，报警单元的声光报警装置将对所在的大棚进行警报，以便用户定位事故大棚及时采取消防措施以降低损失。
[0033]本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统，其特征在于:包括中央控制单元、与所述中央控制单元通过Zigbee技术连接的监测单元、与所述中央控制单元通过Zigbee技术连接的调整单元、与所述中央控制单元通过Zigbee技术连接的报警单元以及与所述中央控制单元通过无线通信连接的终端，所述中央控制单元包括中央处理器、电源模块和Zigbee网关，所述监测单元包括二氧化碳浓度监测单元、空气湿度监测单元、烟雾监测单元、空气湿度监测单元、光照强度监测单元和土壤湿度监测单元，所述二氧化碳浓度监测单元包括二氧化碳浓度传感器和Zigbee模块，所述空气湿度监测单元包括空气湿度传感器和Zigbee模块，所述烟雾监测单元包括烟雾传感器和Zigbee模块，所述光照强度监测单元包括光照强度传感器和Zigbee模块，所述土壤湿度监测单元包括土壤湿度传感器和Zigbee模块，所述调整单元包括Zigbee模块、通风调节装置、空气湿度调节装置、卷帘遮蔽装置、浇灌装置、二氧化碳发生装置以及与所述通风调节装置、空气湿度调节装置、卷帘遮蔽装置、浇灌装置和二氧化碳发生装置分别连接的继电器组。2.根据权利要求1所述的基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统，其特征在于:所述报警单元包括声、光报警装置和Zigbee模块。3.根据权利要求1所述的基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统，其特征在于:包括无线通信单元，所述无线通信单元包括3G网络模块和WIFI模块，所述终端通过该无线通信单元连接至所述中央控制单元。4.根据权利要求1或3所述的基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统，其特征在于:所述终端包括手机终端和个人电脑终端。5.根据权利要求1所述的基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统，其特征在于:所述中央处理器采用Cortex A8中央处理器。6.根据权利要求1所述的基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统，其特征在于:所述中央控制单元包括滤波器模块，所述滤波器模块与所述Zigbee网关连接。7.根据权利要求1所述的基于Zigbee的农业大棚环境监测调节系统，其特征在于:所述二氧化碳浓度监测单元、空气湿度监测单元、烟雾监测单元、空气湿度监测单元、光照强度监测单元和土壤湿度监测单元均包括压缩模块。
【文档编号】G05D27/02GK205692076SQ201620576006
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月14日 公开号201620576006.8, CN 201620576006, CN 205692076 U, CN 205692076U, CN-U-205692076, CN201620576006, CN201620576006.8, CN205692076 U, CN205692076U
【发明人】宋伟, 王丹阳, 梁宁一, 李晓辉, 李佳佳, 贺伟, 王金鹏, 李庚睿, 郭蓓蕾
【申请人】河南城建学院