專利名稱:基于4g網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)包括主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、4G網(wǎng)絡模塊、遠程管理平臺、視頻采集模塊、溫室門禁模塊、溫室強電設備控制模塊、觸摸顯示屏和遠程監(jiān)控終端；所述主控模塊分別與視頻采集模塊、溫室門禁模塊、溫室強電設備控制模塊、觸摸顯示屏、數(shù)據(jù)采集模塊和4G網(wǎng)絡模塊連接，并通過4G網(wǎng)絡模塊將監(jiān)測到的溫室大棚環(huán)境參數(shù)發(fā)到遠程管理平臺；遠程管理平臺通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控終端連接；本實用新型系統(tǒng)除了能夠控制溫室里邊的設備開啟與關閉之外，通過4G網(wǎng)絡接入互聯(lián)網(wǎng)，遠程管理平臺使用網(wǎng)頁形式，適應性強，在任何接入了互聯(lián)網(wǎng)的PC機或者手機上實現(xiàn)遠程監(jiān)測并動態(tài)控制溫室大棚里邊的植物生長環(huán)境。
【專利說明】
基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種溫室大棚環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，特別是一種基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正在從粗放型傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化精細農(nóng)業(yè)轉變，在有線的土地資源上實現(xiàn)節(jié)能減排和精耕細作，是解決現(xiàn)在耕作用地緊張的有效辦法。溫室大棚可以人為的調(diào)節(jié)植物生長所需的環(huán)境，溫室大棚環(huán)境監(jiān)測與控制系統(tǒng)應運而生。目前，世面上有不少溫室大棚控制系統(tǒng)，能統(tǒng)一控制溫室大棚內(nèi)的灌溉設備、遮陽頂棚、加溫加濕器等，但是在遠程操作這方面，只有少部分系統(tǒng)可以做到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了能夠控制溫室里邊的設備開啟與關閉之外，通過4G網(wǎng)絡接入互聯(lián)網(wǎng)，在任何接入了互聯(lián)網(wǎng)的PC機或者手機上實現(xiàn)遠程監(jiān)測并動態(tài)控制溫室大棚里邊的植物生長環(huán)境;并將溫室的環(huán)境參數(shù)記錄保存在遠程管理平臺中的云端服務器，保證數(shù)據(jù)的安全性，以克服現(xiàn)有技術所存在的上述不足。
[0004]解決上述問題的技術方案是:一種基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
[0005]主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、4G網(wǎng)絡模塊、遠程管理平臺、視頻采集模塊、溫室門禁模塊、溫室強電設備控制模塊、觸摸顯示屏和遠程監(jiān)控終端；
[0006]所述觸摸顯示屏通過串口與主控模塊連接，用于提供整個系統(tǒng)的人機交互接口，用戶通過觸摸操作觸摸顯示屏實現(xiàn)人機交互，用于輸入和調(diào)整設定的參數(shù)，并對整個系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)控；
[0007]所述數(shù)據(jù)采集模塊能自動組網(wǎng)進行通訊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括協(xié)調(diào)器、路由節(jié)點和無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點；
[0008]所述無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點，用于作為子節(jié)點，采集溫室大棚環(huán)境的數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器或是路由節(jié)點；
[0009]所述路由節(jié)點，設置在無線采集節(jié)點與協(xié)調(diào)器節(jié)點之間，用于接收無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)并將接收到的數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)調(diào)器，當無線采集節(jié)點與協(xié)調(diào)器主節(jié)點之間的距離過長，超出通信范圍，起到中繼作用；
