專(zhuān)利名稱(chēng):一種基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室塑料棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室塑料棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)屬于一種基于物聯(lián)網(wǎng)的柔性信息智能采集分析系統(tǒng)。包括感知層、傳輸層和智能處理層三層結(jié)構(gòu)形式；感知層由感知終端、傳感器及傳感器安裝架等組成。感知終端采用了核心處理單元加采集卡的柔性結(jié)構(gòu)，核心處理單元通過(guò)RS485總線(xiàn)與采集卡連接，每個(gè)采集卡單元可連接8路傳感器，可方便根據(jù)傳感器數(shù)量確定采集卡數(shù)量。核心處理單元通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)與傳輸層。由傳輸層經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)綉?yīng)用層，應(yīng)用層完成現(xiàn)場(chǎng)信息采集指令的發(fā)送及采集信息的智能處理，實(shí)現(xiàn)了棚膜透光率、透光率衰減速率、保溫及保濕等棚膜綜合性能的自動(dòng)測(cè)試。本實(shí)用新型實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)棚膜綜合性能、可擴(kuò)展性強(qiáng)、智能性高、實(shí)用性好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室塑料棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)測(cè)量、易擴(kuò)展、采樣頻率可網(wǎng)絡(luò)調(diào)整、測(cè)量位置相 對(duì)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)同步采樣的日光溫室塑料棚膜綜合性能物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 設(shè)施栽培是指利用日光溫室、塑料大棚或其它設(shè)施，人工地為農(nóng)作物生長(zhǎng)創(chuàng)造可 控的、適合作物生長(zhǎng)發(fā)育的小氣候環(huán)境，W達(dá)到人工調(diào)節(jié)作物生產(chǎn)的目的。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技 術(shù)的不斷發(fā)展，節(jié)能日光溫室種植形式在蔬菜產(chǎn)業(yè)中發(fā)展迅猛，并為蔬菜種植戶(hù)帶來(lái)了可 觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003] 塑料薄膜用于溫室和大棚，在國(guó)內(nèi)外已十分普遍，被發(fā)達(dá)國(guó)家稱(chēng)之為"塑料栽培"、 "乙締農(nóng)業(yè)"，塑料棚膜目前已成為節(jié)能日光溫室的主要透明覆蓋材料。
[0004] 塑料棚膜的色澤、保溫性、透光性、透光率衰減速度及流滴性等綜合性能直接影響 著溫室的光、熱環(huán)境條件，并直接影響著的溫室作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，進(jìn)而直接影響著溫室的 種植效益。
[0005] 隨著種植及管理技術(shù)的不斷提高，人們對(duì)溫室環(huán)境調(diào)控能力的要求越來(lái)越高，從 而對(duì)棚膜綜合性能提出了更高的要求。棚膜生產(chǎn)商往往通過(guò)原料、加工工藝及配方等方法， 對(duì)棚膜的綜合性能予W改進(jìn)。
[0006] 棚膜綜合性能的準(zhǔn)確測(cè)量是改進(jìn)棚膜綜合性能的前提。
[0007] 目前，國(guó)內(nèi)對(duì)農(nóng)膜綜合性能的測(cè)量，一般是采取現(xiàn)場(chǎng)人工測(cè)量方式，即定期到現(xiàn)場(chǎng) 測(cè)量各項(xiàng)參數(shù)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且不能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、連續(xù)性、完整性和同步性。特別是 在測(cè)量棚膜綜合性能中的關(guān)鍵因子-棚膜透光率時(shí)，普遍采用手持照度計(jì)測(cè)量溫室內(nèi)外的 光照強(qiáng)度換算出光照強(qiáng)度。由于人工手持照度計(jì)的位置不一致特別是測(cè)量角度的變化，不 同人、不同時(shí)刻光照強(qiáng)度測(cè)量值差異很大，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性根本無(wú)法保證。