一种基于物联网的大棚智能监控系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于物联网的大棚智能监控系统，特别是一种基于armv7架构cortexA9系列4412单片机控制的基于物联网的大棚智能监控系统。

背景技术：

中国农业已经进入了自动化、智能化发展时代，随着国民生活水平的不断提升，农业的研究和发展已受到人们的重视，特别是温室大棚的研究，已成为农业的重要组成部分。在国外，温室大棚的设计已比较完善，但是其价格比较昂贵，而当今国内对温室大棚内的环境参数检测与控制都是人工控制与管理，这样会造成环境参数检测有误差、改变环境参数不及时和劳动强度大等弊端，而且很难达到较好的效果。

因此，要实现高效生产、解放劳动力，就得使农业发展走向科学化、智能化的道路，现代化农业生产中的重要环节之一就是对农作物的生产环境的各类重要参数的检测和控制。鉴于此，提供一种基于物联网的大棚智能监控系统成为目前本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于物联网的大棚智能监控系统，该系统通过对温度、湿度、土壤水分比例等信息进行环境各参数的检测，从而实现温室管理的自动化、智能化和科学化，并对实时检测到的数据进行分析，再实时控制环境条件，在解放劳动力的同时使得作物达到优质、高效、高产的目的。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种基于物联网的大棚智能监控系统，包括主控板，及与主控板分别连接的雨水检测模块、温湿度传感器模块、人体传感器模块、烟雾传感器模块、监控系统、照明系统、路由交换器、触摸显示屏、报警装置、灌溉系统、排风系统和电源模块。

进一步，所述触摸显示屏上设有照明控制开关、排风系统控制开关、灌溉系统控制开关、报警装置控制开关和监控系统控制开关。

进一步，所述主控板采用arm v7架构cortexA9系列4412单片机。

进一步，所述路由交换器连接到网页控制模块，控制各控制开关的启闭。

进一步，所述电源模块包括与电源连接的四个并联的二极管，以及与并联二极管相连的步进电机绕组，步进电机绕组连接电源单片机，电源单片机连接有四个继电器，通过继电器连接到主控板。

进一步，所述电源单片机采用ULN2003单片机。

本监控系统基于ARM V7架构，coretex A9系列，4412开发板作为控制中心，采集数据并加以分析，实现自动(根据参数自动开启或关闭相关设备)、半自动(手动在显示屏上控制开启或关闭相关设备)。并在此基础上添加了boa服务器和视频模块，可以无线传输与接受数据，显现在网页上控制开启或关闭相关设备。

本实用新型的有益效果在于：

1)现实温室大棚室内环境参数实时检测、及时控制，避免了人工检测有误差、改变环境参数不及时的弊端；

2)实现环境参数智能控制，通过温湿度传感器反馈实时环境参数，控制程序进行智能分析，自动调节环境参数，解放劳动力；

3)实现安防系统，人体感应报警装置和摄像头实时监控。使温室大棚安全性得以提高；

4)实现触摸屏和网页两种控制方式，可以方便、快捷、随时随地的控制智能大棚中各个模块，节约管理人员的时间；

5)在触摸屏上实时显示环境参数的数值，使得管理人员及时了解室内环境状况；在网页上可调用摄像头，可以及时了解室内安全情况。

该基于物联网的大棚智能监控系统实现对温室大棚环境参数智能控制，可以有效的避免人工检测有误差、不及时的弊端，在解放劳动力的同时使得作物达到优质、高效、高产的目的。该系统测量精度高、数据处理速度快，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型系统结构框图。

图2是步进电机电路图。

图3是安防系统原理图。

图4是温湿度自适应原理图。

图5是报警系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，一种基于物联网的大棚智能监控系统结构图，包括主控板，及与主控板分别连接的雨水检测模块、温湿度传感器模块、人体传感器模块、烟雾传感器模块、监控系统、照明系统、路由交换器、触摸显示屏、报警装置、灌溉系统、排风系统和电源模块。

其中，主控板采用arm v7架构cortexA9系列4412单片机。触摸显示屏上设有照明控制开关、排风系统控制开关、灌溉系统控制开关、报警装置控制开关和监控系统控制开关。路由交换器连接到网页控制模块，网页控制模块可以是手机，通过手机控制各控制开关的启闭。在液晶屏和网页上设有控制灯的开关、控制风扇的开关、控制灌溉系统的开关、控制安防系统的开关。在网页上调用摄像头实时监控；在液晶屏上可以显示各模块实时监测结果。

图2所示为电源模块电路示意图，电源模块包括与电源连接的四个并联的二极管，以及与并联二极管相连的步进电机绕组，步进电机绕组连接电源单片机，电源单片机连接有四个继电器，通过继电器连接到主控板。电源单片机采用ULN2003单片机。

本实用新型温湿度传感器、雨水检测模块、烟雾传感模块实时反馈当前环境参数，将采集回来的信息输入到主控模块中，经主控模块对采集回来的信息进行处理，分析是否需要改变环境参数，监控系统实时监控大鹏环境，通过主控模块分别发送信号给照明系统、灌溉系统、报警系统以及排风系统进行控制模块的开关，实现智能控制。

本系统控制模式有两种手动模式，通过触摸屏，可以手动控制各个模块的开关；通过手机控制网页也可以控制各个模块的开关。

该系统中，烟雾传感器、雨水传感器和温湿度传感器测量精度高、反应灵敏、测量电路简单。主控模块单片机控制电路运算数据范围广，运算速度快，电路集成度高，并且有丰富的I/O接口，有多种通信方式，定时器、计数器以及多级中断处理能力，可直接与pc机连接，极大的方便了程序设计和调试，各个传感器模块都采用集成模块，电路接法简单，稳定性好。

与此同时，我们还设计了监控系统和安防系统，减少了不安全因素，保证温室大棚正常运行。显示屏能够准确显示环境参数(温度、烟雾浓度)、排风系统、灌溉系统、照明系统的开关状态时间、有无人进入以及各个模块控制按钮。

下面分别给出智能控制设计原理来进一步说明本系统的效果。

如图2所示，为本实用新型的电源电路图。电源电路包括ARM V7架构，ULN2003系列单片机几个gpio引脚连接到各继电器，单片机的几个输出引脚连接到步进电机的绕组上，步进电机的绕组再连接各个二极管D1、D2、D3和D4，各二极管D1～D4共同与电源连接。通过单片机给信号，从而控制步进电机的转动。

如图3所示，为本实用新型的安防系统原理图。

如图所示，安防系统在关闭的情况下，人体感应器检测到有人时，报警系统不工作；安防系统在打开的情况下，人体感应器检测到有人时，报警系统才工作，蜂鸣器响报警。

如图4所示，为本实用新型的温度自适应系统原理图。

如图所示，当温湿度传感器反馈到控制中心的信息值大于设定值时，排风系统会自动开始工作，当信息值低于设定值时，系统会判断排风系统是否在工作，如果排风系统在工作，系统会自动关闭排风系统。排风系统也可以手动开启，手动模式是不会判断信息值是否大于设定值。烟雾传感器检测到烟雾浓度过高时，喷水，蜂鸣器报警。

如图5所示，为本实用新型的安防报警系统原理图。

如图所示，烟雾传感器检测到有害气体浓度超标时，会使报警装置打开，并使灌溉系统开始工作(充当消防)。有毒气体未超标时，会判断灌溉系统是否工作，如工作，会关闭灌溉系统。

系统可升级空间很大，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。