一种基于物联网的智能温室控制与管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，包括控制中心主机、视频监控摄像机、微处理器，以及分别与微处理器信号连接的信息采集单元、温度调节单元、补光单元、喷滴灌单元、隔离单元以及GSM短信报警模块；视频监控摄像机与控制中心主机信号连接，微处理器与控制中心主机信号连接；GSM短信报警模块与微处理器信号连接。本发明能够通过信息采集单元与作物生产有关的各种生产信息和环境参数，可以帮助农民及时发现问题，准确地捕捉发生问题的位置；该系统还能够给植物以最适应的环境下生长，使农业投入的资源利用精准化、效率最大，培育出最优良的农产品。
【专利说明】
一种基于物联网的智能温室控制与管理系统
技术领域
[0001]本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的智能温室控制与管理系统。
【背景技术】
[0002]传统的农业还是需要人们针对不同气候，需要对温室中农作物的生长情况做出不同的环境调整，如果若想要调查现在温室中的环境能足够利于作物生长的话，还需要进行实地的环境信息采集，这种方式不仅需要人力的复杂工作而且也不能够使农作物得到有效的实时监测，根据监测的结果还需要大量的人力来进行对环境的改变。这种方式不仅是非常的繁琐需要大量的劳动力并且也不能够让农作物得到最适宜的生长环境使其品质优良，所以现在真正能卖出高价格的优质农作物是非常少的，而农作物的生产所需大量的劳动力又使其成本非常高，所以导致农民们“无钱可赚”的现状。现在一些温室景观中的植物对环境因素较高，而人为的监测误差会很大，会影响植物的生长降低植物的可观赏性，降低园林温室的价值。
[0003]随着通信技术的飞速发展，人们已经不再满足于人与人之间的通信方式以及需要人参与交互的通信方式，一种更加智能、更加便捷的通信方式为人们所期待。随着电子信息技术、多媒体技术以及网络技术的快速发展，物联网技术也得到了快速的发展，物联网就是“物物相连的互联网”，是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，将采集的信息传递给管理系统告知用户，或者根据提前预设信息作出智能化的改变。物联网一一种物体、机器间不需要人的参与即可完成信息交互的通信方式，在整个信息采集、传递、计算的过程中无需人的参与交互。
[0004]物联网是基于传感器技术的新型网络技术，在现代农业中大量的传感器节点构成了一张张功能各异的监控网络，通过各种传感器采集与作物生产有关的各种生产信息和环境参数，可以帮助农民及时发现问题，准确地捕捉发生问题的位置。具有高投入、高品质、高产量和高效益等特点，是现代农业发展史上的一次革命，是由传统农业向现代化集约型农业转变的有效方式，也是实现农业现代化的必由之路。给植物以最适应的环境下生长，使农业投入的资源利用精准化、效率最大，培育出最优良的农产品。智能温室管理系统是指在农业生产或园林培育上用改善温室环境的办法，来获得植物最适宜的生长条件的方法，即用人工控制环境因素来满足植物最佳生长条件从而获得最大的经济效益。
[0005]目前，我国农业发展正处于从传统农业向现代化大农业过渡的进程当中，国务院在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中指出:急需用现代物质条件进行装备，用现代科学技术进行改造，用现代经营形式进行推进，用现代发展理念引领。物联网的快速发展，将会为我国农业发展与世界同步提供一个国际领先的全新的平台，以信息化助力“传统农业”向“现代农业”转变，农业物联网即将到来的巨大需求。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术中存在的上述问题，提供一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，该系统能够通过信息采集系统与作物生产有关的各种生产信息和环境参数，可以帮助农民及时发现问题，准确地捕捉发生问题的位置;该系统还能够给植物以最适应的环境下生长，使农业投入的资源利用精准化、效率最大，培育出最优良的农产品。
