一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型是一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统，属于智能温室大棚领域，此系统集自动监控、自动采集、自动处理为一体，通过传感器技术、ZigBee无线传送技术、人工智能技术等对温室环境参数进行实时的监测并自动控制。系统主要包括中心处理器、光线采集模块、温湿度采集模块、CO2浓度采集模块等。根据草莓生长特点及要求,对温室内诸多因素进行自动调控,可以实现对观光采摘者以及工作人员安全的监控，实现大棚安全的监控，并实现语音播报及音乐播放功能，还可根据草莓本身的特性以及未来市场的行情利用差温管理技术实现对草莓的开花期以及成熟期进行控制,以满足市场的需求并且增加农户的利润。
【专利说明】
一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及智能温室大棚领域，特别涉及一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统。
【背景技术】
[0002]虽然我国草莓温室大棚的规模越来越大，公司运营管理程度越来越高，但现有大棚的控制设备比较单一落后，不能实现远程控制管理，而且温室大棚内信号线路、通信线路以及供电线路凌乱，既不经济也存在着很大的安全隐患。大棚内温湿度的采集主要利用传统的温湿度计采集方式，不仅费时费力而且人们不能进行实时的控制温湿度，很有可能对于长期处于温室内地观光采摘者及农户造成身体的不适。光照的检测基本利用肉眼观测，不能精确的进行控制。现在农户对于CO2浓度参数采集以及浓度控制上，都存在着很大的不足，不仅不利于草莓的生长更重要的是不能保证观光采摘者及农户的安全。对于土壤的水肥含有量也不能进行动态精准的控制。大棚的草帘收放现在大部分是采用手动方式，即便是利用机械设备也只实现了半自动。对于播放促进草莓生长的音乐控制也不能实现智能化。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种智能温室控制与管理系统，根据草莓生长特点及要求，对温室内温湿度、光照、水、土壤含水量、CO2浓度、O2浓度、肥料等诸多因素进行自动调控。可以实现对观光采摘者以及工作人员安全的监控，实现大棚安全的监控，并实现语音播报及音乐播放功能，还可根据草莓本身的特性以及未来市场的行情利用差温管理技术实现对草莓的开花期以及成熟期进行控制，以满足市场的需求并且增加农户的利润。
[0004]针对【背景技术】中提到现有温室大棚控制系统的缺陷，本实用新型提出以下解决方案:
[0005]—种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统，其特征在于:所述系统包括中心处理器、协调器、温湿度采集模块、光线采集模块、⑶2浓度采集模块、O2浓度采集模块、有害气体采集模块、烟雾采集模块、卷帘机模块、灯光模块、空调模块、空气干燥加湿器模块、浇水电磁阀模块、施肥电磁阀模块、CO2供给模块、O2供给模块、LED显示屏、高清摄像头模块、语音播报模块、现场终端、远程终端。所述中心处理器是整个智能温室大棚的大脑，进行数据信息的处理；协调器接收各个传感器传送过来的数据并整理后发送给中心处理器，同时接收中心处理器发过来的指令并处理后发送到各传感器;温湿度采集模块采集大棚内多点的温度、湿度数据并发送给中央处理器协调器;光线采集模块进行多点光线强度的采集；CO2浓度采集模块采集大棚内的CO2浓度参数并将采集的数据发送给协调器;O2浓度采集模块采集温室内的O2浓度;有害气体采集模块采集温室大棚内的氨气、亚硝酸气、CO等有害气体浓度并将数据传送给协调器;烟雾采集模块采集温室大棚内及大棚附近的烟雾的浓度；卷帘机模块根据中心处理器发送的指令进行铺草帘或卷起草帘操作;灯光模块根据中心处理器的指令进行灯的开启或关闭操作；空调模块根据协调器发送的不同指令进行制冷操作、制热操作或者是通风操作；空气干燥加湿器模块是根据协调器传送过来的指令进行空气干燥或加湿空气操作;浇水电磁阀模块根据指令进行闭合或开启动作进行浇水;施肥电磁阀模块同样是根据协调器的指令进行闭合或开启动作进行施肥;CO2供给模块接受来自协调器的命令进行开启或关闭进行CO2的供给;O2供给模块接受来自协调器的命令进行开启或关闭进行O2的供给;LED显示屏实时显示采集到的各种数据以及各个设备的运行情况;高清摄像头模块进行现场的实时画面拍摄并通过无线传输技术传送到现场终端;语音播报模块可以根据协调器的指令进行音乐的播放以及环境温湿度、CO2浓度、O2浓度以及火灾情况的播报;现场终端可以对现场实时监测控制并记录数据;远程终端通过接受现场终端的数据信息进行远程控制并存储信息。
