智能農(nóng)業(yè)溫室大棚管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種智能溫室大棚管理系統(tǒng)，包括PC機(jī)控制系統(tǒng)、協(xié)調(diào)器、終端、PLC控制模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于：PC機(jī)控制系統(tǒng)連接協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器與若干個(gè)終端建立通訊，協(xié)調(diào)器還連接PLC控制模塊，PLC控制模塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，每個(gè)終端均包括一個(gè)采集模塊和一個(gè)Zigbee模塊。本實(shí)用新型可有效地幫助農(nóng)業(yè)研究人員和農(nóng)民對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境有十足的了解；使得通信范圍內(nèi)的任意終端節(jié)點(diǎn)都能穩(wěn)定、高質(zhì)量地與PLC控制模塊和PC控制系統(tǒng)進(jìn)行信息交流。
【專利說(shuō)明】智能農(nóng)業(yè)溫室大棚管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)溫室大棚管理系統(tǒng)，屬于智能農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)是國(guó)家的重要經(jīng)濟(jì)命脈。提高單位面積的作物的產(chǎn)量、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品是現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)發(fā)展的迫切要求，而溫室大棚是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要的組成部分。目前國(guó)家提出要狠抓農(nóng)業(yè)科技革命的新型農(nóng)業(yè)道路，實(shí)施數(shù)字化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)溫室大棚是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展改革的一大措施。數(shù)字化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)溫室大棚技術(shù)是從生產(chǎn)理念、經(jīng)營(yíng)主體、農(nóng)業(yè)設(shè)備、先進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力等方面經(jīng)行農(nóng)業(yè)的改革，應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)調(diào)控差異，科學(xué)利用資源，采用信息化經(jīng)營(yíng)管理和組織方式經(jīng)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目標(biāo)管理。
[0003]近年來(lái)，農(nóng)業(yè)溫室基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展迅速，但是在自動(dòng)監(jiān)控方面仍存在著諸多問(wèn)題。溫室監(jiān)控區(qū)域較大，需要大量的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)各種傳感器采集諸如溫度、空氣濕度、光照度、土壤濕度、EC值、pH值等信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控。傳統(tǒng)溫室監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)多采用有線連接，布線復(fù)雜，往往造成溫室內(nèi)線纜縱橫交錯(cuò)、使用不便、安裝維護(hù)困難、可靠性差等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高大棚農(nóng)業(yè)的資源利用率和生產(chǎn)力水平。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種智能溫室大棚管理系統(tǒng)，包括PC機(jī)控制系統(tǒng)、協(xié)調(diào)器、終端、PLC控制模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:PC機(jī)控制系統(tǒng)連接協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器與若干個(gè)終端建立通訊，協(xié)調(diào)器還連接PLC控制模塊，PLC控制模塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，每個(gè)終端均包括一個(gè)采集模塊和一個(gè)Zigbee模塊，其中，采集模塊包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)最小系統(tǒng)分別與電源模塊、指示燈模塊及傳感器模塊相連，該單片機(jī)最小系統(tǒng)經(jīng)由串口連接Zigbee模塊，采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)Zigbee模塊形成星型網(wǎng)絡(luò)傳輸給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器向PC機(jī)控制系統(tǒng)和PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)，PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同時(shí)，人為地控制PC機(jī)控制系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器向PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)，PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0006]優(yōu)選地，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、水泵、濕簾、天窗及風(fēng)機(jī)。
[0007]優(yōu)選地，由所述PC機(jī)控制系統(tǒng)及所述協(xié)調(diào)器組成遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)。
[0008]優(yōu)選地，所述采集模塊和所述Zigbee模塊組成遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)。
[0009]優(yōu)選地，所述PLC控制模塊與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成智能控制系統(tǒng)。
[0010]優(yōu)選地，所述PC機(jī)控制系統(tǒng)及所述協(xié)調(diào)器位于遠(yuǎn)端，所述終端、所述PLC控制模塊和所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)位于溫室大棚內(nèi)。
[0011]無(wú)線傳感器技術(shù)被認(rèn)為是滿足溫室應(yīng)用需求且代替有線連接的最好方式。本實(shí)用新型結(jié)合最新的ZigBee無(wú)線技術(shù)，將傳感器整合到無(wú)線傳送網(wǎng)絡(luò)中:通過(guò)在農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)布置溫度、濕度、光照、等傳感器，對(duì)棚內(nèi)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)棚內(nèi)的溫濕度，光照等進(jìn)行自動(dòng)化控制。通過(guò)更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)監(jiān)控的方式，來(lái)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行管理，更好的感知到農(nóng)作物的環(huán)境，達(dá)到“智慧”狀態(tài)，提高資源利用率和生產(chǎn)力水平。
