基于物聯(lián)網(wǎng)的智能溫室管理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了基于物聯(lián)網(wǎng)的智能溫室管理裝置，它涉及物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，本地控制終端與第一協(xié)調(diào)器通過串口連接，第一協(xié)調(diào)器與第二協(xié)調(diào)器連接，第一協(xié)調(diào)器與無線傳感器通過無線連接，第二協(xié)調(diào)器與反饋控制裝置連接，照明裝置、通風裝置、灌溉裝置和遮陽裝置均與反饋控制裝置連接，89C51單片機與遮陽裝置連接，安防裝置與89C51單片機連接，無線傳感器與第一協(xié)調(diào)器通過無線連接，遠程瀏覽器通過以太網(wǎng)與本地控制終端連接，移動手機與本地控制終端通過無線連接。它有力的緩解了季節(jié)矛盾，使農(nóng)作物反季節(jié)上市打破其傳統(tǒng)的季節(jié)性，滿足了人們對生活品質(zhì)的更高需求。
【專利說明】基于物聯(lián)網(wǎng)的智能溫室管理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實用新型涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能溫室管理裝置，屬于物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
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[0002]我國一直以來都是農(nóng)業(yè)大國，但是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)模式在現(xiàn)代工業(yè)科技的沖擊下日漸衰落，在綠色環(huán)保，能源節(jié)約、高產(chǎn)優(yōu)產(chǎn)方面有很大的缺陷，大多數(shù)農(nóng)田溫室沒有土壤濕度的監(jiān)測，是以種植經(jīng)驗、目測(觀察)等手段來灌溉，既浪費水資源又不能使農(nóng)作物在適宜的土壤濕度下生長，同樣對于生長環(huán)境中空氣溫濕度對作物生長的影響也沒有相應(yīng)辦法消除，作物在陰雨天或晚上由于光線不足不能保持良好地生長，溫室大棚在冬天需要保暖，以往的人工拉簾既浪費時間又需要大量的人力資源，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需求。
[0003]近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到飛速發(fā)展，并且應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、智能家居、國防、軍事、智能交通等各個方面，為智能溫室提供了新的途徑。我國在巨大的國際競爭力的情況下，也加大了對農(nóng)業(yè)的投入，在智能溫室方面雖然有了一定的發(fā)展，但是邏輯簡單，設(shè)備大型，先進性不夠，利用率低等不足之處仍然存在。
實用新型內(nèi)容:
[0004]針對上述問題，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能溫室管理裝置。
[0005]本實用新型的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能溫室管理裝置，它包含本地控制終端、第一協(xié)調(diào)器、第二協(xié)調(diào)器、反饋控制裝置、照明裝置、通風裝置、灌溉裝置、遮陽裝置、89C51單片機、安防裝置、無線傳感器、遠程瀏覽器和移動手機；本地控制終端與第一協(xié)調(diào)器通過串口連接，第一協(xié)調(diào)器與第二協(xié)調(diào)器連接，第一協(xié)調(diào)器與無線傳感器通過無線連接，第二協(xié)調(diào)器與反饋控制裝置連接，照明裝置、通風裝置、灌溉裝置和遮陽裝置均與反饋控制裝置連接，89C51單片機與遮陽裝置連接，安防裝置與89C51單片機連接，無線傳感器與第一協(xié)調(diào)器通過無線連接，遠程瀏覽器通過以太網(wǎng)與本地控制終端連接，移動手機與本地控制終端通過無線連接。
[0006]本實用新型的有益效果為:它利用當前先進的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)以及氣象與病蟲害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)等，對溫室農(nóng)作物的管理和調(diào)控趨于精細化，有力地提高農(nóng)業(yè)的整體水平。更是有力的緩解了季節(jié)矛盾，使農(nóng)作物反季節(jié)上市打破其傳統(tǒng)的季節(jié)性，滿足了人們對生活品質(zhì)的更高需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0007]為了易于說明，本實用新型由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。