另外，當(dāng)對(duì)多塊膜 的透光率進(jìn)行對(duì)照研究時(shí)，只能分時(shí)進(jìn)行測(cè)量，無(wú)法對(duì)多塊棚膜的綜合性能進(jìn)行同步測(cè)量， 由于透光率對(duì)光照方向的敏感性，也極大影響了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[000引目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還沒(méi)有在棚膜綜合性能現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中應(yīng)用，無(wú)法對(duì)棚膜的綜合性 能進(jìn)行準(zhǔn)確、連續(xù)、同步測(cè)量，尚沒(méi)有對(duì)棚膜綜合性能進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)控的系統(tǒng)。因此需要開(kāi)發(fā) 出一種能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的、能適應(yīng)不同場(chǎng)合的、可擴(kuò)展性強(qiáng)、智能性高、實(shí)用性好的監(jiān)測(cè)棚膜綜 合性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明針對(duì)W上不足，提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)。根 據(jù)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的不用，設(shè)計(jì)了試驗(yàn)版和現(xiàn)場(chǎng)版兩種不同的系統(tǒng)。其中，實(shí)驗(yàn)版用于實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所， 便于在任何地方對(duì)棚膜性能進(jìn)行性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，可對(duì)棚膜主要性能進(jìn)行連續(xù)智能測(cè)試和分 析?，F(xiàn)場(chǎng)版主要針對(duì)溫室現(xiàn)場(chǎng)棚膜性能測(cè)試設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)版主要針對(duì)溫室現(xiàn)場(chǎng)棚膜性能測(cè)試 設(shè)計(jì)，它既可實(shí)現(xiàn)棚膜透光率、透光率衰減速度及流滴性等性能的測(cè)試，還可同時(shí)測(cè)量大棚 內(nèi)外空氣溫度、濕度、±壤溫度、±壤濕度、二氧化碳濃度等信息，測(cè)試數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)自動(dòng)上傳 到服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)和分析，該版本具有自動(dòng)高效、實(shí)時(shí)精準(zhǔn)、測(cè)試數(shù)據(jù)全面及測(cè)量同步等特 點(diǎn)。
[0010] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0011] -種基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室塑料棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)：
[0012] 所述的系統(tǒng)包括感知層、傳輸層和處理層；
[0013] 所述的感知層主要完成棚膜性能參數(shù)的感知;所述的傳輸層主要完成采集信息的 可靠傳輸;所述的處理層主要完成采集信息的存儲(chǔ)、自動(dòng)處理及顯示；
[0014] 所述的感知層傳感器布設(shè)有兩種形式，分別為試驗(yàn)版和現(xiàn)場(chǎng)版；
[0015] 所述的試驗(yàn)版包括機(jī)械支架、數(shù)據(jù)采集卡及電源電路、信息感知終端、信息處理終 端、信息傳輸終端、光照強(qiáng)度傳感器組及服務(wù)器端；
[0016] 所述的現(xiàn)場(chǎng)版包括柔性安裝支架、數(shù)據(jù)采集卡及電源電路、信息處理感知終端、信 息傳輸終端、空氣溫濕度傳感器、±壤溫度傳感器、±壤濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、二氧 化碳濃度傳感器及服務(wù)器端；
[0017] 所述信息處理感知終端分別與數(shù)據(jù)采集卡和信息傳輸終端連接;所述的數(shù)據(jù)采集 卡和傳感器相連接；
