一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置，包括：無線傳感單元、自動控制單元，其中，無線傳感單元適于采集大棚內(nèi)各類環(huán)境參數(shù)，并無線發(fā)送環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；無線傳感單元包括：各類環(huán)境參數(shù)傳感器，若干第一從無線節(jié)點(diǎn)，環(huán)境參數(shù)傳感器適于采集相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；各類環(huán)境參數(shù)傳感器分別與相應(yīng)第一從無線節(jié)點(diǎn)相連；自動控制單元適于接收環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，以調(diào)控農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部環(huán)境；自動控制單元包括：主控模塊，與該主控模塊相連的主無線節(jié)點(diǎn)，以及由主控模塊控制的適于調(diào)節(jié)大棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)的環(huán)境調(diào)控子單元；本實用新型利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以做到實時監(jiān)測并及時調(diào)控大棚內(nèi)部環(huán)境，保證農(nóng)作物生長環(huán)境需求。
【專利說明】一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置，特別是涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚智能管理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長，人民生活水平不斷提高，資源短缺、環(huán)境惡化與人口劇增的矛盾越來越突出。在此環(huán)境下，我國對農(nóng)業(yè)大棚的技術(shù)研究也在不斷地加大投入，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚在生產(chǎn)過程中主要依靠人力、畜力、各種手工工具以及一些簡單的機(jī)械操作，工作人員往往憑借常年積累的生產(chǎn)經(jīng)驗，結(jié)合人工采集到的棚內(nèi)溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度、土壤酸堿度等環(huán)境參數(shù)，來完成調(diào)節(jié)光照、通風(fēng)、灌溉、施肥等田間管理工作，再加上一系列大棚作物在不同生長周期的環(huán)境需求與養(yǎng)分需求被不同程度地忽視，使得農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)需要大量人手，消耗大量時間，而且存在難以避免的人工誤差，環(huán)境控制缺乏科學(xué)性和準(zhǔn)確性，從而導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率低下，農(nóng)作物產(chǎn)量增長緩慢，大棚技術(shù)得不到很好的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集各種感知技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能與自動化技術(shù)為一體，將傳感器采集到的信息經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)傳輸至指定的應(yīng)用系統(tǒng)中，用戶可以通過計算機(jī)或手機(jī)隨時接收各種實時采集的精確傳感器數(shù)據(jù)，還可以通過遙控各種傳感器，以實現(xiàn)對目標(biāo)的智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理。
[0003]因此，需要設(shè)計一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置，以實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)大棚高效而精準(zhǔn)的智能化遠(yuǎn)程管理。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置，本農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置有效地解決了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測與控制中過于依靠人工操作所造成的生產(chǎn)率低下、人力成本較高及控制不精準(zhǔn)的問題，以實現(xiàn)大棚管理的自動化和智能化。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置，包括:無線傳感單元、自動控制單元，其中，所述無線傳感單元適于采集大棚內(nèi)各類環(huán)境參數(shù)，并無線發(fā)送環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；所述無線傳感單元包括:各類環(huán)境參數(shù)傳感器，若干第一從無線節(jié)點(diǎn)，所述環(huán)境參數(shù)傳感器適于采集相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；各類環(huán)境參數(shù)傳感器分別與相應(yīng)第一從無線節(jié)點(diǎn)相連；所述自動控制單元適于接收環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，以調(diào)控農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部環(huán)境；所述自動控制單元包括:主控模塊，與該主控模塊相連的主無線節(jié)點(diǎn)，以及由所述主控模塊控制的適于調(diào)節(jié)大棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)的環(huán)境調(diào)控子單元。
