一种用于大棚环境参数监控的大数据采集系统的制作方法

本发明属于大棚栽植时环境参数采集、分析、存储技术领域，尤其是一种用于大棚环境参数监控的大数据采集系统。

背景技术：

大棚是一种经常使用的农业设施，其结构包括后墙1、骨架7和覆膜，后墙竖直建设在地面，后墙上端与其前方的地面之间间隔安装多个骨架，在两端的骨架的外侧建设侧墙3，该侧墙后端与后墙的端部连接，一侧的侧墙上制出用于进出的大门2，在骨架上覆盖铺设覆膜，后墙、两个侧墙和覆膜形成了一个封闭的空间，该空间内的温度、湿度等环境参数与外部的环境参数有所差异，尤其是在冬季温度较低时，大棚内的温度、湿度等参数非常适宜，适合一些作物的生长，为人们冬季的餐桌提供了更丰富的食材。除了大棚自身坚固耐用问题需要重点关注外，大棚内的温度、湿度、气压、光照度、土壤的温度、土壤的湿度等环境参数特别要注意，其是否在合适的范围直接影响到作物正常的生长，所以一些种植户会在大棚内安装温度、湿度等传感器，然后定期的通过仪表进行观察并记录，但这样操作效率非常低下，占用了大量的人力，而且传感器设置的位置也影响了测量结果，还有写厂家在大棚内安装小型气象站，这些小型气象站将多个传感器集成在一起，极大地降低了安装维护的复杂程度，但这些小型气象站的价格非常昂贵，通常每台在几万元，有些长度较长的大棚需要设置至少两台才能有效的记录各参数，但这样前期投入的成本过高，很多种植户无法负担。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供结构合理、具备多种参数测量功能且自动组网传输数据的一种用于大棚环境参数监控的大数据采集系统。

本发明采取的技术方案是：

一种用于大棚环境参数监控的大数据采集系统，其特征在于：多个区域中的每个区域具 有多个大棚，每个大棚内设置多个传感器单元，在大棚后墙上水平方向上间隔安装多个传感器单元，在后墙前方的大棚骨架前端的地面上水平方向上间隔安装多个传感器单元，后墙处所装的传感器单元与骨架前端所装的传感器单元的数量相同且相互对位，在后墙和骨架之间的地面上安装多个传感器单元，每个传感器单元的输出端连接大棚内设置的无线收发模块；

离监控中心最远的大棚通过无线方式与离该大棚最近的另一个大棚通讯，离监控中心最近的大棚通过无线方式与监控中心的数据服务器组连接，离监控中心最远的大棚和离监控中心最近的大棚之间的所有大棚之间采用上一个大棚将数据传输到离其最近的下一个大棚的就近通讯原则，直至所有数据传输到监控中心；

所述数据服务器组分别连接数据报警终端组和存储数据存储服务器组。

而且，所述后墙的上端部向下三分之一后墙高度的部位水平方向上安装三个传感器单元，所述骨架前端地面上距地面30～50厘米的高度上水平间隔安装三个传感器单元，所述后墙与骨架之间的地面安装的支架高度为后墙高度的一半，该处的传感器单元数量比后墙处的传感器单元少一个切二者为交错状设置。

而且，所述传感器单元包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、光照度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、二氧化碳传感器和中央控制模块，中央控制模块的输入输出接口分别连接温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、光照度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、二氧化碳传感器和中央控制模块，中央控制传感器用于数据交换的输入输出接口连接所述无线收发模块。

而且，所述数据存储服务器组连接数据备份服务器组。

本发明的优点和积极效果是：

本发明中，以大棚的数量和所处位置为依据，将所有大棚占用的面积分为多个区域，分别进行数据的采集，并统一由附近或远端的监控中心对数据进行分析、存储和报警，而且每个区域中的每个大棚内的不同位置安装多组传感器单元，所有数据采集后可形成直观反应大棚内各参数变化的图表及作物栽植过程中的图标，由此形成的大数据，为优化种植方法等农 业技术的创新提供了有力的数据支持，而且监控中心安排较少人员值班即可以对所有大棚进行监控，出现异常时能第一时间反应并尽快做出应对措施，各大棚之间采用自组网方式进行数据通讯，利于判断哪个大棚的数据采集出现问题，以及避免了大量布线的繁重工作，是一种使用方便、效果显著、数据量大且劳动强度低的大数据采集系统。