[0018] 所述的信息傳輸層主要完成信息的發(fā)送任務(wù)，將現(xiàn)場(chǎng)感知信息及時(shí)傳輸?shù)椒?wù) 器，并為感知終端轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器發(fā)來(lái)的指令；
[0019] 所述的信息處理層完成數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)、計(jì)算及綜合性能分析，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)信息 的實(shí)時(shí)處理。
[0020] 進(jìn)一步的，所述的機(jī)械支架包括底座、棚膜支架和膜下傳感器安裝板=部分；
[0021 ]底座，是整個(gè)機(jī)械支架的支撐，固定棚膜支架和傳感器支架;棚膜支架，棚膜支架 的前端較鏈固定在底座上；
[0022] 棚膜支架的周邊設(shè)有膜上光照強(qiáng)度傳感器安裝孔；
[0023] 膜下傳感器安裝板較接在底座上并位于棚膜支架的內(nèi)側(cè)，安裝板上有方便安裝傳 感器的陣列安裝孔；
[0024] 棚膜支架、膜下傳感器安裝板的兩端固定有調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)桿的另一端固定在底座 上。
[0025] 進(jìn)一步的，所述的調(diào)節(jié)桿為萬(wàn)向球升降較軸。
[0026] 進(jìn)一步的，所述的柔性安裝支架包括固定座，固定座的中部安裝有上豎向內(nèi)調(diào)節(jié) 桿，上豎向內(nèi)調(diào)節(jié)桿的下端連接有上豎向外調(diào)節(jié)桿，上豎向外調(diào)節(jié)桿的下端設(shè)有橫向外調(diào) 節(jié)桿，橫向外調(diào)節(jié)桿的外端設(shè)有橫向內(nèi)調(diào)節(jié)桿，橫向內(nèi)調(diào)節(jié)桿的另一端依次連接有下豎向 外調(diào)節(jié)桿、下豎向內(nèi)調(diào)節(jié)桿W及卡髓。
[0027] 進(jìn)一步的，所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)的通信協(xié)議找如下：
[00%]起始/結(jié)束字符:起始字符為OxBB，結(jié)束字符為OxEE;
[0029]信息長(zhǎng)度占用2個(gè)字節(jié)，表示為信息體的長(zhǎng)度；類(lèi)型表示占用2個(gè)字節(jié)，定義見(jiàn)下 表：
[0030]
[0031] 擴(kuò)展字段占用2個(gè)字節(jié)，為W后功能擴(kuò)展留用，默認(rèn)為0x00,0x00;區(qū)域標(biāo)示占用I 個(gè)字節(jié)，對(duì)應(yīng)溫室大棚的編號(hào);傳輸原因占用1個(gè)字節(jié)，表示該條信息的傳輸原因，定義見(jiàn)下 表：
[0032]
[0033] 目地標(biāo)識(shí)占用1個(gè)字節(jié)，表示該信息的傳輸目地，Oxff表示上位機(jī)端，OxOl表示下 位機(jī)端;信息體定義如下：當(dāng)類(lèi)型標(biāo)識(shí)第一個(gè)字節(jié)(高8位)為OxOl時(shí)，即表示該信息為自動(dòng) 指令自動(dòng)控制指令，即為上位機(jī)自動(dòng)下發(fā)到下位機(jī)的控制指令信息，控制下位機(jī)的運(yùn)行狀 態(tài)；當(dāng)類(lèi)型標(biāo)識(shí)第一個(gè)字節(jié)(高8位)為0x02,即表示該信息為手動(dòng)指令，手動(dòng)指令，即為人工 控制下向下位機(jī)發(fā)送的指令信息，控制下位機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)類(lèi)型標(biāo)識(shí)第二個(gè)字節(jié)(低8位） 為OxAA時(shí)，即表示該信息為控制指令，控制指令分為開(kāi)啟下位機(jī)采集模塊電源指令0x18、采 集數(shù)據(jù)指令0x16、重傳指令0x14和上傳數(shù)據(jù)指令0x10;當(dāng)類(lèi)型標(biāo)識(shí)第二個(gè)字節(jié)（低8位）為 OxCC時(shí)，即表示該信息為傳輸指令，傳輸指令表示該信息體為數(shù)據(jù)信息;個(gè)數(shù)校驗(yàn)占用2個(gè) 字節(jié)，當(dāng)信息體為數(shù)據(jù)信息時(shí)表示數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù);校驗(yàn)時(shí)若個(gè)數(shù)校驗(yàn)不通過(guò)直接放棄本條數(shù) 據(jù);CRC校驗(yàn)占用2個(gè)字節(jié);結(jié)束字符占用1個(gè)字節(jié)。
[0034] 本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在：
