一種基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括中央控制單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術(shù)連接的監(jiān)測單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術(shù)連接的調(diào)整單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術(shù)連接的報警單元以及與所述中央控制單元通過無線通信連接的終端，所述中央控制單元包括中央處理器、電源模塊和Zigbee網(wǎng)關(guān)；通過手機終端、個人電腦終端實時查看且能通過所述終端下發(fā)調(diào)節(jié)指令，將大棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)至適合作物生長的范圍，調(diào)整單元通過所述的調(diào)整裝置將棚內(nèi)參數(shù)調(diào)節(jié)至適合作物生長值，對于大規(guī)模大棚種植省去人力物力，最大限度降低人力成本。
【專利說明】
一種基于Z i gbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，具體是涉及一種基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)業(yè)大棚是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，越來越多的農(nóng)作物在農(nóng)業(yè)大棚中栽培種植，而大棚中的生化參數(shù)對于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率有決定性作用，根據(jù)大棚內(nèi)環(huán)境實時調(diào)節(jié)生化參數(shù)對促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有非常重要的意義;農(nóng)業(yè)大棚的造價普遍昂貴，在建設(shè)時一般又會使用較多可燃性材料，對于大棚的安全監(jiān)控、降低損失也是非常必要的。
[0003]傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大棚多采用儀表人工監(jiān)測，或者采用有線方式對大棚中生化參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測，對于小規(guī)模的大棚是沒有問題的，但是對于大規(guī)模的農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)則存在施工難度大，維護費用高，浪費較多的人力、物力資源的情況;對于大規(guī)模的大棚種植，傳統(tǒng)監(jiān)測控制系統(tǒng)對于安全監(jiān)測反應(yīng)速度慢，確定事發(fā)地點模糊，因此急需通過自動控制、計算機、通信等技術(shù)對傳統(tǒng)大棚監(jiān)測控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。
[0004]因此，需要提出一種新型的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本實用新型公開了基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，組網(wǎng)方便，節(jié)約成本，能夠?qū)崟r有效監(jiān)測大棚環(huán)境并作出決策。
[0006]為了達(dá)到以上目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括中央控制單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術(shù)連接的監(jiān)測單元、與所述中央控制單元通過Zi gbee技術(shù)連接的調(diào)整單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術(shù)連接的報警單元以及與所述中央控制單元通過無線通信連接的終端，所述中央控制單元包括中央處理器、電源模塊和Zigbee網(wǎng)關(guān)，所述監(jiān)測單元包括二氧化碳濃度監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、煙霧監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、光照強度監(jiān)測單元和土壤濕度監(jiān)測單元，所述二氧化碳濃度監(jiān)測單元包括二氧化碳濃度傳感器和Zigbee模塊，所述空氣濕度監(jiān)測單元包括空氣濕度傳感器和Zigbee模塊，所述煙霧監(jiān)測單元包括煙霧傳感器和Zigbee模塊，所述光照強度監(jiān)測單元包括光照強度傳感器和Zigbee模塊，所述土壤濕度監(jiān)測單元包括土壤濕度傳感器和Zigbee模塊，所述調(diào)整單元包括Zigbee模塊、通風(fēng)調(diào)節(jié)裝置、空氣濕度調(diào)節(jié)裝置、卷簾遮蔽裝置、澆灌裝置、二氧化碳發(fā)生裝置以及與所述通風(fēng)調(diào)節(jié)裝置、空氣濕度調(diào)節(jié)裝置、卷簾遮蔽裝置、澆灌裝置和二氧化碳發(fā)生裝置分別連接的繼電器組。
