一种蔬菜大棚远程监控系统的制作方法

本发明属于监控系统领域，尤其涉及一种蔬菜大棚远程监控系统。

背景技术：

随着蔬菜大棚的种植面积不断扩大、数量不断增多，大棚监控系统对服务器处理请求的实时性、稳定性和并发性的要求也越来越高。因此对高性能的大并发连接数的蔬菜大棚远程监控系统的需求迫在眉睫。传统的温室大棚监控系统多选用rs485或can总线的形式进行数据传输。这种有线连接方式需要在土壤内铺设大量的线缆，不但布线麻烦，而且接线后就很难更改线路的布局和进行后期的维护，农作物的种植也造成一定的困难。另外传统温室大棚监控系统的主控处理：陈片多为普通的单片机，普通的单片机很难满足现代温室大棚在功能和性能上的需求。并且大棚内的环境参数的记录工作一般需要工作人员到大棚内进行实地考察，人工方式不单实时性差，还很浪费人力。随着大棚监控系统的功能越来越复杂，对控制大棚内环境参数的难度也逐渐增强。而具备低成本、低功耗、自组织、协同工作等特点的无线传感器的出现使功能复杂的监控系统成为可能。无线传感器网络就是由许多具备上述功能的传感器节点协同组织进行信息传输和数据交

互的。

目前无线传感网络技术当中，因zigbee技术的低功耗、低速率、低成本等特点非常适合应用在农业大棚监控领域中。再以现己建好的通信网络为媒介，定时将农业大棚内各个传感器采集到的数据发送到服务器上，使用户能够借助pc端或手机平台不受时间、地域的限制查看大棚内的情况，并且能够以视频的形式监控蔬菜大棚内蔬菜的生长状况。不仅如此，用户还可以通过pc端，对蔬菜大棚内的风机、窗户、警报等设备进行远程控制，实现客户端与服务器之间稳定高效的通信。

近年来发展中国家正在逐渐采用温室大棚种植技术。以色列水资源特别稀缺，为了提高水资源的利用率，对温室技术的研究非常重视。以色列的温室大棚中使用许多传感器，对大棚内的水量和养料信息进行监控，在有限的资源下种植出更健康的作物。目前我国局部地区己经引进了以色列温室大棚的监控模式，并且实际生产中具有较乐观的收益。

目前，国外智能温室大棚监控系统技术比较成熟，配套设备也比较完善，已经形成了一定的模式。然而我国因为地理和气候条件与国外有所差异，耕种的农作物的品种也不同，国外的新进设备并不十分适合我国温室大棚技术的发展。并且采用国外的一些先进设备还存在着投资过大、系统维护不方便等问题，往往还要求管理人员具备有丰富的工程技术知识和实践经验才能有效准确的操控，而目前我国的农民还不具备这些能力。

技术实现要素：

本发明旨在解决上述问题，提供一种蔬菜大棚远程监控系统。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，包括主控处理模块、传输协调器、摄像头模块、传感器、通信模块、通风控制模块、报警模块和风机；所述报警模块、风机、通信模块、通风控制模块和摄像头模块均与主控处理模块相电连接；所述传感器与传输协调器相连接；所述传输协调器与主控处理模块相电连接；所述主控处理模块设置有存储模块；所述存储模块包括nandflash和sdram。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述传感器包括温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照强度传感器。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述传感器上均设置有zigbee无线通信模块。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述传输协调器为zigbee协调器。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述主控处理模块设置有两路rs232接口；所述通信模块通过rs232接口与主控处理模块相连接；所述zigbee协调器通过rs23接口与主控处理模块相连接。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述通信模块为cdma通信模块。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述zigbee无线通信模块采用的为c2530f256型号的zigbee无线通信模块。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述cdma通信模块采用em200的无线通信模块。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，通过主控处理模块，实现对zigbee无线通信模块、摄像头模块、cdma模块、设备模块的控制。zigbee无线通信模块实现了对蔬菜大棚内环境参数及植物生长状况等信息的采集与传输。摄像头模块实现了对蔬菜大棚内植物生长状况视频监控的功能。再通过cdma模块利用建立好的通讯运营商对蔬菜大棚内信息进行了远距离传输，使得用户可以不受距离、地域限制，远程高效稳定地处理大并发连接数的蔬菜大棚内数据信息，并对信息进行了监控和持久化处理。

附图说明

图1为本发明所述蔬菜大棚远程监控系统结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明所述蔬菜大棚远程监控系统进行说明。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，如图1所示包括主控处理模块、传输协调器、摄像头模块、传感器、通信模块、通风控制模块、报警模块和风机；所述报警模块、风机、通信模块、通风控制模块和摄像头模块均与主控处理模块相电连接；所述传感器与传输协调器相连接；所述传输协调器与主控处理模块相电连接；所述主控处理模块设置有存储模块；所述存储模块包括nandflash和sdram。