[0035] 本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)，能夠?qū)厥遗锬さ木C合性能 進(jìn)行科學(xué)的數(shù)據(jù)采集和分析，運(yùn)極大提高了在大規(guī)模溫室現(xiàn)場(chǎng)棚膜綜合性能研究的效率。 其推廣應(yīng)用也是對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)日光溫室大棚棚膜信息采集的一次技術(shù)革新。該系統(tǒng)具有技術(shù) 先進(jìn)、穩(wěn)定高效、自動(dòng)可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、易于擴(kuò)展等顯著優(yōu)點(diǎn)，對(duì)我國(guó)棚膜性能改進(jìn)及棚膜選 用都具有重大的指導(dǎo)意義。
【附圖說(shuō)明】

[0036] 圖1為物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚塑料薄膜主要性能測(cè)試系統(tǒng)示意圖；
[0037] 圖2為光照傳感器柔性安裝支架；
[0038] 圖3為塑料棚膜綜合性能測(cè)試試驗(yàn)版機(jī)械支架。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下述未述及的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容均可采用或借鑒現(xiàn)有技術(shù)。
[0040] -種基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室塑料棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)，具有測(cè)量精度高、可擴(kuò) 展性好且能同步、自動(dòng)進(jìn)行棚膜綜合性能采集的優(yōu)點(diǎn)；圖1所示，系統(tǒng)采用了物聯(lián)網(wǎng)=層架 構(gòu):感知層、傳輸層和處理層。
[0041 ]其中；
[0042] 所述的感知層主要完成棚膜性能參數(shù)的感知；
[0043] 所述的傳輸層主要完成采集信息的可靠傳輸；
[0044] 所述的處理層主要完成采集信息的存儲(chǔ)、自動(dòng)處理及顯示。
[0045] 各層組成W及結(jié)構(gòu)原理如下：
[0046] 所述的感知層傳感器布設(shè)有兩種形式，分別為試驗(yàn)版和現(xiàn)場(chǎng)版；
[0047] 所述的試驗(yàn)版包括機(jī)械支架、數(shù)據(jù)采集卡及電源電路、信息感知終端、信息處理終 端、信息傳輸終端、光照強(qiáng)度傳感器組及服務(wù)器端；
[0048] 所述的現(xiàn)場(chǎng)版包括數(shù)據(jù)采集卡及電源電路、信息處理感知終端、信息傳輸終端、空 氣溫濕度傳感器、±壤溫度傳感器、±壤濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、二氧化碳濃度傳感 器及服務(wù)器端；
[0049] 感知層由多個(gè)感知節(jié)點(diǎn)組成。每個(gè)感知節(jié)點(diǎn)由感知終端、傳感器及傳感器安裝架 等組成。感知終端采用了核屯、處理單元加采集卡的柔性結(jié)構(gòu)，核屯、處理單元通過(guò)RS485總線(xiàn) 與采集卡連接，每個(gè)采集卡單元可連接8路傳感器，可方便根據(jù)傳感器數(shù)量確定采集卡數(shù) 量，系統(tǒng)擴(kuò)展方便。感知節(jié)點(diǎn)還具有Zigbee通信功能，可將感知信息通過(guò)Zigbee協(xié)議傳輸?shù)?傳輸層。感知節(jié)點(diǎn)數(shù)量可方便根據(jù)實(shí)際需要確定。
[0050] 感知終端的核屯、處理單元包括微處理器、電源電路、時(shí)鐘電路、JTAG調(diào)試接口電 路、RS485通訊接口、Zigbee通信接口、傳感器供電控制模塊等。
[0051] 所述信息處理感知終端分別與數(shù)據(jù)采集卡和信息傳輸終端連接;所述的數(shù)據(jù)采集 卡和傳感器相連接；
[0052] 所述的處理感知終端是實(shí)現(xiàn)感知功能的基本結(jié)構(gòu)單元，主要根據(jù)服務(wù)器端發(fā)送指 令控制現(xiàn)場(chǎng)信息的被動(dòng)采集與發(fā)送任務(wù)。處理感知終端通過(guò)RS485串口與采集卡串口鏈接， 讀取采集卡采集的現(xiàn)場(chǎng)信息。讀取信息現(xiàn)場(chǎng)預(yù)處理后，通過(guò)Zi濁ee網(wǎng)絡(luò)與傳輸終端通信，完 成現(xiàn)場(chǎng)信息的發(fā)送任務(wù)。
[0化3] 所述的信息處理感知終端支持RS-485接口，RS-485接口采用Mo化US通訊協(xié)議，方 便采集卡的增刪。