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统的原理框图。
[0007]其中，1.中心处理器，2.协调器3.温湿度采集模块，4.光线采集模块，5.CO2浓度采集模块，6.02浓度采集模块，7.有害气体采集模块，8.烟雾采集模块，9.卷帘机模块，10.灯光模块，11.空调模块，12.空气干燥加湿器模块，13.浇水电磁阀模块，14.施肥电磁阀模块，15.⑶2供给模块，16.02供给模块，17.LED显示屏，18.高清摄像头模块，19.语音播报模块，20.现场终端，21.远程终端。
【具体实施方式】
[0008]参阅说明书附图1所示，本实用新型一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统，包括中心处理器(I)，协调器(2)，温湿度采集模块(3)，光线采集模块(4)，C02浓度采集模块(5)，02浓度采集模块(6)，有害气体采集模块(7)，烟雾采集模块(8)，卷帘机模块
[9]，灯光模块(1)，空调模块(II)，空气干燥加湿器模块(I2)，浇水电磁阀模块(I3)，施肥电磁阀模块(14), CO2供给模块(15)，O2供给模块(16)，LED显示屏(17)，高清摄像头模块
(18)，语音播报模块(19)，现场终端(20)，远程终端(21)。其中(2)协调器与(I)中心处理器相连；(3)温湿度采集模块，(4)光线采集模块，(5)CO2浓度采集模块，(6)O2浓度采集模块，
(7)有害气体采集模块，(8)烟雾采集模块模块采集到的数据通过ZigBee无线传送技术传到
(2)协调器；(2)协调器通过ZigBee无线传送技术将(I)中心处理器的指令传送到(9)(9)卷帘机模块，(1)灯光模块，(11)空调模块，(12)空气干燥加湿器模块，(13)浇水电磁阀模块，
(14)施肥电磁阀模块，(15)0)2供给模块，(16)02供给模块，(17)LED显示屏，(19)语音播报模块；(18)高清摄像头模块通过无线传感技术与(20)现场终端连接；(20)现场终端通过网络与(21)远程终端相连。
[0009]把各传感器安放到相应的检测位置，该套系统正常运行后，当大棚内环境温度过低时，空调加热系统开始工作，温度过高时空调制冷系统开始工作；大棚内环境过于干燥时，空气干燥加湿器开始加湿工作，当环境过于潮湿时，空气干燥加湿器开始干燥工作；当室外光照强度适合植物生长时，卷帘机工作打开大棚草帘让大棚作物充分接受光照，当检测不到室外光照时且温度过低时会铺开草帘使大棚保温，并且根据设置要求启动照明装置进行补充照明；含O2量过低时会启动O2供给装置，如果低于人体呼吸所需O2浓度时会发出O2浓度过低报警信号;有害气体浓度过高时，会启动空调换气功能进行换气，并且发出有害气体浓度过高报警;当CO2浓度过低时会启动CO2供给装置;当土壤水分过低时会启动浇水电磁阀；当土壤肥料浓度过低时会启动施肥电磁阀；当烟雾采集模块检测到火灾发生时会启动报警装置;LED显示屏实时显示当前数据，现场终端或远程终端进行实时控制而且可以保存实时数据信息;音乐播放模块按照设定根据草莓生长的需要播放促进草莓生长的音乐。
[0010]所述中心控制器采用S3C2440处理器。该处理器采用ARM920T内核，工作频率最高可达533MHZ，拥有丰富的片内外设，大大减小了系统的开发成本和应用复杂度。
[0011]所述温湿度采集模块采用YL-18HC型智能温湿度传感器，是一种数字式相对湿度和温度传感模块。采用了Silicon Labs的Si7005设计，超低功耗，具有优异的长期稳定性，它支持的数据传输速率高达400kHz。
