农业大棚自适应监测管理系统的制作方法

本实用新型涉及一种农业大棚自适应监测管理系统。
背景技术：
：智慧地球已成为世界潮流趋势，物联网的发展必然让人类的生活越来越智能化。同样，农作物的智能种植与养护也渐渐成为社会关注的热点。目前，大部分农业大棚智能监控系统存在功能不全、成本高、受众范围小等缺点。现有技术只提出了温度湿度等数据的实时采集和显示。或虽提出了采用无线传感器传输信号，但传输距离有限、数据传输不稳定、维护成本较高。还有的方案提出采用太阳能供电以节约成本及能源，但会出现功率不够等情况。这些都限制了物联网在农业中大规模普及。为了解决以上的问题，此处提出了“三双”策略，即双电源接入，双网络模式，双控制模式来解决数据传输，智能养护和电源接入等问题，并且还采用了三级补控措施及语音模块的加入，并结合手机APP，使用户对数据的掌控及分析更加直观。技术实现要素：有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种农业大棚自适应监测管理系统，解决现有农业大棚智能监控系统功能不全、无法实现精确智能监测的问题。为实现上述目的本实用新型采用以下技术方案实现：一种农业大棚自适应监测管理系统，其特征在于：包括主控模块、酸碱度传感器、光敏电阻传感器、温度传感器、湿度传感器、光带、水泵、风扇、电源模块、无线模块及上位机；所述主控模块包括比较控制单元、第一控制继电器、第二控制继电器、第三控制继电器及若干模数转换模块；所述比较控制单元经第一控制继电器连接光带，经第二控制继电器连接水泵，经第三控制继电器连接风扇，经若干模数转换模块分别连接酸碱度传感器、光敏电阻传感器、温度传感器及湿度传感器；所述无线模块的一端与比较控制单元连接，另一端与上位机通信连接；所述电源模块分别与主控模块、酸碱度传感器、光敏电阻传感器、温度传感器及湿度传感器连接，为其供电。进一步的，还包括显示屏，所述显示屏与模数转换模块电性连接。进一步的，还包括语音交互模块，所述语音交互模块与比较控制单元电性连接。进一步的，所述电源模块DQ-DY360-24变压器及整流电路，DQ-DY360-24变压器的输入端接市电，输出端接整流电路的输入端，整流电路的输出端分别连接酸碱度传感器、光敏电阻传感器、温度传感器、湿度传感器与主控模块。进一步的，所述酸碱度传感器、湿度传感器、光敏电阻传感器、温度传感器数量的比值为4:4:3:3。本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型实现了对湿度、光照度和酸碱度等环境数据进行实时采集的目的，可根据上位机设置好的环境指标预设值做出报警提示，并通过比较控制单元对相应的环境数据进行自适应调节及控制。该系统具有操作简单，反应迅速，自动化程度高，方便集中式监控管理等特点，可满足对农业上温室大棚监控管理要求；本实用新型还采用植株分布式权重比进行布点监测，各个监测点采集的数据阈值可由上位机进行设定并传输至主控模块的比较控制单元；各个传感器采集数据通过模数转换模块后传输到比较控制单元。附图说明图1为本实用新型一实施例的结构框图。图2为本实用新型一实施例的主控模块HT66F70ALQFP64的结构示意图。图3为本实用新型一实施例的湿度传感器DHT11的结构示意图。图4为本实用新型一实施例的温度传感器DS18B20的结构示意图。图5为本实用新型一实施例的无线模块NRF24L01的结构示意图。图6为本实用新型一实施例的语音识别模块LD3320的结构示意图。图7为本实用新型一实施例的龙邱OLED显示模块的结构示意图。图8为本实用新型一实施例的继电器模块SRD-05的结构示意图。图9为本实用新型一实施例的光敏电阻传感器结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。请参照图1，本实施例提供一种农业大棚自适应监测管理系统，其特征在于：包括主控模块、酸碱度传感器、光敏电阻传感器、温度传感器、湿度传感器、光带、水泵、风扇、电源模块、无线模块及上位机；所述主控模块包括比较控制单元、第一控制继电器、第二控制继电器、第三控制继电器及若干模数转换模块；所述比较控制单元经第一控制继电器连接光带，经第二控制继电器连接水泵，经第三控制继电器连接风扇；请参照图2和图8，所述第一控制继电器、第二控制继电器和第三控制继电器采用欧姆龙中间组继电器模块，该欧姆龙中间组继电器模块每组数量高达6个/组，该继电器组接线简单，线圈电压范围24VDC+/-10%。其中，温度控制采用第三控制继电器控制大棚温室风扇进行排风，湿度控制采用第二控制继电器控制营养液喷灌，光合控制采用第一控制继电器控制光合作用专用补光灯的光带，采用该补光灯的光带其波长非常适合植物的生长，基本可解决育苗阶段因光照不足而影响生长问题，完全根据苗株交货期来安排合理时间。所述比较控制单元经若干模数转换模块分别连接酸碱度传感器、光敏电阻传感器、温度传感器及湿度传感器。