一种适用于温室的远程控制移动式环境信息监测系统

1.本实用新型涉及农业物联网技术领域，具体涉及一种适用于温室的远程控制移动式环境信息监测系统。


背景技术：

2.温室可以通过人工的手段构建出适宜农作物生长的生产环境，实现作物的全天候生长。目前，我国温室设施建设快速发展，温室面积迅速扩大。特别是近几年，各地掀起了兴建农业高科技示范园区的热潮，进一步促进了设施农业的发展。我国已经成为设施栽培面积最大的国家。传感器作为农业物联网的前端部件，对温室小气候环境信息进行全面感知，为温室的自动控制和智能决策提供准确、科学、全面的依据，是农业物联网核心和基础的部分。
3.传统的环境监测系统需要在温室内布置大量的测量电缆，造成温室内的线缆交错穿插，安装和拆卸复杂，加大了生产和维护成本，因此无线通信技术不断被应用到设施农业中。目前，国内外已经有将蓝牙、gprs（general packet radio service)等无线通信技术应用到温室研究的报道，这些成果虽然能满足特定的应用要求，但是存在设备价格昂贵、协议复杂、功耗大等缺点。针对面积较大的温室，为了节约传感器硬件成本的投入，往往只能通过采集特定点的环境数据，而无法掌握温室整体环境情况。同时，环境数据存在不能有效地存储利用，展示界面不美观等问题。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术中存在的问题与不足，本实用新型的目的在于提供了一种适用于温室的远程控制移动式环境信息监测系统，该监测系统实现温室立体空间环境数据采集，且能够远程控制移动传感器、远程监测环境数据，减少温室硬件成本。
5.实现上述实用新型目的所采用技术方案是：一种适用于温室的远程控制移动式环境信息监测系统，包括装配传感器的移动采集装置、可编程逻辑控制系统、物联网云平台和远程管理操作系统组成。所述装配传感器的移动采集装置通过可编程逻辑控制系统的指令控制使传感器在温室立体空间自由移动，实现环境信息立体采集；所述可编程逻辑控制系统寄存传感器数据并传输至所述物联网云平台，且通过可视化界面实现所述装配传感器的移动采集装置控制与数据展示；所述物联网云平台将本地信息通过4g信号传输至云平台，所述云平台集成协议解析、数据处理，提供强大的工控组态系统，且支持多种方式访问；所述远程管理操作系统实现远程对所述装配传感器的移动采集装置控制，及远程环境数据监测。
6.所述装配传感器的移动采集装置包括滑轨、滑车、传动电机、旋转电机、可旋转式直杆、传感器和桁架，所述传感器安装于桁架上，通过牵引绳固定于可旋转式直杆两侧；所述可旋转式直杆与旋转电机连接，通过电机转动收放牵引绳实现桁架在竖直平面移动；所述可旋转式直杆固定于滑车上，滑车通过传动电机的牵引在滑轨上自由活动，实现桁架在
水平平面移动，进而实现传感器在立体空间的自由移动。
7.所述可编程逻辑控制系统包括控制器与触摸屏，所述控制器为传感器数据寄存中心与移动装置控制核心，所述触摸屏通过rs-232通讯与所述控制器连接，通过可视化组态界面实现数据展示、移动传感器控制指令下达等功能。
8.所述物联网云平台包括物联网云盒和云平台，所述物联网云盒通过rs-485通讯与所述可编程逻辑控制系统连接，将本地信息通过4g信号传输至所述云平台；所述云平台集成协议解析、数据处理，提供强大的工控组态系统，且支持多种方式访问。
9.所述远程管理操作系统系在所述云平台上开发与设计，通过工程配置、设计可视化组态界面，利用微信小程序和浏览器等途径实现远程监控及数据下载与分析。
10.与现有技术相比较，本实用新型具有以下有益效果：该适用于温室的远程控制移动式环境信息监测系统使传感器可在温室立体空间自由移动，实现环境信息立体采集，节约投入成本；传感器数据集成于物联网云盒通过4g信号上传云端，实现数据良好的存储；并以良好的人机交互界面开发监控平台，实现远程信息监测与移动式传感装置的操控。
附图说明
11.图1是远程式温室移动传感器监控系统结构图；
12.图2是移动式传感器装置示意图；
13.图3是远程式温室移动传感器监控系统接线图；
14.图4是移动式传感器装置控制流程图。
具体实施方式
15.如图1所示，一种远程式温室移动传感器监控系统包括移动式传感器装置、可编程逻辑控制器、物联网云平台和远程管理系统组成。
16.如图2所示，所述装配传感器的移动采集装置包括滑轨1、滑车2、传动电机3、旋转电机4、可旋转式直杆5、传感器6和桁架7，所述传感器6安装于桁架7上，通过牵引绳固定于可旋转式直杆5两侧；所述可旋转式直杆5与旋转电机4连接，通过电机转动收放牵引绳实现桁架7在竖直平面移动；所述可旋转式直杆5固定于滑车2上，滑车2通过传动电机3的牵引在滑轨1上自由活动，实现桁架在水平平面移动；进而实现传感器在立体空间的自由移动。
17.所述移动式传感器装置可实现水平方向和竖直方向自由移动，立体采集环境信息；所述可编程逻辑控制器为环境信息提供寄存以及移动式传感器装置移动指令的发送；所述触摸屏在现场端提供可视化界面，实现环境数据的展示、移动式传感器装置参数设定以及控制指定的下达；所述物联网云盒为现场端与远程端通讯的桥梁，通过4g信号实现数据的传输与同步；所述远程管理系统为温室环境数据存储中心，同时包括远程手机可视画管理界面，实现异地监控与管理。
18.如图3所示，为远程式温室移动传感器监控系统接线图。传感器利用模拟量信号接通可编程逻辑控制器输入口，将环境信息输入可编程逻辑控制器寄存模块中；传动电机与旋转电机分别连接电磁继电器再与可编程逻辑控制器输出串口相连；触摸屏通过rs-232串口与可编程逻辑控制器连接；物联网云盒通过rs-485与可编程逻辑控制器连接；系统采用220v交流电源供电。
19.如图4所示，为移动式传感器装置控制流程图，包括手动控制和自动控制两种模式。手动控制为手动按动上升、下降等按钮，移动传感器位置至指定空间位置；自动控制为通过设定移动参数（定点停留时间、循环次数、水平运动间距、竖直运动间距）后，传感器自动在立体空间运动采集信息。根据控制流程图编写控制程序并写入可编程逻辑控制器中。
20.在现场端通过该可视化界面展示温室环境状态信息，及移动传感器装置参数设定和指令下达。在远程管理系统设计可视化界面后，可通过手机微信端直接访问，所述不仅拥有与现场端触摸屏同样的功能，还实现异地监控与管理。
21.该系统包括手动运行和自动运行两种方法，所述手动运行方法可通过触摸屏和远程控制系统中设置的上升、前进等移动按钮进行操控。所述自动运行方法，可提前设置运行参数，如运行时间、下降时间、下降次数后，移动式传感器装置可在控制器的指令下按照参数在温室内部空间进行移动采集。