[0008]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0009]圖2為本實用新型中傳感器節(jié)點結(jié)構(gòu)框圖，
[0010]圖3為本實用新型中匯聚節(jié)點結(jié)構(gòu)框圖，
[0011]圖4為本實用新型中溫濕度及光照功能實現(xiàn)流程圖。
[0012]圖中:1_本地控制終端；2_第一協(xié)調(diào)器；3_第二協(xié)調(diào)器；4_反饋控制裝置；5_照明裝置；6-通風裝置；7_灌溉裝置；8_遮陽裝置；9-89C51單片機；10-安防裝置；11_無線傳感器；12_遠程瀏覽器；13_移動手機。

【具體實施方式】
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[0013]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面通過附圖中示出的具體實施例來描述本實用新型。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本實用新型的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本實用新型的概念。
[0014]如圖1所示，本【具體實施方式】采用以下技術(shù)方案:它包含本地控制終端1、第一協(xié)調(diào)器2、第二協(xié)調(diào)器3、反饋控制裝置4、照明裝置5、通風裝置6、灌溉裝置7、遮陽裝置8、89C51單片機9、安防裝置10、無線傳感器11、遠程瀏覽器12和移動手機13 ;本地控制終端I與第一協(xié)調(diào)器2通過串口連接，第一協(xié)調(diào)器2與第二協(xié)調(diào)器3連接，第一協(xié)調(diào)器2與無線傳感器11通過無線連接，第二協(xié)調(diào)器3與反饋控制裝置4連接，照明裝置5、通風裝置6、灌溉裝置7和遮陽裝置8均與反饋控制裝置4連接，89C51單片機9與遮陽裝置8連接，安防裝置10與89C51單片機9連接，無線傳感器11與第一協(xié)調(diào)器2通過無線連接，遠程瀏覽器12通過以太網(wǎng)與本地控制終端I連接，移動手機13與本地控制終端I通過無線連接。
[0015]進一步的，所述的本地控制終端I包含Web服務(wù)器、GSM模塊和控制界面。
[0016]進一步的，所述的無線傳感器11包含溫度傳感器、照明傳感器和濕度傳感器。
[0017]本【具體實施方式】主要由濕度、光照、溫度傳感器作為無線傳感網(wǎng)絡(luò)，利用模塊的無線通信功能，將采集到的信號傳到協(xié)調(diào)器上，協(xié)調(diào)器經(jīng)串口將采集的信號傳輸?shù)浇K端設(shè)備上，并在終端設(shè)備上通過可視化的方法顯示，在界面上通過動態(tài)跟蹤曲線顯示和直觀的數(shù)值顯示來實時的觀察當前的環(huán)境，另外，終端和GSM通信模塊通過串口傳輸，可以每天定時的給指定的客戶發(fā)短信，也可通過短信中心編輯短信，實時告知用戶當前環(huán)境，同時對每次采集的數(shù)據(jù)進行文檔的保存，隨時產(chǎn)生環(huán)境監(jiān)測報告，對數(shù)據(jù)分析處理后做出相應(yīng)的控制，如控制繼電器節(jié)點打開電磁閥進行灌溉等，從而使溫濕度、光照值控制在最佳的狀態(tài)。在溫室出現(xiàn)異常的情況下可通過報警方式通知用戶。它是利用ZigBee技術(shù)進行無線通信，構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，滿足溫室管理系統(tǒng)多種參數(shù)監(jiān)測的需求；根據(jù)ZigBee通信協(xié)議規(guī)范設(shè)計了組網(wǎng)、無線通信、數(shù)據(jù)顯示以及反饋控制四個個系統(tǒng)功能模塊，重點研究了終端節(jié)點、路由節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的入網(wǎng)及通信原理。系統(tǒng)實現(xiàn)了溫室環(huán)境的遠程監(jiān)測、實時采集和控制，并能將信息實時顯示和遠程發(fā)送。利用本文設(shè)計的四個功能模塊構(gòu)建了實驗平臺，對本地控制端、遠程控制和數(shù)據(jù)采集進行了測試，完成了數(shù)據(jù)的顯示和比較，并進行相應(yīng)的反饋控制；它是是和若干通過一個匯聚節(jié)點個路由器節(jié)點及終端節(jié)點，搭建一個面向溫室大棚環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用的簇樹狀ZigBee網(wǎng)絡(luò)，采用CC2530無線微控制器為基礎(chǔ)平臺，基于ZigBeePro協(xié)議棧進行了系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用程序的開發(fā)，實現(xiàn)智能溫室管理系統(tǒng)中對環(huán)境溫濕度等測量的要求；