[0010]所述協(xié)調(diào)器與主控模塊串口連接，用于作為主節(jié)點，通過路由節(jié)點或是無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點接收多個無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)并將接收到的數(shù)據(jù)匯總進行濾波，得出溫室大棚環(huán)境參數(shù)，并將參數(shù)傳送給主控模塊；
[0011]所述主控模塊還分別與視頻采集模塊、溫室門禁模塊、溫室強電設備控制模塊連接，用于根據(jù)用戶輸入設定參數(shù)，給溫室強電設備控制模塊下達執(zhí)行命令，同時不斷將協(xié)調(diào)器回傳的溫室大棚環(huán)境的數(shù)據(jù)與用戶輸入設定值進行計算、分析和比較，并根據(jù)結果調(diào)整修正下達執(zhí)行指令以確保溫室大棚環(huán)境接近用戶設定的值;并通過4G網(wǎng)絡模塊將監(jiān)測到的溫室大棚環(huán)境參數(shù)發(fā)到遠程管理平臺；同時主控模塊還控制視頻采集模塊的拍攝動作及控制溫室門禁模塊的開關動作；
[0012]所述視頻采集模塊為網(wǎng)絡攝像頭，與主控模塊連接，攝像頭的視頻數(shù)據(jù)通過WiFi直接發(fā)送到4G網(wǎng)絡模塊，用于監(jiān)控整個溫室大棚中的情況；
[0013]所述溫室門禁模塊與主控模塊連接，當遠程管理平臺發(fā)送開門指令或者在本地輸入密碼后，開啟溫室大棚的門禁；
[0014]所述溫室強電設備控制模塊與主控模塊連接，負責控制溫室里邊的強電設備；
[0015]所述4G網(wǎng)絡模塊與主控模塊串口連接，用于將主控模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)通過無線通信傳輸?shù)竭h程管理平臺；
[0016]所述遠程管理平臺用于接收保存和顯示4G網(wǎng)絡模塊傳來的數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控終端連接；
[0017]所述遠程監(jiān)控終端包括PC機和手機;所述PC機和手機通過互聯(lián)網(wǎng)，進入遠程管理平臺的網(wǎng)址并且登陸后，實現(xiàn)對溫室監(jiān)控系統(tǒng)的遠程控制；
[0018]或所述手機通過互聯(lián)網(wǎng)，進入相應的APP控制軟件，實現(xiàn)對溫室監(jiān)控系統(tǒng)的遠程控制。
[0019]其進一步技術方案是:所述主控模塊包括主控芯片1、TF卡、flash芯片和電源模塊;所述主控芯片I分別與TF卡通過SD1接口連接、與flash芯片通過SPI接口連接、與電源模塊通過供電引腳連接、與協(xié)調(diào)器通過串口 I連接、與觸摸顯示屏通過串口 Π連接、與4G網(wǎng)絡模塊通過串口 m連接。
[0020]其更進一步技術方案是:所述4G網(wǎng)絡模塊采用龍尚的U8300W芯片，其供電電壓為3.3V，正常工作溫度為-20°C-+65°C，支持LTE、⑶_S⑶MA數(shù)據(jù)業(yè)務，當其工作在數(shù)據(jù)模式的時候電流小于800mA;;所述協(xié)調(diào)器采用CC2530協(xié)調(diào)器;所述主控芯片11采用STM32F103VET6芯片；所述flash芯片為W25Q64芯片；所述網(wǎng)絡攝像頭采用“智慧眼”生產(chǎn)的網(wǎng)絡攝像頭SC426U，其拍攝的畫面分辨率為1280*720P，且具有夜視功能。
[0021]更進一步:所述強電設備包括排風風扇、紫外線燈、遮陽頂棚設備、土壤灌溉設備、空氣加濕設備和人工燈光;所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點包括空氣溫度、空氣濕度、光照強度、土壤濕度和二氧化碳濃度的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點。
[0022]該系統(tǒng)還包括一個設置在門口的人體紅外傳感器，所述人體紅外傳感器與主控模塊連接，用于檢測是否有人進入大棚。
[0023]由于采取上述技術方案，本實用新型之基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有如下有益效果:
[0024]1、本實用新型的4G網(wǎng)絡模塊采用4G網(wǎng)絡作為傳輸介質(zhì)，具有著覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)傳輸速度快、帶寬大的特點，保證系統(tǒng)可以穩(wěn)定的、實時的將監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳到遠程管理平臺，在遠程管理平臺的操作也可以在系統(tǒng)上得到及時的響應；同時，系統(tǒng)可以將監(jiān)測到的溫室大棚數(shù)據(jù)保存到遠程管理平臺中的云端服務器，增加數(shù)據(jù)安全性的同時，使數(shù)據(jù)便于分享、對比。
[0025]2、遠程管理平臺使用網(wǎng)頁形式，適應性強，進入相應網(wǎng)址登錄系統(tǒng)即可;有相應的手機APP控制軟件，有微信公眾平臺，關注后可以查看大棚的歷史信息，便于信息的分享，公開監(jiān)督等。
[0026]3、擁有視頻監(jiān)控功能，可以隨時查看大棚狀態(tài):本實用新型的采用的網(wǎng)絡攝像頭SC426U，分辨率高，視角廣，一個攝像頭的監(jiān)控畫面就能覆蓋整個溫室大棚。該攝像頭還具有夜視功能，即使在夜間使用也能清醒的捕捉到畫面。為了節(jié)省4G流量，攝像頭并不是常開狀態(tài)，一種情況是當安裝在門口的人體紅外傳感器檢測到有人進入大棚時，系統(tǒng)就會打開攝像頭，此時攝像頭開始記錄數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲在攝像頭的TF卡中，同時發(fā)送消息給遠程管理平臺；另一種情況是在遠程管理平臺上打開監(jiān)控操作，此時攝像頭也會開始拍攝，并將數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡上傳到遠程管理平臺；還擁有門禁功能，管理員可以遠程給訪問者開門。
[0027]4、本實用新型之所述數(shù)據(jù)采集模塊2包括協(xié)調(diào)器、路由節(jié)點和無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點，能自動組網(wǎng)進行通訊，用戶可以根據(jù)大棚面積選擇采集節(jié)點的數(shù)量，保證無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集范圍既能均勻的覆蓋大棚面積，又不會因為無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點過于密集而增加成本;無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點采用干電池進行供電，可以安裝在大棚內(nèi)的任何地方。
【附圖說明】

[0028]圖1:本實用新型之基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)結構框圖；
[0029]圖2:本實用新型的各模塊與主控芯片I連接引腳關系示意圖；
[0030]圖3:本實用新型的各模塊與主控芯片Π連接框圖；
[0031]圖4:本實用新型之基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)的主頁面圖標示意圖。
[0032]圖中:
[0033]1-主控模塊，11-主控芯片I，12-TF卡，13-flash芯片，14-電源模塊，15-主控芯片Π ; 2-數(shù)據(jù)米集模塊，21-協(xié)調(diào)器，22-路由節(jié)點，23-無線數(shù)據(jù)米集節(jié)點；3_4G網(wǎng)絡模塊;4-遠程管理平臺；5-視頻采集模塊;6-溫室門禁模塊;7-溫室強電設備控制模塊;8-觸摸顯示屏；9-遠程監(jiān)控終端。
【具體實施方式】
[0034]如圖1所示，一種基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
[0035]主控模塊1、數(shù)據(jù)采集模塊2、4G網(wǎng)絡模塊3、遠程管理平臺4、視頻采集模塊5、溫室門禁模塊6、溫室強電設備控制模塊7、觸摸顯示屏8和遠程監(jiān)控終端9;
[0036]所述觸摸顯示屏8通過串口與主控模塊I連接，用于提供整個系統(tǒng)的人機交互接口，用戶通過觸摸操作觸摸顯示屏實現(xiàn)人機交互，用于輸入和調(diào)整設定的參數(shù)，并對整個系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)控；
[0037]所述數(shù)據(jù)采集模塊2能自動組網(wǎng)進行通訊，所述數(shù)據(jù)采集模塊2包括協(xié)調(diào)器21、路由節(jié)點22和無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點23;