[0007]進(jìn)一步地，所述報警單元包括聲、光報警裝置和Zigbee模塊。
[0008]進(jìn)一步地，包括無線通信單元，所述無線通信單元包括3G網(wǎng)絡(luò)模塊和WIFI模塊，所述終端通過該無線通信單元連接至所述中央控制單元。
[0009]進(jìn)一步地，所述終端包括手機終端和個人電腦終端。[00?0] 進(jìn)一步地，所述中央處理器采用Cortex A8中央處理器。
[0011]進(jìn)一步地，所述中央控制單元包括濾波器模塊，所述濾波器模塊與所述Zigbee網(wǎng)關(guān)連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述二氧化碳濃度監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、煙霧監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、光照強度監(jiān)測單元和土壤濕度監(jiān)測單元均包括壓縮模塊。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有的優(yōu)點是:
[0014]1、各單元的連接均采用無線網(wǎng)絡(luò)，包括Zigbee網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)和WiFi網(wǎng)絡(luò)，使得該監(jiān)測系統(tǒng)布置方便；
[0015]2、采用Zigbee技術(shù)組網(wǎng)、通訊上極具優(yōu)勢;Zigbee通信協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，對于Zigbee節(jié)點之間可以輕松互聯(lián);Zigbee技術(shù)的優(yōu)勢在于低功耗上可以通過電池供電，這樣便于在大棚中布置監(jiān)測、調(diào)整單元;Zigbee網(wǎng)關(guān)技術(shù)的成熟能夠?qū)igbee信號解析后通過包括3G、WiFi等網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，使得Zigbee監(jiān)測、調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積更廣；
[0016]3、大棚內(nèi)的生化參數(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測、上傳，通過手機終端、個人電腦終端實時查看且能通過所述終端下發(fā)調(diào)節(jié)指令，將大棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)至適合作物生長的范圍；
[0017]4、在大棚發(fā)生火情時終端用戶能夠通過所述終端查看報警大棚位置，且報警單元進(jìn)行報警能夠精確定位報警大棚位置，便于及時搶救；
[0018]5、調(diào)整單元通過所述的調(diào)整裝置將棚內(nèi)參數(shù)調(diào)節(jié)至適合作物生長值，對于大規(guī)模大棚種植省去人力物力，最大限度降低人力成本。
【附圖說明】

[0019]圖1是本實用新型提出的基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，進(jìn)一步闡明本實用新型，應(yīng)理解下述【具體實施方式】僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。
[0021]實施例1:
[0022]參照圖1，一種基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括中央控制單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術(shù)連接的監(jiān)測單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術(shù)連接的調(diào)整單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術(shù)連接的報警單元以及與所述中央控制單元通過無線通信連接的終端，其中所述中央控制單元用于數(shù)據(jù)處理，所述監(jiān)測單元用于大棚內(nèi)數(shù)據(jù)采集，所述調(diào)整單元用于根據(jù)大棚內(nèi)部實際情況采取決策，所述報警單元用于當(dāng)數(shù)據(jù)超標(biāo)時發(fā)生警報，所述終端用于用戶調(diào)整大棚內(nèi)數(shù)據(jù)，所述中央控制單元包括中央處理器、電源模塊和Zigbee網(wǎng)關(guān)，所述中央處理器采用Cortex AS中央處理器，所述監(jiān)測單元包括二氧化碳濃度監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、煙霧監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、光照強度監(jiān)測單元和土壤濕度監(jiān)測單元，所述二氧化碳濃度監(jiān)測單元包括二氧化碳濃度傳感器和Zigbee模塊，所述空氣濕度監(jiān)測單元包括空氣濕度傳感器和Zigbee模塊，所述煙霧監(jiān)測單元包括煙霧傳感器和Zigbee模塊，所述光照強度監(jiān)測單元包括光照強度傳感器和Zigbee模塊，所述土壤濕度監(jiān)測單元包括土壤濕度傳感器和Zigbee模塊，所述調(diào)整單元包括Zigbee模塊、通風(fēng)調(diào)節(jié)裝置、空氣濕度調(diào)節(jié)裝置、卷簾遮蔽裝置、澆灌裝置、二氧化碳發(fā)生裝置以及與所述通風(fēng)調(diào)節(jié)裝置、空氣濕度調(diào)節(jié)裝置、卷簾遮蔽裝置、澆灌裝置和二氧化碳發(fā)生裝置分別連接的繼電器組，所述報警單元包括聲、光報警裝置和Zigbee模塊，本系統(tǒng)還包括無線通信單元，所述無線通信單元包括3G網(wǎng)絡(luò)模塊和WIFI模塊，所述終端通過該無線通信單元連接至所述中央控制單元，所述終端包括手機終端和個人電腦終端。