[0054] 所述的信息傳輸層主要完成信息的發(fā)送任務(wù)，將現(xiàn)場(chǎng)感知信息及時(shí)傳輸?shù)椒?wù) 器，并為感知終端轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器發(fā)來(lái)的指令。傳輸終端是傳輸層完成傳輸功能的基本結(jié)構(gòu)單 元。傳輸終端通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)接收感知終端傳來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)感知信息，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)完成服務(wù)器 指令的送達(dá)。
[0055] 所述的信息傳輸終端支持TTL接口，通過(guò)ITL接口與GPRS DTU連接，T化接口采用自 定義通訊協(xié)議和9600bps波特率，通過(guò)GPRS-Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，將感知信息傳輸給服 務(wù)器。
[0056] 所述的信息處理層完成數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)、計(jì)算及智能分析，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)采集信息 的實(shí)時(shí)處理。還可通過(guò)采樣頻率設(shè)置頁(yè)面，方便設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)采樣頻率。
[0057] 所述的實(shí)驗(yàn)版機(jī)械支架圖3所示，分為底座、棚膜支架和膜下傳感器安裝板=部 分。
[005引底座，是整個(gè)機(jī)械支架的支撐，固定棚膜支架和傳感器支架；
[0059] 棚膜支架，棚膜支架較鏈固定在底座上。棚膜支架的周邊還設(shè)計(jì)有膜上光照強(qiáng)度 傳感器安裝孔。
[0060] 膜下傳感器安裝板，安裝板上有方便安裝傳感器的陣列安裝孔，便于固定一組傳 感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。安裝板通過(guò)較鏈固定在底座上。
[0061] 支架中1為棚膜支架，主要用于測(cè)試棚膜和傳感器固定;支架中2為較鏈結(jié)構(gòu);支架 中3為萬(wàn)向球較軸，用于調(diào)整棚膜相對(duì)底座的角度;支架中4也為萬(wàn)向球升降較軸，用于調(diào)整 光照傳感器相對(duì)于棚膜的角度;支架中5為升降調(diào)節(jié)鎖緊螺母;支架中6為內(nèi)邊框，用于固定 光照傳感器陣列板，陣列板上固定有光照傳感器。
[0062] 所述的底座可W根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要方便地固定棚膜、膜內(nèi)、外傳感器組和棚外傳感器 組。棚膜相對(duì)陽(yáng)光的角度可通過(guò)底座、萬(wàn)向球較軸、底座和棚膜支架間的較鏈調(diào)整。傳感器 組相對(duì)棚膜的角度可通過(guò)底座和傳感器支架間的較鏈、萬(wàn)向球較軸進(jìn)行調(diào)整。
[0063] 所述的柔性安裝支架圖2所示，包括固定座，固定座的中部安裝有上豎向內(nèi)調(diào)節(jié) 桿，上豎向內(nèi)調(diào)節(jié)桿的下端連接有上豎向外調(diào)節(jié)桿，上豎向外調(diào)節(jié)桿的下端設(shè)有橫向外調(diào) 節(jié)桿，橫向外調(diào)節(jié)桿的外端設(shè)有橫向內(nèi)調(diào)節(jié)桿，橫向內(nèi)調(diào)節(jié)桿的另一端依次連接有下豎向 外調(diào)節(jié)桿、下豎向內(nèi)調(diào)節(jié)桿W及卡髓。
[0064] 柔性支架中1為傳感器固定底座;柔性支架中2為光照傳感器固定螺栓;柔性支架 中3為上豎向內(nèi)調(diào)節(jié)桿，4為上豎向外調(diào)節(jié)桿，5為緊固螺栓;柔性支架中6為橫向外調(diào)節(jié)桿，7 為橫向內(nèi)調(diào)節(jié)桿;柔性支架中8下豎向外調(diào)節(jié)桿，9為下豎向內(nèi)調(diào)節(jié)桿;柔性支架中10為可調(diào) 大小管髓。