[0007]本发明的技术方案是:一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，包括微处理器、信息采集单元、温度调节单元、补光单元、喷滴灌单元以及GSM短信报警模块;所述信息采集单元用于采集温室内的光照度信号值、温度信号值及湿度信号值，并将所述光照度信号值、温度信号值及湿度信号值传送给微处理器;所述微处理器用于根据所述光照度信号值以及所预设的光照度参数比对值，控制所述补光单元是否工作;还用于根据所述温度信号值以及所预设的温度参数比对值，控制所述温度调节单元是否工作;还用于根据所述湿度信号值以及所预设的湿度参数比对值，控制喷滴灌单元是否工作;所述补光单元用于在光照不足或者晚间的时候给温室中增加光照；所述温度调节单元用于调节温室内的温度值;所述喷滴灌单元用于增加温室中的湿度以及给温室中的作物供应水分；当温室内的温湿度值超出微处理器的设定值时，由微处理器将温湿度超标报警信号传送给GSM短信报警丰旲块。
[0008]较佳地，所述信息采集单元包括分别与微处理器信号连接的温湿度传感器以及光敏传感器;所述温湿度传感器具体是DHTl I温湿度传感器。
[0009]较佳地，所述温度调节单元包括设于温室内的空调机以及加热棒;所述空调机用于温室内温度超过设定温度时，给温室降温;所述加热棒用于温室内温度低于设定温度时，给温室升温;所述空调机通过控制开关一与微处理器信号连接，加热棒通过控制开关二与微处理器信号连接，微处理器根据接收到的温度信号值以及所预设的温度参数比对值，通过控制开关一及控制开关二来控制空调机及加热棒的启闭;所述控制开关一和控制开关二均为继电器开关。
[0010]较佳地，所述喷滴灌单元包括水栗及与水栗联接的用于喷灌作物的喷滴灌管路，所述水栗通过控制开关三与微处理器信号连接，微处理器根据接收到的温室内湿度信号值以及所预设的湿度参数比对值，通过控制开关三控制水栗的启闭来实现温室内湿度值的调节;其中控制开关三为继电器开关。
[0011]较佳地，该基于物联网的智能温室控制与管理系统还包括控制中心主机以及视频监控摄像机，所述控制中心主机用于显示视频监控摄像机所传送的温室的视频，视频监控摄像机用于采集温室的视频，并将视频信号传送到控制中心主机;所述视频监控摄像机通过goAhead服务器与控制中心主机信号连接，运用goAhead服务器将网页与温室信息产生交互功能，将温室中的图像显示到网页上，实现远程实时动态视频监控。
[0012]较佳地，所述控制中心主机还包括温度设置模块、湿度设置模块以及光照度设置模块;所述温度设置模块用于对微处理器设置所述温度参数比对值，所述湿度设置模块用于对微处理器设置所述湿度参数比对值，所述光照度设置模块用于对微处理器设置所述光照度参数比对值。
[0013]较佳地，该基于物联网的智能温室控制与管理系统还包括用于给温室通风的通风调节单元，所述控制中心主机还包括通风调节控制模块;所述通风调节单元包括开设于温室侧壁上的通风口以及镶嵌于通风口上的换气扇，所述换气扇通过控制开关五与通风调节控制模块信号连接，通风调节控制模块通过控制开关五控制换气扇的启闭；其中控制开关五为继电器开关。
[0014]较佳地，该基于物联网的智能温室控制与管理系统还包括分别与微处理器信号连接的隔离单元以及PM2.5检测模块;所述隔离单元用于遇到雾霾等恶劣天气时，将温室调整到隔离模式中，即将温室与外界环境相互隔绝；所述PM2.5检测模块用于检测环境中的PM2.5数值;所述微处理器根据所述PM2.5检测模块检测到的PM2.5信号值以及所预设的PM2.5参数比对值，控制所述隔离单元是否工作。
[0015]较佳地，所述隔离单元包括隔离软板，所述隔离软板架设并覆盖于温室顶棚框架上，其中温室顶棚为向上拱起的弧形圆柱面结构；隔离软板的一端位于温室一侧的下端，且连接有卷轴二，所述卷轴二与步进电机二轴连接，步进电机二通过电机驱动器二与微处理器信号连接，微处理器通过电机驱动器二控制步进电机二运转实现隔离软板是否卷收;所述隔离软板的另一端位于温室另一侧的下端并且与绳索二连接，所述绳索二缠绕在设于温室外壁上的转动轴二上，转动轴二与盘簧二连接，盘簧二固定于温室外壁上。