[0012]本實(shí)用新型具有以下的優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、可有效地幫助農(nóng)業(yè)研究人員和農(nóng)民對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境有十足的了解，以保證農(nóng)作物的優(yōu)質(zhì)和優(yōu)產(chǎn)。本實(shí)用新型以EFM32TG110F32芯片作為采集模塊的最小控制系統(tǒng)并且應(yīng)用了 ZigBee的睡眠模式，具有功耗低，體積小、質(zhì)量輕、的特點(diǎn)。
[0014]2、采用ZigBee技術(shù),解決了惡劣條件下通信難的問(wèn)題，ZigBee的高穩(wěn)定性、低功耗、低成本、支持大量節(jié)點(diǎn)、多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹踩忍攸c(diǎn)，可以使得通信范圍內(nèi)的任意終端節(jié)點(diǎn)都能穩(wěn)定、高質(zhì)量地與PLC控制模塊和PC控制系統(tǒng)進(jìn)行信息交流。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是終端系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種智能溫室大棚管理系統(tǒng)，包括PC機(jī)控制系統(tǒng)、協(xié)調(diào)器、終端、PLC控制模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及采集模塊。采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee模塊形成星型網(wǎng)絡(luò)傳輸給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器向PC機(jī)控制系統(tǒng)和PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)，PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。同時(shí)，人為地控制PC機(jī)控制系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器向PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)，PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0019]由PC機(jī)控制系統(tǒng)及協(xié)調(diào)器組成遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，由采集模塊和ZigBee模塊組成定位無(wú)線終端系統(tǒng)。
[0020]PC機(jī)控制系統(tǒng)和協(xié)調(diào)器安裝于遠(yuǎn)程位置；終端、PLC控制模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝于溫室大棚內(nèi)。
[0021]采集模塊和ZigBee模塊將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器將數(shù)據(jù)傳輸給PC機(jī)控制系統(tǒng)，PC機(jī)控制系統(tǒng)再將數(shù)據(jù)傳輸給PLC控制模塊，由PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0022]結(jié)合圖2，采集模塊包括以EFM32TG110F32芯片為主的單片機(jī)ARM最小系統(tǒng)、指示燈模塊，電源模塊和傳感器模塊。
[0023]傳感器模塊將收集到的數(shù)據(jù)送到單片機(jī)ARM最小系統(tǒng)，然后單片機(jī)ARM最小系統(tǒng)通過(guò)串口將數(shù)據(jù)傳送到ZigBee模塊，從而實(shí)現(xiàn)了終端數(shù)據(jù)的采集。指示燈模塊用于進(jìn)行狀態(tài)提醒。
[0024]電源模塊則可采用小型鋰電池。
【權(quán)利要求】
1.一種智能溫室大棚管理系統(tǒng)，包括PC機(jī)控制系統(tǒng)、協(xié)調(diào)器、終端、PLC控制模塊和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:PC機(jī)控制系統(tǒng)連接協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器與若干個(gè)終端建立通訊，協(xié)調(diào)器還連接PLC控制模塊，PLC控制模塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，每個(gè)終端均包括一個(gè)采集模塊和一個(gè)Zigbee模塊，其中，采集模塊包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)最小系統(tǒng)分別與電源模塊、指示燈模塊及傳感器模塊相連，該單片機(jī)最小系統(tǒng)經(jīng)由串口連接Zigbee模塊，采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)Zigbee模塊形成星型網(wǎng)絡(luò)傳輸給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器向PC機(jī)控制系統(tǒng)和PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)，PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同時(shí)，人為地控制PC機(jī)控制系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器向PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)，PLC控制模塊傳輸數(shù)據(jù)直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種智能溫室大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、水泵、濕簾、天窗及風(fēng)機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種智能溫室大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:由所述PC機(jī)控制系統(tǒng)及所述協(xié)調(diào)器組成遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種智能溫室大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:所述采集模塊和所述Zigbee模塊組成遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種智能溫室大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:所述PLC控制模塊與所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成智能控制系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種智能溫室大棚管理系統(tǒng)，其特征在于:所述PC機(jī)控制系統(tǒng)及所述協(xié)調(diào)器位于遠(yuǎn)端，所述終端、所述PLC控制模塊和所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)位于溫室大棚內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203689119SQ201420002435
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】馮琪, 陳 光, 趙曉建, 譚志君, 胡飛, 邵俊杰, 蔣帥 申請(qǐng)人:東華大學(xué)