[0038]所述無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點23，用于作為子節(jié)點，采集溫室大棚環(huán)境的數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器或是路由節(jié)點22;
[0039]所述路由節(jié)點22，設置在無線采集節(jié)點與協(xié)調(diào)器節(jié)點之間，通過路由節(jié)點或是無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點接收多個無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)并將接收到的數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)調(diào)器，當無線采集節(jié)點與協(xié)調(diào)器主節(jié)點之間的距離過長，超出通信范圍，起到中繼作用；
[0040]所述協(xié)調(diào)器采用CC2530協(xié)調(diào)器，所述CC2530協(xié)調(diào)器與主控模塊電路連接，用于作為主節(jié)點，接收多個無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)并將接收到的數(shù)據(jù)匯總進行濾波，得出溫室大棚環(huán)境參數(shù)，并將參數(shù)傳送給主控模塊；
[0041]所述主控模塊I還分別與視頻采集模塊5、溫室門禁模塊6、溫室強電設備控制模塊7連接，用于根據(jù)用戶輸入設定參數(shù)，給溫室強電設備控制模塊下達執(zhí)行命令，同時不斷將協(xié)調(diào)器回傳的溫室大棚環(huán)境的數(shù)據(jù)與用戶輸入設定值進行計算、分析和比較，并根據(jù)結果調(diào)整修正下達執(zhí)行指令以確保溫室大棚環(huán)境接近用戶設定的值;并通過4G網(wǎng)絡模塊3將監(jiān)測到的溫室大棚環(huán)境參數(shù)發(fā)到遠程管理平臺；同時主控模塊還控制視頻采集模塊的拍攝動作及控制溫室門禁模塊的開關動作；
[0042]所述視頻采集模塊5采用“智慧眼”生產(chǎn)的網(wǎng)絡攝像頭SC426U，所述網(wǎng)絡攝像頭SC426U拍攝的畫面分辨率為1280*720P，而且視角廣，該攝像頭還具有夜視功能，即使在夜間使用也能清醒的捕捉到畫面;該網(wǎng)絡攝像頭SC426U與主控模塊連接，攝像頭的視頻數(shù)據(jù)不經(jīng)過主控模塊，通過WiFi發(fā)送到4G網(wǎng)絡模塊，用于監(jiān)控整個溫室大棚中的情況;攝像頭的開關受主控模塊控制和遠程管理平臺控制;為了節(jié)省4G流量，攝像頭并不是常開狀態(tài)，一種情況是當安裝在門口的人體紅外傳感器檢測到有人進入大棚時，系統(tǒng)就會打開攝像頭，此時攝像頭開始拍照或者錄像記錄數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲在攝像頭本地的TF卡(即快閃存儲器卡)中，同時發(fā)送消息到遠程管理平臺有人進入大棚；另一種情況是遠程管理平臺上打開監(jiān)控操作，此時攝像頭也會開始拍攝，并將數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡上傳到遠程管理平臺。
[0043]所述溫室門禁模塊6與主控模塊I連接，當遠程管理平臺4發(fā)送開門指令或者在本地輸入密碼后，開啟溫室大棚的門禁；
[0044]所述溫室強電設備控制模塊7與主控模塊I連接，負責控制溫室里邊的強電設備；
[0045]所述4G網(wǎng)絡模塊3采用龍尚的U8300W芯片，該芯片與主控模塊串口連接，可以硬件實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)與4G數(shù)據(jù)的轉換，用于將主控模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)通過無線通信傳輸?shù)竭h程管理平臺；所述龍尚的U8300W芯片供電電壓為3.3V，正常工作溫度為-20°C_+65°C，支持LTE、CD_SCDMA數(shù)據(jù)業(yè)務，當其工作在數(shù)據(jù)模式的時候電流小于800mA;該芯片可以配置成TCP客戶端或者服務端，芯片運行穩(wěn)定，功耗低;本系統(tǒng)將U8300W芯片配置成一個TCP客戶端；
