一种智能果园湿温度感知及光照控制系统的制作方法

本实用新型涉及果园种植，具体为一种智能果园湿温度感知及光照控制系统。

背景技术：

目前，几乎所有其他同类产品都没有自动控制系统，更多的是提醒的功能，而浇水、补光等操作都需要手动完成，有的补光操作甚至还需要外加光源。很多都不能做到完全的自动化控制，不能根据植物的生长特性自动营造一个适宜该植物生长的环境，也不能在某项指标超出或者低于正常值时通过自动控制系统的调控功能来回到正常范围。

智能花盆：体积太小，每盆盆栽只能种植一种单一的植物，且基本上都只能种植较小的植物，稍微大一点的植物便不能种植了，实用性不高，同时观赏性也很有限。

因此，亟需一种智能果园湿温度感知及光照控制系统，自动调节果园的湿温度，通过外界光照调节果园内光照强度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述问题，克服现有技术不足，公开了一种智能果园湿温度感知及光照控制系统，检测空气中温湿度、光照强度，将测得数据作为调节温湿度和光照强度基准，配合温度控制系统与供水系统为植物提供合适的生长环境，光敏电阻电路(输出数字信号)通过检测外界光线的情况；终端节点采集光信号，与协调器组网后把采集的数据发送给协调器，调节光照。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种智能果园湿温度感知及光照控制系统，包括湿温度感知控制单元、光照控制单元及抽水控制单元，所述湿温度感知控制单元、光照控制单元及抽水控制单元依次与中央控制单元的无线输出端信号连接，所述湿温度感知控制单元包括湿温度传感器及与湿温度传感器相连的微型处理器，所述微型处理器通过USB插口与硅胶加热片相连。

优选的，所述光照控制单元包括光敏传感器、LED灯及电磁继电器组，所述光敏传感器通过电磁继电器组与LED灯相连。

优选的，所述湿温度传感器包括电阻式感湿元件及NTC测温元件，且所述湿温度传感器与单片机相连。

优选的，所述LED灯设于种植区的两侧上部。

优选的，所述抽水控制单元包括设于果园种植区旁的增压泵、蓄水池及设于果园内的滴管器。

优选的，所述无线输出端包括ZigBee无线终端及ZigBee协调器。

优选的，所述湿温度传感器与微处理器之间设有data串行接口。

有益效果：本实用新型与现有技术相比存在以下优点：

采用无线控制，在智能生态园当中，光照系统所采集的数据会实时反馈到用户的手机上进行显示(显示光照强度和对应的时间点)，另外，用户手机也能控制系统的光照，选择适宜的光照强度、补光周期。

在智能生态园当中，温度传感器会实时采集温度，将温度变化情况反馈到用户手机，当温度的值超过或低于某个阀值的时候，恒温系统会进行工作，将温度控制到最高和最低阀值的范围之内，以此来保证植物的最佳生长温度。每个系统进行精细化的改良之后也可用于温室大棚等场景，再加上智能化的管理可以在农业生产方面帮助减少作物种植消耗的人力、提高种植作物的效率。

对植物的光照控制、浇水控制、温度控制可以由用户自己根据实际的情况自己进行设置和调整，同样，系统也会将植物生长的光照度、湿度、温度作为三大最基本的度量值，采用神经网络的分类算法进行分类，以此来为用户提供一些培养方案供用户选择使用，系统则按选定方案进行工作，来全方位呵护植物的生长。

附图说明

图1是本实用新型的湿温度感知控制单元。

图2是本实用新型的光照控制单元。

图3是本实用新型的湿温度传感器结构示意图。

图4是本实用新型的湿温度管制控制单元通讯过程图。

图5是本实用新型的光敏传感器电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

请参考图1、图2和图3，一种智能果园湿温度感知及光照控制系统，包括湿温度感知控制单元、光照控制单元及抽水控制单元，所述湿温度感知控制单元、光照控制单元及抽水控制单元依次与中央控制单元10的无线输出端信号连接，所述湿温度感知控制单元包括湿温度传感器3及与湿温度传感器3相连的微型处理器1，所述微型处理器1通过USB插口与硅胶加热片2相连。光照控制单元包括光敏传感器6、LED灯7及电磁继电器组8，光敏传感器6通过电磁继电器组8与LED灯7相连。湿温度传感器3包括电阻式感湿元件及NTC测温元件，且所述湿温度传感器3与单片机相连。其中LED灯7设于种植区9的两侧上部，抽水控制单元包括设于果园种植区9旁的增压泵、蓄水池及设于果园内的滴管器，无线输出端包括ZigBee无线终端4及ZigBee协调器5。湿温度传感器3与微型处理器1之间设有data串行接口。

本实用新型使用DHT11温湿度传感器判断当前温湿度；终端节点采集温湿度数据，通过自身串口输出并可与协调器组网，发送采集的数据给协调器。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在即为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为该类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。

其中DATA用于微处理器与DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零。如图4所示，操作流程如下:

一次完整的数据传输为40bit,高位先出。数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据。从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证 DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机的开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后,读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可,总线由上拉电阻拉高。总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us, 准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是 1.格式见下面图示.如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路是否连接正常。当最后一bit数据传送完毕后，DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。

光敏传感器6通过检测外界光线的情况；终端节点采集光信号，与协调器组网后把采集的数据发送给协调器。如图5所示，D2作为光敏传感器6模块的上电指示灯，模块供电就会亮；D1是光敏传感器6的状态指示灯，如果检测到光线暗，R2阻值增加，P0_6输出高电平，通过比较器将模拟量转成数字量，P2_0输出高电平，D1亮，否则D1暗，其中电位器R3 可以调节检测灵敏度。

ZigBee网络的建立是由网络协调器发起的，任何一个ZigBee节点要组建一个网络必须要满足以下两点要求：

(1)节点是FFD节点，具备ZigBee协调器5的能力；

(2)节点还没有与其他网络连接，当节点已经与其他网络连接时，此节点只能作为该网络的子节点，因为一个ZigBee网络中有且只有一个网络协调器。

FFD：Full FuncTIon Device全功能节点；

RFD：Reduced FuncTIonDevice半功能节点。

智能果园在具体使用时，湿温度感知控制单元感知果园的湿温度，当湿温度达到中央控制单元10的阈值时，无线输出端向抽水控制单元发送信号，抽水控制单元的增压泵开始工作，为果园灌溉。另一方面光照控制单元的光敏电阻根据外界光照强度变化，控制LED灯7的开闭及光照强度。

本实用新型对植物的光照控制、浇水控制、温度控制可以由用户自己根据实际的情况自己进行设置和调整，同样，系统也会将植物生长的光照度、湿度、温度作为三大最基本的度量值，采用神经网络的分类算法进行分类，以此来为用户提供一些培养方案供用户选择使用，系统则按选定方案进行工作，来全方位呵护植物的生长。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。