[0016]较佳地，所述补光单元包括卷帘机构、补光灯、隔离光照保护膜，其中隔离光照保护膜用于光照不足时，防止补光灯的光能向外界流失;所述隔离光照保护膜位于温室顶棚框架和隔离软板之间；所述卷帘机构包括电机一以及与电机一轴连接的卷轴一，电机一和卷轴一位于温室一侧的下端，所述步进电机一通过电机驱动器一与微处理器信号连接，所述卷轴一与隔离光照保护膜的一端连接，隔离光照保护膜的另一端位于温室另一侧的下端并且与绳索一连接，所述绳索一缠绕在设于温室外壁上的转动轴一上，转动轴一与盘簧一连接，盘簧一固定于温室外壁上，，微处理器通过电机驱动器一控制步进电机一的启闭来实现隔离光照保护膜是否卷收;所述补光灯通过控制开关四与微处理器连接，微处理器通过控制开关四控制补光灯的启闭；所述微处理器通过无线通信模块与控制中心主机信号连接，微处理器和控制中心主机通过无线通信模块进行信息交互;所述无线通信模块还与用户移动手持设备信号连接，使用户对温室能够进行随时随地观察与控制；其中控制开关四为继电器开关。
[0017]本发明的有益效果:本发明提供的一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，能够将温室中的环境信息通过传感器、摄像机进行收集，通过对这些信息的收集自动控制温室内设备的执行，根据设备预设信息进行智能化调控温室环境。本发明使控制设备与互联网产生联系，实时将传感器信息、控制设备的信息、摄像头采集的视频信息通过gohead服务器上传到网页管理系统中，此网页管理系统的登录不只仅限于本地互联网，也可以适用于移动互联网的使用，用户可以使用电脑或者移动手持设备都可以登录智能温室补光与加热信息管理系统网页中来获取温室信息和控制温室设备。本发明应用GSM模块进行信息报警，一旦识别到温室内的环境因素不利于植物生长时，则会立即给用户预设的电话号码发送警告短信，提醒用户此时需要改变温室中的环境因素，让用户做出相应的调整。
[0018]以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的系统连接框图；
[0020]图2是Web服务器工作原理图；[0021 ]图3是摄像头工作原理图；
[0022]图4是GSM框架图；
[0023]图5是继电器开关连接电路图；
[0024]图6是隔离单元与温室的位置关系示意图。
[0025]附图标记说明:
[0026]1、通风调节单元;2、步进电机二; 3、卷轴二; 4、隔离软板;5、绳索二; 6、盘簧二; 7、温室侧壁;I一1、通风口； I一2、换气扇。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图，对本发明的一个【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0028]参见图1，本发明公开了一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，包括微处理器、信息采集单元、温度调节单元、补光单元、喷滴灌单元以及GSM短信报警模块;所述信息采集单元用于采集温室内的光照度信号值、温度信号值及湿度信号值，并将所述光照度信号值、温度信号值及湿度信号值传送给微处理器;所述微处理器用于根据所述光照度信号值以及所预设的光照度参数比对值，控制所述补光单元是否工作;还用于根据所述温度信号值以及所预设的温度参数比对值，控制所述温度调节单元是否工作;还用于根据所述湿度信号值以及所预设的湿度参数比对值，控制喷滴灌单元是否工作;所述补光单元用于在光照不足或者晚间的时候给温室中增加光照；所述温度调节单元用于调节温室内的温度值;所述喷滴灌单元用于增加温室中的湿度以及给温室中的作物供应水分；当温室内的温湿度值超出微处理器的设定值时，由微处理器将温湿度超标报警信号传送给GSM短信报警模块。
[0029]进一步地，所述信息采集单元包括分别与微处理器信号连接的温湿度传感器以及光敏传感器;所述温湿度传感器具体是DHTl I温湿度传感器。
[0030]进一步地，所述温度调节单元包括设于温室内的空调机以及加热棒;所述空调机用于温室内温度超过设定温度时，给温室降温;所述加热棒用于温室内温度低于设定温度时，给温室升温;所述空调机通过控制开关一与微处理器信号连接，加热棒通过控制开关二与微处理器信号连接，微处理器根据接收到的温度信号值以及所预设的温度参数比对值，通过控制开关一及控制开关二来控制空调机及加热棒的启闭;所述控制开关一和控制开关二均为继电器开关。