[0046]所述遠程管理平臺4用于接收保存和顯示4G網(wǎng)絡模塊傳來的數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控終端連接;所述遠程管理平臺中的云端服務器配置成TCP服務端，TCP服務端采用PHP語言建立，網(wǎng)絡端的TCP服務端的環(huán)境建立就開始監(jiān)聽其端口，一旦有接收到來自TCP客戶端的數(shù)據(jù)并且校驗正確之后，將數(shù)據(jù)存入關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)MYSQL數(shù)據(jù)庫；同時，將接受到的數(shù)據(jù)在遠程管理平臺上顯示，遠程管理平臺使用PHP+HTML編寫，任何接入網(wǎng)絡的遠程監(jiān)控終端，例如PC機，進入管理平臺的網(wǎng)址并且登陸后，可以實現(xiàn)對溫室監(jiān)控系統(tǒng)的遠程控制。
[0047]所述遠程監(jiān)控終端9包括PC機和手機;所述PC機和手機通過互聯(lián)網(wǎng)，進入遠程管理平臺的網(wǎng)址并且登陸后，實現(xiàn)對溫室監(jiān)控系統(tǒng)的遠程控制；
[0048]或所述手機通過互聯(lián)網(wǎng)，進入相應的APP控制軟件，實現(xiàn)對溫室監(jiān)控系統(tǒng)的遠程控制。
[0049 ] 所述主控模塊I包括主控芯片111、TF卡12、flash芯片13和電源模塊14;主控芯片I采用STM32F103VET6芯片；所述f lash芯片13采用W25Q64芯片;所述主控芯片I通過SD1接口與TF卡連接進行通信，其通信引腳為PC8-PC12、PD2，TF卡主要用來保存歷史數(shù)據(jù);主控芯片I通過SPI接口與W25Q64芯片13連接進行通信，其通信引腳為PA4-PA7，W25Q64芯片主要用來保存用戶設定的系統(tǒng)參數(shù)，保證系統(tǒng)掉電后用戶設置的參數(shù)不丟失;主控芯片I與電源模塊14通過供電引腳連接，其供電引腳為VDD1-VDD5，供電屬性為+3.3V電壓;VSSl-VSS5為電源負極，電源模塊14負責給主控芯片I供電；主控芯片I通過串口 I與CC2530協(xié)調(diào)器21連接進行通信，其通信引腳為PA9、PA10;主控芯片I通過串口 Π與觸摸顯示屏8連接進行通信，其通信引腳為PA2、PA3;主控芯片I通過串口 ΙΠ與4G網(wǎng)絡模塊3連接進行通信，其通信引腳為I3BlO、PBlU參見圖2)。
[0050]所述主控模塊還包括主控芯片Π 15，所述主控芯片Π 15分別與視頻采集模塊5、溫室門禁模塊6、溫室強電設備控制模塊7電路連接(參見圖3)。
[0051]所述強電設備包括排風風扇、紫外線燈、遮陽頂棚設備、土壤灌溉設備、空氣加濕設備和人工燈光;所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點包括空氣溫度、空氣濕度、光照強度、土壤濕度和二氧化碳濃度的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點。
[0052]該系統(tǒng)還包括一個設置在門口的人體紅外傳感器，所述人體紅外傳感器與主控模塊I連接，用于檢測是否有人進入大棚。
[0053]在實際應用中，基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)的主頁面如圖3所示；點進“手動控制”圖標可以手動控制溫室大棚里邊的排風風扇開關、遮陽頂棚開關、土壤灌溉開關、空氣加濕開關、紫外線燈開關以及人工燈光開關。點進“實時監(jiān)控”圖標可以顯示系統(tǒng)采集到的最新溫室大棚環(huán)境參數(shù);點進“參數(shù)設置”圖標可以設置溫室大棚要保持的環(huán)境參數(shù)值，系統(tǒng)會自動根據(jù)設置的值對溫室設備進行控制，從而將溫室的環(huán)境維持在設置值之內(nèi)；點進“聯(lián)網(wǎng)信息”圖標可以設置網(wǎng)絡模塊的聯(lián)網(wǎng)信息；點進“歷史數(shù)據(jù)”圖標可以查看最近12個小時的歷史數(shù)據(jù)，更加詳細的數(shù)據(jù)可以登錄遠程管理平臺查看；點進“系統(tǒng)狀態(tài)”圖標可以查看當前系統(tǒng)的狀態(tài)，開啟或者關閉自動控制和遠程控制功能。
[0054]具體操作步驟:
[0055]1、給CC2530協(xié)調(diào)器主節(jié)點以及主控模塊上電，系統(tǒng)進入主界面，CC2530協(xié)調(diào)器開始搜尋可用信道并建立網(wǎng)絡，等待采集節(jié)點的加入。
[0056]2、打開路由節(jié)點，路由節(jié)點自動加入由協(xié)調(diào)器節(jié)點建立的網(wǎng)絡。