在本实施例中采用arm920t内核的s3c2440处理器为主控处理模块。处理器对大多数数据的处理都是在寄存器中实现的，因此指令运行速度快，寻址方式简便易行。此微处理器提供了许多可扩展功能的模块，其中比较重要的是cache高速缓冲处理器和mmu虚拟内存管理单元。选用s3c2440提供的一整套系统外设资源，能够减少系统对很多组件的配置，操作简单且节约了系统组件的成本。同时，该处理器的主频为400mhz，最高能够达到533mhz，这使得该微处理器更加适合应用在要求严格的场合。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述传感器包括温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照强度传感器。选用sht10温湿度复合传感器来采集蔬菜大棚内的温度和湿度，该传感器具有成本低、体积小、接口简单等特点。每一个传感器都是进行非常精准的校对才进行使用。该传感器温度的测量范围为．40℃-123.8℃，湿度的测量范围为0％-100％rh，温度测量的精度为士0.5℃，湿度的精度为±4.5％rh。在本系统的设计中，将温湿度传感器的输出端直接与cc2530的端口相连。

二氧化碳是植物生长过程中必不可少的主要能源之一。系统选用测量精度高、技术成熟的固体电解质二氧化碳浓度传感器mg811来采集蔬菜大棚内的二氧化碳浓度。其特点是对二氧化碳气体有精确的灵敏度、良好的稳定性，可长期稳定工作在空气质量测量系统中，探测范围0-10000ppm。

选用rohm公司生产的数字型光强传感器bh1750fvi来采集蔬菜大棚内的光照强度。在传感器内部装有一个高精度的16位模拟数字转换器，测量范围为是0-655351x，精度为±7％。bh1750fvi采用iic总线连接，支持的最低电压为1．8v。为了确保传感器采集光照强度时的准确性以及稳定性，在模块上设计了去除杂音以及降低功耗的装置，使该传感器更适合应用在有测量范围大、携带便捷、有高精度和灵敏度、传输距离远等要求的场合。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述传感器上均设置有zigbee无线通信模块。所述传输协调器为zigbee协调器。zigbee网络通常包含协调器、路由器和传感器三个节点。传感器节点对设备的状态信息进行采集并通过路由器节点发送给协调器，同时接收协调器的命令并作相应处理。路由器节点主要承担数据中转的职责，保证协调器和传感器节点之间数据的稳定通信。协调器主要完成数据收集的工作，一方面收集传感器节点发送过来的设备状态的信息，再通过主控处理模块把收集到的信息发送给上位机，而另一方面用来接收主控处理模块的命令信息，通过网络拓扑发送给相应的传感器节点，传感器根据命令信息做出相应的处理。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述主控处理模块设置有两路rs232接口；所述通信模块通过rs232接口与主控处理模块相连接；所述zigbee协调器通过rs23接口与主控处理模块相连接。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述通信模块为cdma通信模块。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述zigbee无线通信模块采用的为c2530f256型号的zigbee无线通信模块。zigbee技术是近年来发展起来的无线通信技术，由于其节点组网方便、传输速率低的特点，非常适用于要求功率消耗低、成本开销小、采集范围广的监控系统中。因为蜜蜂是靠抖动翅膀来与同伴交流花粉的方位、距离等消息，后来人们就用zigbee来表示短距离的无线组网技术。zigbee节点处于工作状态时，每次都以比较低的速率传输少量数据，对信号收发的时间间隔也很短，当节点处于不工作状态时电池的电量一般能够使用长达6-24个月。

本发明所述蔬菜大棚远程监控系统，所述cdma通信模块采用em200的无线通信模块。cdma模块辐射小、传输距离远，非常适合应用在蔬菜大棚远程监控系统中。arm9主板与cdma模块之问通过rs232串口相连，通过at指令对模块进行控制实现相互之问的通信。

本实施例中选用zc301摄像头，该款摄像头采用的是广泛应用在各种场合的cmos感光芯片，其最大分辨率达到640*480，成本比较低、使用起来方便。通过v4l2模块提供的接口函数实现该摄像头的配置与采集工作，另外只需在主控处理模块编写驱动程序即可实现对usb摄像头的控制。并且该摄像头还支持jpeg编码的位流服务，不仅大大缩短视频采集和处理的时间，还提升了网络的传输速度。

通过主控处理模块，实现对zigbee无线通信模块、摄像头模块、cdma模块、设备模块的控制。zigbee无线通信模块实现了对蔬菜大棚内环境参数及植物生长状况等信息的采集与传输。摄像头模块实现了对蔬菜大棚内植物生长状况视频监控的功能。再通过cdma模块利用建立好的通讯运营商对蔬菜大棚内信息进行了远距离传输，使得用户可以不受距离、地域限制，远程高效稳定地处理大并发连接数的蔬菜大棚内数据信息，并对信息进行了监控和持久化处理。