[0031]进一步地，所述喷滴灌单元包括水栗及与水栗联接的用于喷灌作物的喷滴灌管路，所述水栗通过控制开关三与微处理器信号连接，微处理器根据接收到的温室内湿度信号值以及所预设的湿度参数比对值，通过控制开关三控制水栗的启闭来实现温室内湿度值的调节;其中控制开关三为继电器开关。
[0032]进一步地，该基于物联网的智能温室控制与管理系统还包括控制中心主机以及视频监控摄像机，所述控制中心主机用于显示视频监控摄像机所传送的温室的视频，视频监控摄像机用于采集温室的视频，并将视频信号传送到控制中心主机;所述视频监控摄像机通过goAhead服务器与控制中心主机信号连接，运用goAhead服务器将网页与温室信息产生交互功能，将温室中的图像显示到网页上，实现远程实时动态视频监控。
[0033]进一步地，所述控制中心主机还包括温度设置模块、湿度设置模块以及光照度设置模块;所述温度设置模块用于对微处理器设置所述温度参数比对值，所述湿度设置模块用于对微处理器设置所述湿度参数比对值，所述光照度设置模块用于对微处理器设置所述光照度参数比对值。
[0034]进一步地，该基于物联网的智能温室控制与管理系统还包括用于给温室通风的通风调节单元I，所述控制中心主机还包括通风调节控制模块;如图6所示，所述通风调节单元I包括开设于温室侧壁7上的通风口 I一I以及镶嵌于通风口 I一I上的换气扇I一2，所述换气扇I 一2通过控制开关五与通风调节控制模块信号连接，通风调节控制模块通过控制开关五控制换气扇I一2的启闭；其中控制开关五为继电器开关。
[0035]进一步地，该基于物联网的智能温室控制与管理系统还包括分别与微处理器信号连接的隔离单元以及PM2.5检测模块;所述隔离单元用于遇到雾霾等恶劣天气时，将温室调整到隔离模式中，即将温室与外界环境相互隔绝;所述PM2.5检测模块用于检测环境中的PM2.5数值;所述微处理器根据所述PM2.5检测模块检测到的PM2.5信号值以及所预设的PM2.5参数比对值，控制所述隔离单元是否工作。
[0036]进一步地，如图6所示，所述隔离单元包括隔离软板4，所述隔离软板4架设并覆盖于温室顶棚框架上，其中温室顶棚为向上拱起的弧形圆柱面结构；隔离软板4的一端位于温室一侧的下端，且连接有卷轴二 3，所述卷轴二 3与步进电机二 2轴连接，步进电机二 2通过电机驱动器二与微处理器信号连接，微处理器通过电机驱动器二控制步进电机二 2运转实现隔离软板4是否卷收;所述隔离软板4的另一端位于温室另一侧的下端并且与绳索二 5连接，所述绳索二 5缠绕在设于温室外壁上的转动轴二上，转动轴二与盘簧二 6连接，盘簧二 6固定于温室外壁上。盘簧二通过转动轴二和绳索二连接，绳索二通过步进电机二转动受拉，进而拉动转动轴二转动，释放绳索二，同时随着卷轴二转动，使卷轴二卷收隔离软板，在此过程中盘簧二收紧；当电机二反向转动时，在盘簧二放松的过程中自动将隔离软板拉向盘簧二一侧，实现隔离软板覆盖温室顶棚;上述隔离软板覆盖和敞开温室顶棚的原理和钢卷尺原理类似，即钢卷尺的尺子后端连接盘簧，钢卷尺的尺子拉出，盘簧收紧，盘簧放松尺子带入。
[0037]进一步地，所述补光单元包括卷帘机构、补光灯、隔离光照保护膜，其中隔离光照保护膜用于光照不足时，防止补光灯的光能向外界流失;所述隔离光照保护膜位于温室顶棚框架和隔离软板4之间；与隔离软板4覆盖、敞开温室顶棚的原理相同，所述卷帘机构包括电机一以及与电机一轴连接的卷轴一，电机一和卷轴一位于温室一侧的下端，所述步进电机一通过电机驱动器一与微处理器信号连接，所述卷轴一与隔离光照保护膜的一端连接，隔离光照保护膜的另一端位于温室另一侧的下端并且与绳索一连接，所述绳索一缠绕在设于温室外壁上的转动轴一上，转动轴一与盘簧一连接，盘簧一固定于温室外壁上，，微处理器通过电机驱动器一控制步进电机一的启闭来实现隔离光照保护膜是否卷收;所述补光灯通过控制开关四与微处理器连接，微处理器通过控制开关四控制补光灯的启闭；所述微处理器通过无线通信模块与控制中心主机信号连接，微处理器和控制中心主机通过无线通信模块进行信息交互;所述无线通信模块还与用户移动手持设备信号连接，使用户对温室能够进行随时随地观察与控制;其中控制开关四为继电器开关。
