一种苗木栽培环境远程监控装置的制作方法

本实用新型涉及种植栽培环境的监控领域设备，具体说是一种苗木栽培环境远程监控装置。

背景技术：

近年来无线技术有了一定的发展，如蓝牙等无线通信技术也得以在现实中有了应用，但是其自身存在的一些不足使其应用收到一定的应用限制。在一些无线技术实际应用中，要求设备具有低成本、低功耗、高可靠性。在这种需求的推动下，ZigBee技术应运而生，发展速度相当迅猛，诞生之日起就称之为世界发展最快和拥有广阔市场前景的十大最新技术之一，新兴的无线数据交换技术ZigBee，传输数据最大速率可达250Kbps，传输范围为10至100米，在无障碍物的开阔空间中，最远可达1000米。ZigBee的功耗极低，比如两级五号电池可支持一个节点持续工作6-24个月。

在农业、林业、生态环境科学等领域的研究中，常常需要测量土壤的温度和湿度。由于具有测量土地面积大、测量点数多、需要长时间观测等特点。传统的测试方法都是将传感器插入土层，然后进行读数记录，不仅花费大量的时间和人力，而且会由于传感器的数量不对应，传感器的安装位置不正确，传感器安装不方便等人为的因素导致数据测试不准等问题。因此探索一种有效的土壤的温度和湿度检测方法有重要意义。

利用无线温、湿度检测系统来取代传统的检测方法降低了工作量，并且可以在上位机实时查看检测数据。

通过这套设备，操作人员可以在安卓手机app或远程PC端上实时查看每棵树苗的土壤温湿度，并能及时地知道设备的运行状态，如果出现问题能够及时反馈和维护，达到减员增效的目的，对降低企业运营成本、提高企业科技含量和工作效率等方面都有着非常重大的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种苗木栽培环境远程监控装置，其技术方案如下：

一种苗木栽培环境远程监控装置，包括主控制器、与主控制器相连的ZigBee协调器以及作为数据采集单元的温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器；所述的温度传感器和湿度传感器设置在每根树苗根部的土壤中，而所述的烟雾传感器则设置于树苗的种植环境中；每一数据采集单元均对应设置一个ZigBee传感器模块；相应的温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器与ZigBee传感器模块相连；而各个ZigBee传感器模块进行组网将采集的环境监测数据传输给ZigBee协调器；所述的主控制器还通过无线模块与设置的云平台实现信息传输，而所述的云平台又与远程PC端以及安卓手机app实现通信。

作为优选，还包括一安装环；且所述的温度传感器和湿度传感器均设置为探针式传感器结构；而所述的安装环上则设置有四个均分分布的安装孔；四个安装孔内安装两个温度传感器和两个湿度传感器，且所述的温度传感器和湿度传感器为交错式安装设置；并且所述的安装环上还设置有缺口。

作为优选，还包括太阳能充电模块；所述的主控制器和ZigBee传感器模块均通过太阳能充电模块提供工作电源。

作为优选，所述的主控制器采用MSP430单片机；所述的温度传感器采用信号为ST-TW的探针式传感器；而所述的湿度传感器采用型号为TR-5的四针圆筒结构的传感器。

作为优选，所述的无线模块通过无线WIFI或4G网络传输数据。

有益效果：本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

(1)本装置中每一树苗的生长环境，包括土壤的温湿度，空气中的烟雾状况数据均会被数据采集单元所采集；由ZigBee传感器模块以及ZigBee协调器汇总将数据传输至总控制器，整体装置采用低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本、高可靠性以及高安全性的ZigBee技术将各个传感器测得的数据传给MSP430单片机；而总控制器则将数据传递至云平台，云平台又将数据实时传递至PC端和安卓手机app上，可以在安卓手机或远程PC端上实时查看每棵树苗的土壤温湿度，并能及时地知道设备的运行状态，如果出现问题能够及时反馈和维护，达到减员增效的目的，对降低企业运营成本、提高企业科技含量和工作效率等方面都有着非常重大的意义；整体装置通过数据采集单元对被监控设备的重要数据进行采样，通过无线路由上传到云服务器中，为远程调用奠定数据基础。其中云服务器数据存储的安全性和互联网的资源共享性为基于云平台的远程监控系统的开发提供了有利条件；