[0065] 傳感器固定底座1與上豎向內(nèi)調(diào)節(jié)桿3固定。上豎向內(nèi)調(diào)節(jié)桿3可在上豎向外調(diào)節(jié) 桿4里滑動(dòng)，W調(diào)整傳感器高度，緊固螺栓5可鎖緊上豎向內(nèi)調(diào)節(jié)桿3和上豎向外調(diào)節(jié)桿4的 相對(duì)位置。上豎向外調(diào)節(jié)桿4與橫向外調(diào)節(jié)桿6通過(guò)可松緊較軸固定，可方便調(diào)整角度，橫向 內(nèi)調(diào)節(jié)桿7可在橫向外調(diào)節(jié)桿6里滑動(dòng)，相對(duì)位置通過(guò)緊固螺栓鎖緊。橫向內(nèi)調(diào)節(jié)桿7與下豎 向外調(diào)節(jié)桿8通過(guò)可松緊較軸固定，可方便調(diào)整角度。下豎向內(nèi)調(diào)節(jié)桿9可在下豎向外調(diào)節(jié) 桿里滑動(dòng)，相對(duì)位置通過(guò)緊固螺栓鎖緊。下豎向內(nèi)調(diào)節(jié)桿9與可調(diào)大小管髓10固定，并通過(guò) 管髓10固定在溫室棚膜支架上。
[0066] 所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的棚膜綜合性能實(shí)驗(yàn)版測(cè)試系統(tǒng)機(jī)械支架，可W模擬溫室棚膜 透光率測(cè)量環(huán)境。
[0067] 現(xiàn)場(chǎng)版監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用傳感器萬(wàn)向柔性支架安裝膜下傳感器。傳感器通過(guò)上萬(wàn)向球 較軸連接傳感器固定板，通過(guò)下萬(wàn)向球較軸連接在試驗(yàn)版支架上或是與管髓連接，通過(guò)管 髓固定在溫室內(nèi)的圓管橫梁上。通過(guò)上、下萬(wàn)向球較軸，可方便調(diào)整傳感器的角度和棚膜的 距離。傳感器位置調(diào)整好后，可通過(guò)連接夾板鎖緊螺釘進(jìn)行位置固定。
[0068] 所述的光照傳感器柔性支架可W方便地安裝并調(diào)整光照傳感器。
[0069] 最下面是整個(gè)支架底座，
[0070] 所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)通信協(xié)議找保證了指令的發(fā)送及采 集數(shù)據(jù)的傳輸。
[0071] 格式如下表所示：
[0072]
[0073] 起始/結(jié)束字符:起始字符為OxBB，結(jié)束字符為OxEE;
[0074] 信息長(zhǎng)度占用2個(gè)字節(jié)，表示為信息體的長(zhǎng)度;類(lèi)型表示占用2個(gè)字節(jié)，具體定義見(jiàn) 下表：
[0075]
[0076] 擴(kuò)展字段占用2個(gè)字節(jié)，為W后功能擴(kuò)展留用，默認(rèn)為0x00,0x00;區(qū)域標(biāo)示占用1 個(gè)字節(jié)，對(duì)應(yīng)溫室大棚的編號(hào);傳輸原因占用1個(gè)字節(jié)，表示該條信息的傳輸原因，具體定義 見(jiàn)下表：
[0077]
[0078] 目地標(biāo)識(shí)占用I個(gè)字節(jié)，表示該信息的傳輸目地，Oxff表示上位機(jī)端，OxOl表示下 位機(jī)端;信息體定義如下：當(dāng)類(lèi)型標(biāo)識(shí)第一個(gè)字節(jié)(高8位)為OxOl時(shí)，即表示該信息為自動(dòng) 指令自動(dòng)控制指令，即為上位機(jī)自動(dòng)下發(fā)到下位機(jī)的控制指令信息，控制下位機(jī)的運(yùn)行狀 態(tài)。當(dāng)類(lèi)型標(biāo)識(shí)第一個(gè)字節(jié)(高8位)為0x02,即表示該信息為手動(dòng)指令，手動(dòng)指令，即為人工 控制下向下位機(jī)發(fā)送的指令信息，控制下位機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)類(lèi)型標(biāo)識(shí)第二個(gè)字節(jié)(低8位） 為OxAA時(shí)，即表示該信息為控制指令，控制指令分為開(kāi)啟下位機(jī)采集模塊電源指令0x18、采 集數(shù)據(jù)指令0x16、重傳指令0x14和上傳數(shù)據(jù)指令0x10。當(dāng)類(lèi)型標(biāo)識(shí)第二個(gè)字節(jié)（低8位）為 OxCC時(shí)，即表示該信息為傳輸指令，傳輸指令表示該信息體為數(shù)據(jù)信息;個(gè)數(shù)校驗(yàn)占用2個(gè) 字節(jié)，當(dāng)信息體為數(shù)據(jù)信息時(shí)表示數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。校驗(yàn)時(shí)若個(gè)數(shù)校驗(yàn)不通過(guò)直接放棄本條數(shù) 據(jù);CRC校驗(yàn)占用2個(gè)字節(jié);結(jié)束字符占用1個(gè)字節(jié)。