[0038]本发明所使用的硬件具体介绍如下:
[0039]本发明的微处理器使用Samsung公司最新的S3C6410(ARM11)嵌入式微处理器，具体使用的硬件平台UP-CUP10T-6410-1I型开发板便是基于Samsung公司最新的S3C6410(ARMll)嵌入式微处理器的。S3C6410X是一款16/32的RISC微处理器，具有低成本、低功耗、高性能等优良品质，适用于移动电话和广泛的应用开发。给2G和3G的通信服务提供优越的性能，S3C6410X采用64/32位内部总线结构，其内部总线是由AX1、AHB和APB三部分总线构成。S3C6410X包括许多硬件外设，4通道UART接口、32通道DMA、5通道32位定时器与PffM输出、通用I/O端口、I2S接口、总线接口、I2C总线接口、USB主机、高速USB接口OTG设备(480Mbps的传输速度)、3通道SD/MMC记忆主机控制器和的PLL时钟发生器。ARM子系统是基于的ARMl 176 JZF-S为核心。其包括独立的16KB指令和16KB数据高速缓存，16KB指令和16KB数据。
[0040]本发明的各控制开关均使用继电器控制开关:所使用的继电器采用的是一级放大电路，对输入信号进行放大，进而驱动继电器触发，控制补光灯、温室空调机、光照保护膜、喷滴灌等设备部件;电路图如图5所示。
[0041]温湿度传感器DHTll所测温度达到参数预设的低温时，温室会自动启动加热棒对温室进行升温，温室达到参数预设的高温时，温室会自动启动空调机，对温室进行降温。
[0042]温室度传感器DHTl I简介:
[0043]DHTll的通信可通过如下几个步骤完成(外设如微处理器读取DHTll的数据的步骤)。
[0044]步骤一:
[0045]DHTll上电后(DHT11上电后要等待Is以越过不稳定状态在此期间不能发送任何指令)，测试环境温湿度数据，并记录数据，同时DHT11的DATA数据线由上拉电阻拉高一直保持高电平;此时DHT11的DATA弓丨脚处于输入状态，时刻检测外部信号。
[0046]步骤二:
[0047]微处理器的I/O设置为输出同时输出低电平，且低电平保持时间不能小于18ms，然后微处理器的I/O设置为输入状态，由于上拉电阻，微处理器的Ι/OS卩DHTll的DATA数据线也随之变高，等待DHTl I作出回答信号，
[0048]步骤三:
[0049]DHTll的DATA引脚检测到外部信号有低电平时，等待外部信号低电平结束，延迟后DHT11的DATA弓丨脚处于输出状态，输出80微秒的低电平作为应答信号，紧接着输出80微秒的高电平通知外设准备接收数据，微处理器的I/O此时处于输入状态，检测到I/O有低电平(DHT11回应信号)后，等待80微秒的高电平后的数据接收。
[0050]步骤四:
[0051 ]由DHTll的DATA引脚输出40位数据，微处理器根据I/O电平的变化接收40位数据，位数据“O”的格式为:50微秒的低电平和26-28微秒的高电平，位数据“I”的格式为50微秒的低电平加70微秒的高电平。
[0052]光敏传感器使用光敏电阻:
[0053]光敏电路放置在温室的顶端，它用来检测外界的光照强度。当光照强度足够强时，温室将处于开帘状态，即让外界的光线进入温室内。当外界的光照强度不够强时，温室将自动放下光照隔离保护膜并开启补光灯对植物进行补光处理，并且光照隔离保护膜可以使温室内的光能减少流失。
[0054]摄像机:
[0055]摄像机通过开发板与PC机之间通过串口连接或通过无线连接。
[0056]本发明运用goahead服务器将网页与温室信息产生交互功能，goAhead是一款功能比较全的开源嵌入式web服务器，goAhead支持asp、嵌入式、javascript、CGI以及静态页面html ο响应速度快，每秒可处理超过50个请求。如果不包含SSI，仅要求60K的内存;包含SSI，要求500K内存。web页面可以存在ROM或文件系统中。支持多种操作系统，包括vxWorks，LINUX, Windows ,WinCE等。采用Apache服务器也可以将网页与温室信息产生交互功能，但使用apache服务器要求配置环境较高，并且体积较大，适应于更大型浏览量巨大的网页制作，所以最终选择gohead服务器为本发明的服务器。