[0006]優(yōu)選的,所述自動控制單元還包括:所述自動控制單元還包括:顯示模塊、存儲模塊，所述顯示模塊、存儲模塊分別與主控模塊相連，其中，所述顯示模塊用于顯示棚內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)和/或報警信息；所述存儲模塊用于存放各種農(nóng)作物在相應(yīng)階段的生長環(huán)境參數(shù)。
[0007]優(yōu)選的，所述各類環(huán)境參數(shù)傳感器分別為土壤PH值檢測傳感器、CO2檢測傳感器、土壤溫濕度傳感器、光傳感器、空氣溫濕度傳感器。
[0008]優(yōu)選的，所述環(huán)境調(diào)控子單元包括:噴淋滴灌裝置、通風(fēng)裝置、遮陽裝置、加溫補(bǔ)光裝置、開窗裝置，以及若干第二從無線節(jié)點(diǎn)；所述各裝置分別與相應(yīng)的第二從無線節(jié)點(diǎn)相連。
[0009]本實用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):本實用新型通過調(diào)節(jié)無線傳感單元采集大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，并且通過無線傳感單元中的第一從無線節(jié)點(diǎn)與自動控制單元中的主無線節(jié)點(diǎn)，以及環(huán)境調(diào)控子單元中的第二從無線節(jié)點(diǎn)實現(xiàn)大棚內(nèi)各模塊之間的無線連接，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)控農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部環(huán)境；減少了農(nóng)作物耕種的工作量，降低了成本，增加了收益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0011]圖1是所述農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置的電路框圖。

【具體實施方式】
[0012]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實施方式】并參照附圖，對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。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。
[0013]圖1示出了所述農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置的電路框圖。
[0014]如圖1所示，一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置中的農(nóng)業(yè)大棚，包括:無線傳感單元、自動控制單元，其中，無線傳感單元適于采集大棚內(nèi)各類環(huán)境參數(shù)，并無線傳送環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；自動控制單元適于接收環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，及時遠(yuǎn)程調(diào)控農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部環(huán)境。其中，遠(yuǎn)程控制可以包括手動控制、自動控制兩種調(diào)控方式。
[0015]手動控制為工作人員根據(jù)采集大棚內(nèi)各類環(huán)境參數(shù)手動控制自動控制單元調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部環(huán)境。
[0016]自動控制為自動控制單元根據(jù)農(nóng)作物的生長環(huán)境參數(shù)自動實現(xiàn)調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部環(huán)境。
[0017]所述無線傳感單元包括:各類環(huán)境參數(shù)傳感器，其適于分別采集相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；各類環(huán)境參數(shù)傳感器分別與各第一從無線節(jié)點(diǎn)相連。
[0018]其中，所述各類環(huán)境參數(shù)傳感器，所述各類環(huán)境參數(shù)傳感器例如但不限于土壤PH值檢測傳感器、CO2檢測傳感器、土壤溫濕度傳感器、光傳感器、空氣溫濕度傳感器。所述環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)包括但不限于土壤的PH值、CO2濃度、土壤溫濕度、光線強(qiáng)度、空氣溫濕度等參數(shù)。
[0019]所述自動控制單元包括:主控模塊，主無線節(jié)點(diǎn)，以及環(huán)境調(diào)控子單元。具體的，所述主控模塊通過主無線節(jié)點(diǎn)接收各類環(huán)境參數(shù)信息數(shù)據(jù)，發(fā)出相應(yīng)的調(diào)控指令，環(huán)境調(diào)控子單元中的噴淋滴灌裝置、通風(fēng)裝置、遮陽裝置、加溫補(bǔ)光裝置、開窗裝置通過各第二從無線節(jié)點(diǎn)接收并執(zhí)行相應(yīng)調(diào)控指令。具體的，所述噴淋滴灌裝置的水用電磁閥的控制端，所述通風(fēng)裝置的風(fēng)機(jī)控制端，所述遮陽裝置中的適于帶動窗簾移動的絲杠轉(zhuǎn)動電機(jī)的控制端，所述加溫補(bǔ)光裝置中的補(bǔ)光燈的控制端分別與相應(yīng)的第二從無線節(jié)點(diǎn)相連，適于接收相應(yīng)控制信號。
[0020]具體控制過程包括:當(dāng)棚內(nèi)土壤的PH值偏高時或土壤干燥時，則啟動噴淋滴灌裝置，通過澆灌降低土壤的PH值；當(dāng)棚內(nèi)CCU農(nóng)度偏高時，可以利用通風(fēng)裝置進(jìn)行換氣；當(dāng)棚內(nèi)光線過強(qiáng)，不利于棚內(nèi)的喜陰植物生長時，啟動遮陽裝置進(jìn)行遮光，若棚內(nèi)溫度偏低，或者光線偏暗，喜光植物不利于生長時，則關(guān)閉遮光裝置，使陽光射入大棚并且啟動補(bǔ)光燈進(jìn)行補(bǔ)光、加溫；可選的，開窗裝置也可以實現(xiàn)通風(fēng)換氣效果。
[0021]所述第一、第二從無線節(jié)點(diǎn)，主無線節(jié)點(diǎn)，采用物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接，例如但不限于ZigBee無線節(jié)點(diǎn)，ZigBee無線節(jié)點(diǎn)采用CC2530芯片實現(xiàn)。