[0023]實施例2:
[0024]以上述實施例1中提出的基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步提出，所述中央控制單元包括濾波器模塊，所述濾波器模塊與所述Zigbee網(wǎng)關(guān)連接，通過在數(shù)據(jù)接收端增加濾波器模塊，對采集的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行有效過濾，所述二氧化碳濃度監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、煙霧監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、光照強度監(jiān)測單元和土壤濕度監(jiān)測單元均包括壓縮模塊，因為監(jiān)測單元實時采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大，使用壓縮模塊對采集到的初始數(shù)據(jù)進(jìn)行過壓縮，有利于數(shù)據(jù)的后期處理。
[0025]工作原理與工作過程:
[0026]將二氧化碳濃度監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、土壤濕度監(jiān)測單元、空氣溫度監(jiān)測單元、煙霧監(jiān)測單元、光照強度監(jiān)測單元、調(diào)整單元、報警單元、布置于大棚中，所述的監(jiān)測單元布置完畢后將對大棚內(nèi)的生化參數(shù)進(jìn)行實時采集、上傳，參數(shù)包括大棚內(nèi)空氣溫度、濕度、煙霧濃度、二氧化碳濃度，光照強度，土壤濕度，通過各單元中的壓縮模塊對采集到的初始數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，最后通過所述的監(jiān)測單元中的Zigbee模塊經(jīng)由Zigbee網(wǎng)絡(luò)上傳至中央處理單元；
[0027]中央處理單元中的Zigbee網(wǎng)關(guān)調(diào)度與所述監(jiān)測單元、調(diào)整單元、報警單元的網(wǎng)絡(luò)連接，Zigbee網(wǎng)關(guān)與所述濾波器模塊連接，對采集的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行有效過濾，然后將所述監(jiān)測單元上傳的數(shù)據(jù)發(fā)送到cortex AS中央處理器，中央處理器將數(shù)據(jù)編碼經(jīng)由3G網(wǎng)絡(luò)、WiFi網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至手機終端、個人電腦終端，完成監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至用戶；采用3G網(wǎng)絡(luò)保證用戶能夠隨時監(jiān)測大棚內(nèi)生化參數(shù)，采用個人電腦終端連接WiFi網(wǎng)絡(luò)能提高傳送數(shù)據(jù)量，數(shù)據(jù)更直觀、明了；
[0028]在空氣濕度不滿足作物生長時，用戶通過所述手機終端、個人電腦終端經(jīng)由中央處理單元下發(fā)空氣濕度調(diào)整指令與參數(shù)，通過繼電器組選擇、啟動通風(fēng)調(diào)節(jié)裝置、空氣加濕裝置，通風(fēng)調(diào)節(jié)裝置、空氣加濕裝置啟動后根據(jù)指令完成大棚內(nèi)的通風(fēng)、加濕動作，實現(xiàn)大棚內(nèi)濕度的調(diào)整；空氣濕度監(jiān)測單元監(jiān)測空氣濕度數(shù)據(jù)并上傳至中央處理單元，中央處理單元判斷滿足用戶設(shè)定參數(shù)范圍時將下發(fā)指令關(guān)閉通風(fēng)調(diào)節(jié)裝置、空氣加濕裝置；
[0029]在二氧化碳濃度不滿足作物生長時，用戶通過所述手機終端、個人電腦終端經(jīng)由中央處理單元下發(fā)二氧化碳濃度調(diào)整指令與參數(shù)，通過繼電器組選擇、啟動二氧化碳發(fā)生裝置，二氧化碳發(fā)生裝置啟動后調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的二氧化碳濃度;二氧化碳傳感器監(jiān)測單元將監(jiān)測到的二氧化碳濃度數(shù)據(jù)上傳至中央處理單元，中央處理單元判斷滿足用戶設(shè)定參數(shù)范圍時將下發(fā)指令關(guān)閉二氧化碳發(fā)生裝置。