[0057]3、打開無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點，無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點自動根據(jù)與協(xié)調(diào)器或者路由器的距離，采用合適的傳輸方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器;所述無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點采用干電池進行供電，可以安裝在大棚內(nèi)的任何地方。
[0058]4、等待幾分鐘，待無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)穩(wěn)定之后，接入溫室強電設備控制模塊，并開啟自動控制，設置環(huán)境參之后，系統(tǒng)開始工作。
[0059]5、接入網(wǎng)線，系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)之后，登陸遠程管理平臺，在本地系統(tǒng)的主頁面的“系統(tǒng)狀態(tài)”界面中打開“遠程控制”，即可實現(xiàn)遠程控制功能，如果未打開“遠程控制”選項，則遠程管理平臺只能進行數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)的記錄，不能遠程控制系統(tǒng)。
[0060]下面舉個系統(tǒng)在運行中的例子:當系統(tǒng)開啟自動控制功能之后，進入“參數(shù)設置”界面設置環(huán)境參數(shù)值，空氣溫度設置為47°C、空氣濕度為46%、土壤濕度為6%、光照強度為236LM、二氧化碳濃度為361 PPM;然后打開“實時監(jiān)測”界面，可以看到:二氧化碳濃度低于設定的值，所以產(chǎn)生二氧化碳的繼電器已經(jīng)開啟；光照強度低于設定值，則燈光繼電器已經(jīng)開啟。
[0061]進入“手動控制”界面，可以看到相應的設備開關狀態(tài)已經(jīng)改變，如果開啟“自動控制”，此時手動開啟或者關閉設備是沒有效果的。
[0062]本實用新型的數(shù)據(jù)采集模塊能自動組網(wǎng)進行通訊是采用Zigbee技術，“智慧眼”生產(chǎn)的網(wǎng)絡攝像頭SC426U也屬于現(xiàn)有技術產(chǎn)品，以及本實施例用到的各種元器件、芯片都是市售產(chǎn)品，因此它們的使用方法和工作原理則不再贅述。
【主權項】
1.一種基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括 主控模塊(I)、數(shù)據(jù)采集模塊(2)、4G網(wǎng)絡模塊(3)、遠程管理平臺(4)、視頻采集模塊(5)、溫室門禁模塊(6)、溫室強電設備控制模塊(7)、觸摸顯示屏(8)和遠程監(jiān)控終端(9); 所述觸摸顯示屏(8)通過串口與主控模塊(I)連接，用于提供整個系統(tǒng)的人機交互接口，用戶通過觸摸操作觸摸顯示屏實現(xiàn)人機交互，用于輸入和調(diào)整設定的參數(shù)，并對整個系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)控； 所述數(shù)據(jù)采集模塊(2)能自動組網(wǎng)進行通訊，所述數(shù)據(jù)采集模塊(2)包括協(xié)調(diào)器(21)、路由節(jié)點(22)和無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(23); 所述無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(23)，用于作為子節(jié)點，采集溫室大棚環(huán)境的數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器(21)或是路由節(jié)點(23); 所述路由節(jié)點(22)，設置在無線采集節(jié)點與協(xié)調(diào)器節(jié)點之間，用于接收無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)并將接收到的數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)調(diào)器，當無線采集節(jié)點與協(xié)調(diào)器主節(jié)點之間的距離過長，超出通信范圍，起到中繼作用； 所述協(xié)調(diào)器(21)與主控模塊串口連接，用于作為主節(jié)點，通過路由節(jié)點或是無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點接收多個無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)并將接收到的數(shù)據(jù)匯總進行濾波，得出溫室大棚環(huán)境參數(shù)，并將參數(shù)傳送給主控模塊； 