附图说明

图1是本发明中传感器单元安装位置的示意图；

图2是本发明的原理图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

一种用于大棚环境参数监控的大数据采集系统，如图1～2所示，本发明的创新在于：多个区域中的每个区域具有多个大棚，每个大棚内设置多个传感器单元5，在大棚后墙上水平方向上通过安装架4间隔安装多个传感器单元，在后墙前方的大棚骨架前端的地面8上通过支架6水平方向上间隔安装多个传感器单元，后墙处所装的传感器单元与骨架前端所装的传感器单元的数量相同且相互对位，在后墙和骨架之间的地面上通过支架安装多个传感器单元，每个传感器单元的输出端连接大棚内设置的无线收发模块；

离监控中心最远的大棚通过无线方式与离该大棚最近的另一个大棚通讯，离监控中心最近的大棚通过无线方式与监控中心的数据服务器组9连接，离监控中心最远的大棚和离监控中心最近的大棚之间的所有大棚之间采用上一个大棚将数据传输到离其最近的下一个大棚的就近通讯原则，直至所有数据传输到监控中心；

所述数据服务器组分别连接数据报警终端组10和存储数据存储服务器组12。

本实施例中，如图2所示，大棚共有300个，占据的面积分为区域1～x，区域中的大棚数量为1～n，按15个大棚为一个区域，所以x等于20，n等于15。大棚1内的传感器单元数量为1～m，按照图1的表示，传感器单元共有8个，后墙上有3个，骨架前端有3个，二 者之间的地面有2个。

图2中可知，离监控中心最远的大棚编号为7，最近的大棚编号为15，编号7将数据传送到离其最近的编号6，编号6传送到编号2，编号2传送到编号1，编号1传送到编号4，编号n-3通过编号3也传送到编号4，编号4和编号n-5将数据传送到编号5，编号5通过编号n-1传送到编号n，最后所有数据到达监控中心，其余的区域也是这种方式进行传输。

每个区域的每个大棚的远近程度事先设置好拓补结构，然后所有大棚的数据均编入唯一识别码以区分其它大棚的数据，当某一个区域内的某一个大棚处的无线收发模块发生故障，上一个大棚自动经过几次握手信息交换后无法得到有效的连接应答，那么其会自动按照拓补结构连接第二个靠近其的大棚的无线收发模块，由此实现了网络不间断的数据传输，在监控中心设置相应的检查程序，发现长时间内某一个识别码的数据为空时，可以判断其代表的大棚内的设备出现故障，应及时检查或维修。

所述后墙的上端部向下三分之一后墙高度的部位水平方向上安装三个传感器单元，所述骨架前端地面上距地面30～50厘米的高度上水平间隔安装三个传感器单元，所述后墙与骨架之间的地面安装的支架高度为后墙高度的一半，该处的传感器单元数量比后墙处的传感器单元少一个切二者为交错状设置。

所述传感器单元包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、光照度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、二氧化碳传感器和中央控制模块，中央控制模块的输入输出接口分别连接温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器、光照度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、二氧化碳传感器和中央控制模块，中央控制传感器用于数据交换的输入输出接口连接所述无线收发模块。所述数据存储服务器组连接数据备份服务器组11。

本发明中，以大棚的数量和所处位置为依据，将所有大棚占用的面积分为多个区域，分别进行数据的采集，并统一由附近或远端的监控中心对数据进行分析、存储和报警，而且每个区域中的每个大棚内的不同位置安装多组传感器单元，所有数据采集后可形成直观反应大 棚内各参数变化的图表及作物栽植过程中的图标，由此形成的大数据，为优化种植方法等农业技术的创新提供了有力的数据支持，而且监控中心安排较少人员值班即可以对所有大棚进行监控，出现异常时能第一时间反应并尽快做出应对措施，各大棚之间采用自组网方式进行数据通讯，利于判断哪个大棚的数据采集出现问题，以及避免了大量布线的繁重工作，是一种使用方便、效果显著、数据量大且劳动强度低的大数据采集系统。