[0057]Web服务器的实现:Web服务器是网络应用的关键设备，通过使用Web浏览器可以完成两者之间的信息交互。Web服务器通过使用HTML超文本标记语言、JavaScript等语言形成图文并茂信息页面，Web浏览器是网络化桌面的一种常见设备，可以提供与远程设备进行通信和展示数据的丰富功能，为用户提供基于HTTP超文本传输协议的用户界面，Web浏览器通过Internet访问远端Web服务器上的HTML。在Web的客户机/浏览器工作环境中，Web浏览器起着控制作用，它通过用一个URL来获取Web服务器上的文档，解释这个HTML，并将文档内容以用户环境所许可的表现能力，最大限度地表现出来。Web服务器提供从设备导出信息的手段，通过公共网关接口(CGI)提供显示动态数据的手段。图2是Web服务器工作原理。
[0058]摄像头采集的实现:其工作原理是景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片中加工处理，再通过USB接口传输到开发板上的处理器中处理。图3是摄像头工作原理图。
[0059]无线网卡的实现:本设计具体采用USB无线网卡作为传输数据的设备，在宽带上有着极为明显的优势，速度可以达到11?108Mbps，而且有效传输范围很大，能够流畅地给宿主机传递视频数据，实现了视频的流畅播放。
[0060]利用无线网卡可以实现将采集到的视频在手机上实现。将采集到温室的视频信息通过网页的方式，将视频显示到网页上。
[0061]GSM的实现:通过3G网络用户可以很明了的第一时间知道，现场的实时信息，具体框架如下，其中图4是GSM框架图；采用的GSM模块是华为的GTM900B模块。GTM900B是近两年新出的产品，在信号质量、处理能力方面是优秀的。经过实际测试，GSM模块稳定性、可靠性、经济性高。
[0062]用于种苗大棚的GSM模块，采用无线网络GSM节点，以短信互发的方式，实现户主和种苗大棚的对接。更加快捷、准确的得到温室的即时信息，同时采用无线网的方式，避免了维修的复杂性。
[0063]GSM模块由三大部分组成，分别为:采集信息、控制主机、客户终端。该框图详细的说明了工作流程。温室内的信息采集，传感器信号经处理器分析后，将信号转给GSM模块，由GSM模块借用GSM网络，发送短信给户主手机，告知户主种苗大棚内的即时信息。
[0064]I)结论
[0065]本发明通过对温室环境控制系统的研究以及对系统硬件和软件平台进行设计:为温室环境实现自动化控制做了有益的探索和尝试总结如下:
[0066]1.将嵌入式系统设计的思想引入温室控制系统中，极大的发挥了 arm低成本、高性能、高效率的优点，对降低温室环境控制系统的总体成本，提高系统的整体性能起到了至关重要的作用。
[0067]2.运用网络访问，成本低的优点，有利于温室控制系统的扩展和提高系统的安全性和可靠性，更方便了用户的使用。
[0068]2)展望
[0069]随着科技、经济与社会的进步，智能化温室将向更先进的方向发展，我们的作品希望能够应用在农业中，改变现在传统农业复杂的工作模式，提高农业的生产效率，提高农产品的品质，降低人力资源，实现智能农业控制。使农民们在家就可以知道温室中农作物的信息，并且根据信息可以对温室中的环境做出实时的相应调整，使农作物始终保持在最适宜的环境中生长，让农民们能够得到质量最好的农作物，并且能够降低农民们的工作量，降低农产品的成本，改变现在农民们种地“无钱可赚”的现状，希望真正的能够让农民们能过上小康的生活，让中国传统农业模式得到改变，开展出属于一条属于农业物联网的道路。