[0030]在光照強度不滿足作物生長時，用戶通過所述手機終端、個人電腦終端經(jīng)由中央處理單元下發(fā)光照強度調(diào)整指令與參數(shù)，通過繼電器組來選擇、啟動卷簾遮蔽裝置，卷簾遮蔽裝置啟動后調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的光照強度;光照強度監(jiān)測單元將監(jiān)測到的光照強度上傳至中央處理單元，中央處理單元判斷滿足用戶設(shè)定參數(shù)范圍時將停止卷簾遮蔽裝置對光照的調(diào)整；
[0031]在土壤濕度不滿足作物生長時，用戶通過所述手機終端、個人電腦終端經(jīng)由中央處理單元下發(fā)土壤濕度調(diào)整指令與參數(shù)，通過繼電器組來選擇、啟動澆灌裝置，澆灌裝置啟動后調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的土壤濕度;土壤濕度監(jiān)測單元將監(jiān)測到的土壤濕度數(shù)據(jù)上傳至中央處理單元，中央處理單元判斷滿足用戶設(shè)定參數(shù)范圍時將停止對土壤的澆灌。
[0032]煙霧監(jiān)測單元對大棚內(nèi)煙霧濃度進(jìn)行監(jiān)測并實時上傳數(shù)據(jù)到中央處理單元，當(dāng)大棚內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時煙霧濃度驟增，煙霧監(jiān)測單元將數(shù)據(jù)傳送至用戶手機終端、個人電腦終端經(jīng)行報警，同時，中央處理單元會對煙霧濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷并下發(fā)報警指令到報警單元，報警單元的聲光報警裝置將對所在的大棚進(jìn)行警報，以便用戶定位事故大棚及時采取消防措施以降低損失。
[0033]本實用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:包括中央控制單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術(shù)連接的監(jiān)測單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術(shù)連接的調(diào)整單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術(shù)連接的報警單元以及與所述中央控制單元通過無線通信連接的終端，所述中央控制單元包括中央處理器、電源模塊和Zigbee網(wǎng)關(guān)，所述監(jiān)測單元包括二氧化碳濃度監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、煙霧監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、光照強度監(jiān)測單元和土壤濕度監(jiān)測單元，所述二氧化碳濃度監(jiān)測單元包括二氧化碳濃度傳感器和Zigbee模塊，所述空氣濕度監(jiān)測單元包括空氣濕度傳感器和Zigbee模塊，所述煙霧監(jiān)測單元包括煙霧傳感器和Zigbee模塊，所述光照強度監(jiān)測單元包括光照強度傳感器和Zigbee模塊，所述土壤濕度監(jiān)測單元包括土壤濕度傳感器和Zigbee模塊，所述調(diào)整單元包括Zigbee模塊、通風(fēng)調(diào)節(jié)裝置、空氣濕度調(diào)節(jié)裝置、卷簾遮蔽裝置、澆灌裝置、二氧化碳發(fā)生裝置以及與所述通風(fēng)調(diào)節(jié)裝置、空氣濕度調(diào)節(jié)裝置、卷簾遮蔽裝置、澆灌裝置和二氧化碳發(fā)生裝置分別連接的繼電器組。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述報警單元包括聲、光報警裝置和Zigbee模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:包括無線通信單元，所述無線通信單元包括3G網(wǎng)絡(luò)模塊和WIFI模塊，所述終端通過該無線通信單元連接至所述中央控制單元。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述終端包括手機終端和個人電腦終端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述中央處理器采用Cortex A8中央處理器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述中央控制單元包括濾波器模塊，所述濾波器模塊與所述Zigbee網(wǎng)關(guān)連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:所述二氧化碳濃度監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、煙霧監(jiān)測單元、空氣濕度監(jiān)測單元、光照強度監(jiān)測單元和土壤濕度監(jiān)測單元均包括壓縮模塊。
【文檔編號】G05D27/02GK205692076SQ201620576006
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月14日 公開號201620576006.8, CN 201620576006, CN 205692076 U, CN 205692076U, CN-U-205692076, CN201620576006, CN201620576006.8, CN205692076 U, CN205692076U
【發(fā)明人】宋偉, 王丹陽, 梁寧一, 李曉輝, 李佳佳, 賀偉, 王金鵬, 李庚睿, 郭蓓蕾
【申請人】河南城建學(xué)院