所述主控模塊(I)還分別與視頻采集模塊(5)、溫室門禁模塊(6)、溫室強電設備控制模塊(7)連接，用于根據(jù)用戶輸入設定參數(shù)，給溫室強電設備控制模塊下達執(zhí)行命令，同時不斷將協(xié)調(diào)器回傳的溫室大棚環(huán)境的數(shù)據(jù)與用戶輸入設定值進行計算、分析和比較，并根據(jù)結果調(diào)整修正下達執(zhí)行指令以確保溫室大棚環(huán)境接近用戶設定的值；并通過4G網(wǎng)絡模塊(3)將監(jiān)測到的溫室大棚環(huán)境參數(shù)發(fā)到遠程管理平臺；同時主控模塊還控制視頻采集模塊的拍攝動作及控制溫室門禁模塊的開關動作； 所述視頻采集模塊(5)為網(wǎng)絡攝像頭，與主控模塊連接，攝像頭的視頻數(shù)據(jù)通過WiFi直接發(fā)送到4G網(wǎng)絡模塊，用于監(jiān)控整個溫室大棚中的情況； 所述溫室門禁模塊(6)與主控模塊(I)連接，當遠程管理平臺(4)發(fā)送開門指令或者在本地輸入密碼后，開啟溫室大棚的門禁； 所述溫室強電設備控制模塊(7)與主控模塊(I)連接，負責控制溫室里邊的強電設備；所述4G網(wǎng)絡模塊(3)與主控模塊串口連接，用于將主控模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)通過無線通信傳輸?shù)竭h程管理平臺； 所述遠程管理平臺(4)用于接收保存和顯示4G網(wǎng)絡模塊傳來的數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡與遠程監(jiān)控終端連接； 所述遠程監(jiān)控終端(9)包括PC機和手機;所述PC機和手機通過互聯(lián)網(wǎng)，進入遠程管理平臺的網(wǎng)址并且登陸后，實現(xiàn)對溫室監(jiān)控系統(tǒng)的遠程控制； 或所述手機通過互聯(lián)網(wǎng)，進入相應的APP控制軟件，實現(xiàn)對溫室監(jiān)控系統(tǒng)的遠程控制。2.根據(jù)權利要求1所述的基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述主控模塊(I)包括主控芯片I(Il)、TF卡(12)、flash芯片(13)和電源模塊(14);所述主控芯片I分別與TF卡通過SD1接口連接、與flash芯片(13)通過SPI接口連接、與電源模塊(14)通過供電引腳連接、與協(xié)調(diào)器(21)通過串口 I連接、與觸摸顯示屏(8)通過串口 Π連接、與4G網(wǎng)絡模塊(3 )通過串口 m連接。3.根據(jù)權利要求2所述的基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述4G網(wǎng)絡模塊采用龍尚的U8300W芯片，其供電電壓為3.3V，正常工作溫度為-20°C_+65°C，支持LTE、⑶_SOTMA數(shù)據(jù)業(yè)務，當其工作在數(shù)據(jù)模式的時候電流小于800mA;;所述協(xié)調(diào)器(21)采用CC2530協(xié)調(diào)器;所述主控芯片I (11)采用STM32F103VET6芯片；所述flash芯片(13)為W25Q64芯片;所述網(wǎng)絡攝像頭采用“智慧眼”生產(chǎn)的網(wǎng)絡攝像頭SC426U，其拍攝的畫面分辨率為1280*720P，且具有夜視功能。4.根據(jù)權利要求1-3任一所述的基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述強電設備包括排風風扇、紫外線燈、遮陽頂棚設備、土壤灌溉設備、空氣加濕設備和人工燈光;所述的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點包括空氣溫度、空氣濕度、光照強度、土壤濕度和二氧化碳濃度的無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點。5.根據(jù)權利要求4所述的基于4G網(wǎng)絡的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)還包括一個設置在門口的人體紅外傳感器，所述人體紅外傳感器與主控模塊(I)連接，用于檢測是否有人進入大棚。
【文檔編號】G05D27/02GK205721456SQ201620381328
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月30日
【發(fā)明人】梁斌強, 黃慶南, 韓仁健, 郭文飛
【申請人】廣西科技大學