[0070]综上所述，本发明提供的一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，能够将温室中的环境信息通过传感器、摄像机进行收集，通过对这些信息的收集将控制温室内设备的执行，这一部分是设备根据预设信息作出的智能化改变。使控制设备与互联网产生联系，实时将传感器信息、控制设备的信息、摄像头采集的视频信息通过gohead服务器上传到网页管理系统中，此网页管理系统的登录不仅只限于本地互联网，也可以适用于移动互联网的使用，用户可以使用电脑或者移动手持设备都可以登录智能温室补光与加热信息管理系统网页中来获取温室信息和控制温室设备。本发明应用GSM模块进行信息报警，一旦识别到温室内的环境因素不利于植物生长时，则会立即给用户预设的电话号码发送警告短信，提醒用户此时需要改变温室中的环境因素，让用户做出相应的调整。
[0071]本发明视频显示模块通过goahead服务器对温室进行视频实时监控，将其视频内容发送到goahead服务器中，用户通过打开网页便可观察温室内的状况。通过无线模块让用户使用移动手持设备对温室进行随时随地观察与控制，使用户的操作更加便捷。控制操作模块包括通风、升降温、湿度调节、补光等一系列控制操作，用来控制温室内的环境，其中还预设智能控制根据用户预设植物所需最佳环境参数值，根据参数值温室中设备作出智能化的改变。GSM模块将传感器接收到的信息进行识别，一旦识别到温室内的环境因素不利于植物生长时，则会立即给用户发送警告短信，提醒用户此时需要改变温室中环境因素。除以上功能外，此温室可以切换三种不同的模式:补光模式、隔离模式、天然模式，来使植物进行更好的生长。
[0072]本发明可应用于农作物的种植、花卉的栽培、培育林木幼苗、景观温室的构建领域中，可以针对一些对环境要求较高的植物中，让其品质更优良，观赏价值更高，增加其收益，改变这些领域中复杂的工作模式，提高生产效率，降低人力资源，实现智能农业控制，实现一条属于农业物联网的道路。
[0073]以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，其特征在于，包括微处理器、信息采集单元、温度调节单元、补光单元、喷滴灌单元以及GSM短信报警模块； 所述信息采集单元用于采集温室内的光照度信号值、温度信号值及湿度信号值，并将所述光照度信号值、温度信号值及湿度信号值传送给微处理器； 所述微处理器用于根据所述光照度信号值以及所预设的光照度参数比对值，控制所述补光单元是否工作;还用于根据所述温度信号值以及所预设的温度参数比对值，控制所述温度调节单元是否工作；还用于根据所述湿度信号值以及所预设的湿度参数比对值，控制喷滴灌单元是否工作； 所述补光单元用于在光照不足或者晚间的时候给温室中增加光照； 所述温度调节单元用于调节温室内的温度值； 所述喷滴灌单元用于增加温室中的湿度以及给温室中的作物供应水分； 当温室内的温湿度值超出微处理器的设定值时，由微处理器将温湿度超标报警信号传送给GSM短信报警模块。2.如权利要求1所述的一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，其特征在于，所述信息采集单元包括分别与微处理器信号连接的温湿度传感器以及光敏传感器;所述温湿度传感器具体是DHTll温湿度传感器。3.如权利要求1所述的一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，其特征在于，所述温度调节单元包括设于温室内的空调机以及加热棒;所述空调机用于温室内温度超过设定温度时，给温室降温;所述加热棒用于温室内温度低于设定温度时，给温室升温;所述空调机通过控制开关一与微处理器信号连接，加热棒通过控制开关二与微处理器信号连接，微处理器根据接收到的温度信号值以及所预设的温度参数比对值，通过控制开关一及控制开关二来控制空调机及加热棒的启闭;所述控制开关一和控制开关二均为继电器开关。4.如权利要求1所述的一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，其特征在于，所述喷滴灌单元包括水栗及与水栗联接的用于喷灌作物的喷滴灌管路，所述水栗通过控制开关三与微处理器信号连接，微处理器根据接收到的温室内湿度信号值以及所预设的湿度参数比对值，通过控制开关三控制水栗的启闭来实现温室内湿度值的调节；其中控制开关三为继电器开关。5.