[0018]如圖2所示，傳感器節(jié)點一般由控制模塊、傳感器模塊、無線通信模塊、存儲模塊以及電源模塊組成?？刂破髂K由CORTEX A8DB開發(fā)板(采用Windows Embedded CE6.0操作系統(tǒng))和協(xié)調(diào)器(其主要芯片是CC2530)組成，負責對整個節(jié)點進行控制和管理；傳感器模塊負責對環(huán)境信息(如光強、溫度、濕度等)進行采集并做一定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，本研究中采用SHTlO采集溫濕度信息，采用BPW34S采集光照信息；無線通信模塊負責節(jié)點之間按一定的通信協(xié)議相互通信；電源模塊為節(jié)點供電，提供各部分運行所需的電量通，常采用電池供電，ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以確保兩節(jié)五號電池使用長達兩個月到兩年左右的使用時間。此外，由于應(yīng)用場合不同，傳感器節(jié)點還可能會增加部分支持模塊，如GMS模塊等。
[0019]如圖3所示，處理器模塊采用CC2530對整個系統(tǒng)進行管理、控制；存儲模塊存儲系統(tǒng)信息或者數(shù)據(jù)信息等；節(jié)點通信模塊負責與傳感器節(jié)點之間交互信息；串口通信模塊負責與上位機之間進行串行通信。
[0020]如圖4所示，其中溫濕度節(jié)點、電壓節(jié)點、電流節(jié)點作為終端節(jié)點使用，采集周圍環(huán)境中的溫濕度、光照、以及電路中的電壓、電流數(shù)據(jù)，終端節(jié)點和協(xié)調(diào)器直接通信，將采集到的數(shù)據(jù)無線發(fā)送給協(xié)調(diào)器。將開發(fā)好的協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備對應(yīng)的軟件模塊工程文件分別編譯下載到對應(yīng)的模塊。
[0021]本【具體實施方式】的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在四個方面:1、傳感器節(jié)點的體積小且整個網(wǎng)絡(luò)只需要部署一次，傳感器網(wǎng)絡(luò)部署對所監(jiān)測環(huán)境的影響很??；2、傳感器節(jié)點數(shù)量大，分布密度高，具有數(shù)據(jù)采集量大，精度高的特點；3、基于ZigBee技術(shù)的農(nóng)用無線傳感器監(jiān)控系統(tǒng)，為農(nóng)作物的生產(chǎn)提供了實時采集和遠程傳輸農(nóng)田環(huán)境信息的平臺；4、傳感器節(jié)點本身具有一定的計算能力、存儲與通信能力，可以根據(jù)物理環(huán)境的變化進行較為復(fù)雜的監(jiān)控，并且在節(jié)點間進行協(xié)同監(jiān)控。
[0022]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能溫室管理裝置，其特征在于:它包含本地控制終端(I)、第一協(xié)調(diào)器(2)、第二協(xié)調(diào)器(3)、反饋控制裝置(4)、照明裝置(5)、通風裝置￠)、灌溉裝置(7)、遮陽裝置⑶、89C51單片機(9)、安防裝置(10)、無線傳感器(11)、遠程瀏覽器(12)和移動手機(13);本地控制終端(I)與第一協(xié)調(diào)器(2)通過串口連接，第一協(xié)調(diào)器(2)與第二協(xié)調(diào)器⑶連接，第一協(xié)調(diào)器⑵與無線傳感器(11)通過無線連接，第二協(xié)調(diào)器⑶與反饋控制裝置(4)連接，照明裝置(5)、通風裝置￠)、灌溉裝置(7)和遮陽裝置(8)均與反饋控制裝置⑷連接，89C51單片機(9)與遮陽裝置⑶連接，安防裝置(10)與89C51單片機(9)連接，無線傳感器(11)與第一協(xié)調(diào)器(2)通過無線連接，遠程瀏覽器(12)通過以太網(wǎng)與本地控制終端(I)連接，移動手機(13)與本地控制終端(I)通過無線連接。
【文檔編號】G05B19/418GK204009517SQ201420232567
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年5月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月1日
【發(fā)明者】宋海聲, 高明, 段宇, 張道 申請人:西北師范大學(xué)