[0022]可選的，所述主控模塊可以但不限于采用單片機(jī)、嵌入式等芯片或者采用上位機(jī)來實現(xiàn)。
[0023]所述自動控制單元還包括:顯示模塊，該顯示模塊與主控模塊相連，用于顯示棚內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)和/或報警信息，所述顯示模塊例如但不限于采用液晶屏或觸摸屏。
[0024]所述自動控制單元還包括:存儲模塊，該存儲模塊與主控模塊相連，用于存放各種農(nóng)作物在相應(yīng)階段的生長環(huán)境參數(shù)，可選的，所述存儲模塊可以采用獨(dú)立的存儲單元、或利用主控模塊內(nèi)部自帶的存儲器。為了實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行自動調(diào)控，即根據(jù)接收到的各類環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)判斷是否滿足農(nóng)作物的生長環(huán)境，調(diào)控大棚環(huán)境。具體的，所述自動控制單元接收各類環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)分別與存儲于自動控制單元中的存儲模塊內(nèi)的相應(yīng)農(nóng)作物在當(dāng)前階段的生長環(huán)境參數(shù)相比對，判斷是否滿足農(nóng)作物的生長環(huán)境。若不滿足農(nóng)作物的生長環(huán)境，則啟動自動控制單元中的環(huán)境調(diào)控子單元進(jìn)行調(diào)控農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部環(huán)境。
[0025]具體實施過程包括:在所述存儲模塊中農(nóng)作物的先驗知識庫，即各種農(nóng)作物在相應(yīng)階段的生長環(huán)境參數(shù)，例如，草莓在生長、開關(guān)、結(jié)果劃分成若干階段，每個階段對應(yīng)土壤的PH值、C02濃度、土壤溫濕度、光線強(qiáng)度、空氣溫濕度等產(chǎn)生，通過環(huán)境調(diào)控子單元中各裝置實現(xiàn)棚內(nèi)相應(yīng)參數(shù)調(diào)控，使棚內(nèi)環(huán)境符合草莓的生長需要。
[0026]可選的，所述農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置采用太陽能供電裝置，該太陽能供電裝置包括:太陽能供電模塊和電網(wǎng)供電模塊，所述太陽能供電模塊包括:太陽能電池板和太陽能蓄電池，所述太陽能蓄電池適于提供給農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置所需電能。
[0027]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實用新型的上述【具體實施方式】僅僅用于示例性說明或解釋本實用新型的原理，而不構(gòu)成對本實用新型的限制。因此，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本實用新型所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
【權(quán)利要求】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置，其特征在于，包括:無線傳感單元、自動控制單元，其中， 所述無線傳感單元適于采集大棚內(nèi)各類環(huán)境參數(shù)，并無線發(fā)送環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)； 所述無線傳感單元包括:各類環(huán)境參數(shù)傳感器，若干第一從無線節(jié)點(diǎn)，所述環(huán)境參數(shù)傳感器適于采集相應(yīng)的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)； 各類環(huán)境參數(shù)傳感器分別與相應(yīng)第一從無線節(jié)點(diǎn)相連； 所述自動控制單元適于接收環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，以調(diào)控農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部環(huán)境； 所述自動控制單元包括:主控模塊，與該主控模塊相連的主無線節(jié)點(diǎn)，以及由所述主控模塊控制的適于調(diào)節(jié)大棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)的環(huán)境調(diào)控子單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置，其特征在于，所述自動控制單元還包括:顯示模塊、存儲模塊，所述顯示模塊、存儲模塊分別與主控模塊相連，其中， 所述顯示模塊用于顯示棚內(nèi)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)和/或報警信息； 所述存儲模塊用于存放各種農(nóng)作物在相應(yīng)階段的生長環(huán)境參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置，其特征在于，所述各類環(huán)境參數(shù)傳感器分別為土壤PH值檢測傳感器、CO2檢測傳感器、土壤溫濕度傳感器、光傳感器、空氣溫濕度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)大棚智能控制裝置，其特征在于，所述環(huán)境調(diào)控子單元包括:噴淋滴灌裝置、通風(fēng)裝置、遮陽裝置、加溫補(bǔ)光裝置、開窗裝置，以及若干第二從無線節(jié)點(diǎn)； 所述各裝置分別與相應(yīng)的第二從無線節(jié)點(diǎn)相連。
【文檔編號】G05D27/02GK204065824SQ201420576405
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】祁崢, 楊光, 王云良, 葛滿意, 朱軒 申請人:常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院