[0012]所述光线采集模块采用BH1750FVI光照度传感器模块，采用BH1750FVI芯片，采用3_5v供电，传感器内置16bitAD转换器直接数字输出，不区分环境光源，接近于视觉灵敏度的分光特性，可对广泛的亮度进行高精度测定。
[0013]所述⑶2浓度采集模块采用MH-Z18型⑶2浓度传感器，MH-Z18二氧化碳气体传感器是一个智能型、小型传感器，利用非色散红外(NDIR)原理对空气中存在的二氧化碳进行探测，具有高灵敏度、高分辨率、低功耗、响应时间快等特性。
[0014]所述O2浓度采集模块采用SR-XlO-Cl氧气传感器，测量范围为0-30%，温度范围-20-500C，湿度范围为5-95%RH。
[0015]所述烟雾采集模块采用MS5100传感器。
[0016]所述高清摄像头模块采用IP-5530-1A摄像头模块，无线最高传输速率可达150Mbps，支持远程监控，支持远程控制，摄像头可以360度旋转。
[0017]提供以上实施例仅为描述本实用新型的目的，并不用以限制本创作。本实用新型的范围由所附权利要求限定。凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统，其特征在于:所述系统包括中心处理器(I)，协调器(2)，温湿度采集模块(3)，光线采集模块(4)，C02浓度采集模块(5) ,O2浓度采集模块(6)，有害气体采集模块(7)，烟雾采集模块(8)，卷帘机模块(9)，灯光模块(1)，空调模块(11)，空气干燥加湿器模块(12)，浇水电磁阀模块(13)，施肥电磁阀模块(14)，C02供给模块(15)，02供给模块(16)，LED显示屏(17)，高清摄像头模块(18)，语音播报模块(19)，现场终端(20)，远程终端(21)。2.根据权利要求1所述一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统，其特征在于:所述中心处理器(I)采用S3C2440处理器，该处理器采用ARM920T内核，工作频率最高可达533MHZ。3.根据权利要求1所述一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统，其特征在于:所述温湿度采集模块(3)采用YL-18HC型智能温湿度传感器，是一种数字式相对湿度和温度传感模块，采用了Silicon Labs的Si7005设计。4.根据权利要求1所述一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统，其特征在于:所述光线采集模块(4)采用BH1750FVI光照度传感器模块，采用BH1750FVI芯片，采用3-5v供电，传感器内置16bitAD转换器直接数字输出，不区分环境光源，可对广泛的亮度进行测定。5.根据权利要求1所述一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统，其特征在于:所述CO2浓度采集模块(5)采用MH-Z18型CO2浓度传感器，MH-Z18 二氧化碳气体传感器是一个智能型、小型传感器，利用非色散红外NDIR原理对空气中存在的二氧化碳进行探测，具有高灵敏度、高分辨率、低功耗、响应时间快的特性。6.根据权利要求1所述一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统，其特征在于:所述O2浓度采集模块(6)采用SR-XlO-Cl氧气传感器，测量范围为0-30%，温度范围-20-500C，湿度范围为5-95%RH。7.根据权利要求1所述一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统，其特征在于:所述烟雾采集模块(8)采用MS5100传感器。8.根据权利要求1所述一种基于物联网的草莓温室大棚智能监测控制系统，其特征在于:所述高清摄像头模块(18)采用IP-5530-1A摄像头模块，无线最高传输速率可达150Mbps，支持远程监控，支持远程控制，摄像头可以360度旋转。
【文档编号】G05D27/02GK205485695SQ201620203835
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】于长江, 洪炎, 苏静明, 朱超, 杨东东
【申请人】安徽理工大学