[0079] 基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室塑料薄膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)感知層透徹感知棚膜各項(xiàng)性 能指標(biāo)，采集信息通過(guò)傳輸層的傳輸節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)，并存儲(chǔ)到連接在互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù) 器中，在服務(wù)器進(jìn)行信息的智能處理，實(shí)現(xiàn)了棚膜綜合性能的準(zhǔn)確、連續(xù)、準(zhǔn)確、同步測(cè)量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室塑料棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于： 所述的系統(tǒng)包括感知層、傳輸層和處理層； 所述的感知層主要完成棚膜性能參數(shù)的感知;所述的傳輸層主要完成采集信息的可靠 傳輸;所述的處理層主要完成采集信息的存儲(chǔ)、自動(dòng)處理及顯示； 所述的感知層傳感器布設(shè)有兩種形式，分別為試驗(yàn)版和現(xiàn)場(chǎng)版； 所述的試驗(yàn)版包括機(jī)械支架、數(shù)據(jù)采集卡及電源電路、信息感知終端、信息處理終端、 信息傳輸終端、光照強(qiáng)度傳感器組及服務(wù)器端； 所述的現(xiàn)場(chǎng)版包括柔性安裝支架、數(shù)據(jù)采集卡及電源電路、信息處理感知終端、信息傳 輸終端、空氣溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、二氧化碳 濃度傳感器及服務(wù)器端； 所述信息處理感知終端分別與數(shù)據(jù)采集卡和信息傳輸終端連接;所述的數(shù)據(jù)采集卡和 傳感器相連接； 所述的信息傳輸層主要完成信息的發(fā)送任務(wù)，將現(xiàn)場(chǎng)感知信息及時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器，并 為感知終端轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器發(fā)來(lái)的指令； 所述的信息處理層完成數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)、計(jì)算及綜合性能分析，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)信息的實(shí) 時(shí)處理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室塑料棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征 在于:所述的機(jī)械支架包括底座、棚膜支架和膜下傳感器安裝板三部分； 底座，是整個(gè)機(jī)械支架的支撐，固定棚膜支架和傳感器支架;棚膜支架，棚膜支架的前 端鉸鏈固定在底座上； 棚膜支架的周邊設(shè)有膜上光照強(qiáng)度傳感器安裝孔； 膜下傳感器安裝板鉸接在底座上并位于棚膜支架的內(nèi)側(cè)，安裝板上有方便安裝傳感器 的陣列安裝孔； 棚膜支架、膜下傳感器安裝板的兩端固定有調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)桿的另一端固定在底座上。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室塑料棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征 在于:所述的調(diào)節(jié)桿為萬(wàn)向球升降鉸軸。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的日光溫室塑料棚膜綜合性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征 在于:所述的柔性安裝支架包括固定座，固定座的中部安裝有上豎向內(nèi)調(diào)節(jié)桿，上豎向內(nèi)調(diào) 節(jié)桿的下端連接有上豎向外調(diào)節(jié)桿，上豎向外調(diào)節(jié)桿的下端設(shè)有橫向外調(diào)節(jié)桿，橫向外調(diào) 節(jié)桿的外端設(shè)有橫向內(nèi)調(diào)節(jié)桿，橫向內(nèi)調(diào)節(jié)桿的另一端依次連接有下豎向外調(diào)節(jié)桿、下豎 向內(nèi)調(diào)節(jié)桿以及卡箍。
【文檔編號(hào)】G01N33/44GK205720227SQ201620176790
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日
【發(fā)明人】柳平增, 米慶華, 葛慶寶, 饒靈康, 張慶雷, 張自清, 李成蒙, 王祥龍, 王凱鵬, 宋美龍, 劉力寧
【申請(qǐng)人】山東農(nóng)業(yè)大學(xué)