技术特征：
1.一种适用于温室的远程控制移动式环境信息监测系统，其特征在于：包括装配传感器的移动采集装置、可编程逻辑控制系统、物联网云平台和远程管理操作系统组成；所述装配传感器的移动采集装置通过可编程逻辑控制系统的指令控制使传感器在温室立体空间自由移动，实现环境信息立体采集；所述可编程逻辑控制系统寄存传感器数据并传输至所述物联网云平台，且通过可视化界面实现所述装配传感器的移动采集装置控制与数据展示；所述物联网云平台将本地信息通过4g信号传输至云平台，所述云平台集成协议解析、数据处理，提供强大的工控组态系统，且支持多种方式访问；所述远程管理操作系统实现远程对所述装配传感器的移动采集装置控制，及远程环境数据监测。2.根据权利要求1所述适用于温室的远程控制移动式环境信息监测系统，其特征在于：所述装配传感器的移动采集装置包括滑轨（1）、滑车（2）、传动电机（3）、旋转电机（4）、可旋转式直杆（5）、传感器（6）和桁架（7），所述传感器（6）安装于桁架（7）上，通过牵引绳固定于可旋转式直杆（5）两侧；所述可旋转式直杆（5）与旋转电机（4）连接，通过电机转动收放牵引绳实现桁架（7）在竖直平面移动；所述可旋转式直杆（5）固定于滑车（2）上，滑车（2）通过传动电机（3）的牵引在滑轨（1）上自由活动，实现桁架在水平平面移动；进而实现传感器在立体空间的自由移动。3.根据权利要求1所述适用于温室的远程控制移动式环境信息监测系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制系统包括控制器与触摸屏，所述控制器为传感器数据寄存中心与移动装置控制核心，所述触摸屏通过rs-232通讯与所述控制器连接。4.根据权利要求1所述适用于温室的远程控制移动式环境信息监测系统，其特征在于：所述物联网云平台包括物联网云盒和云平台，所述物联网云盒通过rs-485通讯与所述可编程逻辑控制系统连接。

技术总结
本实用新型公开了一种适用于温室的远程控制移动式环境信息监测系统，包括装配传感器的移动采集装置、可编程逻辑控制系统、物联网云平台和远程管理操作系统组成。该环境信息监测系统适用于温室的远程控制移动式环境信息监测系统使传感器可在温室立体空间自由移动，实现环境信息立体采集，节约投入成本；传感器数据集成于物联网云盒通过4G信号上传云端，实现数据良好的存储；并以良好的人机交互界面开发监控平台，实现远程信息监测与移动式传感装置的操控。置的操控。置的操控。


技术研发人员：朱德兰 涂泓滨 刘孟阳 荆宇鹏 葛茂生 朱金福
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：2022.07.14
技术公布日：2022/12/9