酸碱度传感器向比较控制单元发送酸碱度值，光敏电阻传感器向比较控制单元发送光度值，温度传感器向比较控制单元发送温度值，湿度传感器向比较控制单元发送湿度值；所述酸碱度传感器、湿度传感器、光敏电阻传感器、温度传感器数量的比值为4:4:3:3，即图1中酸碱度传感器模块、光敏电阻传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块中酸碱度传感器、光敏电阻传感器、温度传感器、湿度传感器的个数比为4:4:3:3；通过实际数据检测，该比值分布有效兼顾各个环境因素的变化，在一天的工作环境中考虑温度和光照不均匀等特点，有效的在布点方案上将结果测定趋于平均值的环境数据，检测结果更加合理、精确；具体的：请参照图4，本实用新型实施方式中，温度传感器采用瑞士SENSIRION温度传感器，该传感器稳定性好，响应速度快，宽电压供电，非线性修正，精度高，内部结构有非易失性温度报警触发器，用户可通过上位机设置该报警阈值，从而触发温度报警触发器进行报警。请参照图3，本实用新型实施方式中湿度传感器采用基于介电理论并运用频域测量系统研发的SF-100土壤水分传感器，该传感器采用总线接口方式，能够测试在-40~70d土壤容积含水率，测试主频在100MHZ，精度为3%，采用环氧树脂纯胶封装，可长期埋入土壤中使用，且不受腐蚀。请参照图9，本实用新型实施方式中光敏电阻传感器采用BH1750FVI传感器，该传感器采用两线串行通信总线接口，支持I2C通信协议，量程覆盖1~65535lx，具有广泛的量程以及弱光源依赖性等优点。请参照图1和图5，所述无线模块的一端与比较控制单元连接，另一端与上位机通信连接。所述无线模块可以采用蓝牙通讯或/和无线网络通讯的方式，无线模块采用NRF24L01以及HC-05主从一体的模块，在空旷地带一般可以做到20-25米左右，加PA+外接天线可以做到200米左右的最长通讯距离，该模块采用UART串口进行数据传输建立起系统与上位机的网络连接。上位机可以为手机、PC端、PAD等具有计算机数据处理功能的终端。所述电源模块分别与主控模块、酸碱度传感器、光敏电阻传感器、温度传感器及湿度传感器连接，为其供电；为了防止断电对系统的危害，本实施方式除220V市电供电外，还采用太阳能电池板进行储蓄电池应急措施方案，太阳能电池板可以采用QS公司制造的200W单晶硅太阳能电池板，完全保证没有市电供应下短时间的系统供电。请参照图1和图7，还包括显示屏，所述显示屏与模数转换模块电性连接。所述显示屏能够将各个传感器采集的温度、湿度、光照度等在显示屏上显示出，所述显示屏能够集合在上位机中。请参照图6，还包括语音交互模块，所述语音交互模块与比较控制单元电性连接。进一步的，所述电源模块DQ-DY360-24变压器及整流电路，DQ-DY360-24变压器的输入端接市电，输出端接整流电路的输入端，整流电路的输出端分别连接酸碱度传感器、光敏电阻传感器、温度传感器、湿度传感器与主控模块。上位机如手机客户端与农业大棚自适应监测管理系统进行通信，上位机通过蓝牙与网络访问双模式对下位机进行数据采集显示和控制。上位机内可集合显示屏与语音交互模块，具备显示屏的能够实现对农业大棚各个环境参数的实时显示，而且上位机可以设定各个参数的上下限阈值，使得农业大棚自适应监测管理系统可以通过阈值进行自动控制，也可以通过上位机进行人工控制，方便农业大棚的管理。本实用新型实施方式中，可设置主控模块具备5个工作模式，如下表所示：模式含义控制状态模式0保温控制天窗关、风机关、水雾关、加热开模式1自然通风天窗开、风机关、水雾关、加热关模式2风机控温天窗开、风机开、水雾关、加热关模式3水雾控温天窗开、风机关、水雾开、加热关模式4风机—水雾天窗关、风机开、水雾开、加热关系统初始化进入模式1，然后根据比较室内、外温度与设定值的关系来判断下一时刻切换到哪种模式下工作。例如：当温度低于设定阈值下限时由比较控制模块向各个控制继电器发送控制信号，使得进入模式0工作，待温度恢复正常后，重新进入正常模式工作。系统可根据用户所需的温度，选择在不同模式下工作。当光敏电阻传感器采集的光照值低于所设置的阈值时，系统的比较控制单元会通过控制第一控制继电器自动开启灯带进行植株补光；当光照强度高于阈值时，系统的比较控制单元又会控制第一控制继电器使之关闭光带，停止补光。首先通过上位机对湿度的上下限值进行设置，例如设置为40%-70%，然后系统开始每一个小时采集大棚中的湿度数据，并传输给比较控制单元，通过显示屏显示。当湿度低于下限值40%时，开启水泵进行喷水雾，使之湿度增加；当湿度达到上限值70%时，关闭水泵停止喷水雾。若湿度过高，高于阈值70%时，控制第三控制继电器使之风扇开始运转，加大抽湿通风的力度。所述系统实现了对温度、湿度、光照度和酸碱度等环境数据进行实时采集，并上传到上位机进行显示及监控。该系统操作简单，反应迅速，自动化程度高，方便集中式监控管理，可满足对农业上温室大棚监控管理要求。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。当前第1页1 2 3