(2)本装置中为了方便温度和湿度传感器的安装，设置若干安装环，安装环上设置四个均匀分布的安装孔，而温度传感器和湿度传感器则相互交错的设置在安装孔中从而安装在安装环上；安装环上同时设置缺口；使用的时候从缺口处穿过树苗后直接插入至泥土中即可，安装方便，且传感器的安装位置比较合理的，两两对应的温度传感器和湿度传感器均布在树苗的四周其测量结果更加的准确。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型安装环结构图；

图3为本实用新型安装环上传感器安装结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

如图1、图2和图3所示，一种苗木栽培环境远程监控装置，包括主控制器、与主控制器相连的ZigBee协调器以及作为数据采集单元的温度传感器1、湿度传感器2和烟雾传感器；所述的温度传感器1和湿度传感器2设置在每根树苗根部的土壤中，而所述的烟雾传感器则设置于树苗的种植环境中；每一数据采集单元均对应设置一个ZigBee传感器模块；相应的温度传感器1、湿度传感器2和烟雾传感器与ZigBee传感器模块相连；而各个ZigBee传感器模块进行组网将采集的环境监测数据传输给ZigBee协调器；所述的主控制器还通过无线模块与设置的云平台实现信息传输，而所述的云平台又与远程PC端以及安卓手机app实现通信。

还包括一安装环3；且所述的温度传感器1和湿度传感器2均设置为探针式传感器结构；而所述的安装环3上则设置有四个均分分布的安装孔4；四个安装孔4内安装两个温度传感器1和两个湿度传感器2，且所述的温度传感器1和湿度传感器2为交错式安装设置；并且所述的安装环3上还设置有缺口5。

还包括太阳能充电模块；所述的主控制器和ZigBee传感器模块均通过太阳能充电模块提供工作电源。

所述的主控制器采用MSP430单片机；所述的温度传感器采用信号为ST-TW的探针式传感器；而所述的湿度传感器采用型号为TR-5的四针圆筒结构的传感器；所述的无线模块通过无线WIFI或4G网络传输数据。

本装置中每一树苗的生长环境，包括土壤的温湿度，空气中的烟雾状况数据均会被数据采集单元所采集；由ZigBee传感器模块以及ZigBee协调器汇总将数据传输至总控制器，整体装置采用低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本、高可靠性以及高安全性的ZigBee技术将各个传感器测得的数据传给MSP430单片机；而总控制器则将数据传递至云平台，云平台又将数据实时传递至PC端和安卓手机app上，可以在安卓手机或远程PC端上实时查看每棵树苗的土壤温湿度，并能及时地知道设备的运行状态，如果出现问题能够及时反馈和维护，达到减员增效的目的，对降低企业运营成本、提高企业科技含量和工作效率等方面都有着非常重大的意义；整体装置通过数据采集单元对被监控设备的重要数据进行采样，通过无线路由上传到云服务器中，为远程调用奠定数据基础。其中云服务器数据存储的安全性和互联网的资源共享性为基于云平台的远程监控系统的开发提供了有利条件。

安卓手机app是人与机器之间传递、交换信息的媒介与对话接口，是远程监控系统的重要组成部分。安卓手机app主要负责实现用户对土壤温湿度等参数的设定、对当前土壤温湿度的监控以及对烟雾的监测等，包括控制设备的启动、暂停、停止功能,对可能出现的意外做出判断反应的功能,重要信息的显示功能等。树苗浇水需要对多项参数进行合理设置才能使土壤含水量达到到最佳状态,完整、合理的设计界面可以使用户方便的针对不同种类、不同特性的树苗进行设备的配置。

本装置中为了方便温度和湿度传感器的安装，设置若干安装环，安装环上设置四个均匀分布的安装孔，而温度传感器和湿度传感器则相互交错的设置在安装孔中从而安装在安装环上；安装环上同时设置缺口；使用的时候从缺口处穿过树苗后直接插入至泥土中即可，安装方便，且传感器的安装位置比较合理的，两两对应的温度传感器和湿度传感器均布在树苗的四周其测量结果更加的准确。

上述具体实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利要求范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括于本实用新型专利申请范围内。