如权利要求1所述的一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，其特征在于，该基于物联网的智能温室控制与管理系统还包括控制中心主机以及视频监控摄像机，所述控制中心主机用于显示视频监控摄像机所传送的温室的视频，视频监控摄像机用于采集温室的视频，并将视频信号传送到控制中心主机;所述视频监控摄像机通过goAhead服务器与控制中心主机信号连接，运用goAhead服务器将网页与温室信息产生交互功能，将温室中的图像显示到网页上，实现远程实时动态视频监控。6.如权利要求5所述的一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，其特征在于，所述控制中心主机还包括温度设置模块、湿度设置模块以及光照度设置模块;所述温度设置模块用于对微处理器设置所述温度参数比对值，所述湿度设置模块用于对微处理器设置所述湿度参数比对值，所述光照度设置模块用于对微处理器设置所述光照度参数比对值。7.如权利要求5所述的一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，其特征在于，该基于物联网的智能温室控制与管理系统还包括用于给温室通风的通风调节单元(I)，所述控制中心主机还包括通风调节控制模块;所述通风调节单元(I)包括开设于温室侧壁(7)上的通风口(I一I)以及镶嵌于通风口(I一I)上的换气扇(I一2)，所述换气扇(I一2)通过控制开关五与通风调节控制模块信号连接，通风调节控制模块通过控制开关五控制换气扇(I 一 2)的启闭；其中控制开关五为继电器开关。8.如权利要求1所述的一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，其特征在于，该基于物联网的智能温室控制与管理系统还包括分别与微处理器信号连接的隔离单元以及PM2.5检测模块;所述隔离单元用于遇到雾霾等恶劣天气时，将温室调整到隔离模式中，即将温室与外界环境相互隔绝;所述PM2.5检测模块用于检测环境中的PM2.5数值;所述微处理器根据所述PM2.5检测模块检测到的PM2.5信号值以及所预设的PM2.5参数比对值，控制所述隔离单元是否工作。9.如权利要求8所述的一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，其特征在于，所述隔离单元包括隔离软板(4)，所述隔离软板(4)架设并覆盖于温室顶棚框架上，其中温室顶棚为向上拱起的弧形圆柱面结构；隔离软板(4)的一端位于温室一侧的下端，且连接有卷轴二 (3)，所述卷轴二 (3)与步进电机二 (2)轴连接，步进电机二 (2)通过电机驱动器二与微处理器信号连接，微处理器通过电机驱动器二控制步进电机二 (2)运转实现隔离软板(4)是否卷收;所述隔离软板(4)的另一端位于温室另一侧的下端并且与绳索二 (5)连接，所述绳索二 (5)缠绕在设于温室外壁上的转动轴二上，转动轴二与盘簧二 (6)连接，盘簧二 (6)固定于温室外壁上。10.如权利要求9所述的一种基于物联网的智能温室控制与管理系统，其特征在于，所述补光单元包括卷帘机构、补光灯、隔离光照保护膜，其中隔离光照保护膜用于光照不足时，防止补光灯的光能向外界流失;所述隔离光照保护膜位于温室顶棚框架和隔离软板(4)之间；所述卷帘机构包括电机一以及与电机一轴连接的卷轴一，电机一和卷轴一位于温室一侧的下端，所述步进电机一通过电机驱动器一与微处理器信号连接，所述卷轴一与隔离光照保护膜的一端连接，隔离光照保护膜的另一端位于温室另一侧的下端并且与绳索一连接，所述绳索一缠绕在设于温室外壁上的转动轴一上，转动轴一与盘簧一连接，盘簧一固定于温室外壁上，微处理器通过电机驱动器一控制步进电机一的启闭来实现隔离光照保护膜是否卷收;所述补光灯通过控制开关四与微处理器连接，微处理器通过控制开关四控制补光灯的启闭；所述微处理器通过无线通信模块与控制中心主机信号连接，微处理器和控制中心主机通过无线通信模块进行信息交互;所述无线通信模块还与用户移动手持设备信号连接，使用户对温室能够进行随时随地观察与控制;其中控制开关四为继电器开关。
【文档编号】G05D27/02GK105974976SQ201610388968
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】苏宝林
【申请人】绥化学院