本發(fā)明涉及測控領域，特別是基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測。

背景技術：

我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)澆水，施肥，打藥，農(nóng)民都是憑經(jīng)驗，靠感覺，種植方式以粗放型種植為主，根據(jù)農(nóng)民祖輩祖?zhèn)鞯慕?jīng)驗來實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品種植，不滿足集約型發(fā)展要求；傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大棚也已經(jīng)跟不上社會發(fā)展的需要，難于滿足市場的發(fā)展需求，具體表現(xiàn)在溫濕度，光照度，二氧化碳濃度控制等，仍為傳統(tǒng)的人工讀取現(xiàn)場相關數(shù)據(jù)，再根據(jù)這些相關數(shù)據(jù)，人工手動調(diào)整大棚內(nèi)對應的設備，當達到指定的數(shù)據(jù)要求后，再人工手動關閉大棚內(nèi)對應的設備。不僅工作效率低，勞動強度大，而且滯后現(xiàn)象非常嚴重，難于針對現(xiàn)實情況進行及時，有效的調(diào)控，常會錯過最佳調(diào)節(jié)時機，而影響植物生長，另外，現(xiàn)有調(diào)控只能在現(xiàn)場完成，一旦離開現(xiàn)場，則難于控制，因此，有必要對現(xiàn)有技術加以改進。

當前正值物聯(lián)網(wǎng)技術飛速發(fā)展的時期，物聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)越來越多的應用到了各個領域，利用物聯(lián)網(wǎng)信息技術對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)進行改進，是今后農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是采用現(xiàn)代高科技技術，通過農(nóng)業(yè)現(xiàn)場信息傳感器對農(nóng)作物生長的環(huán)境溫濕度，光照度，二氧化碳濃度等一序列關鍵參數(shù)進行采集，分析，然后通過智能控制設備對農(nóng)作物進行的全自動監(jiān)控灌溉，噴藥，降溫和補光等一序列操作。從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的階段來看，無論是從種植的培育階段和收獲階段，都可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術來提高它工作的效率和精細管理。

物聯(lián)網(wǎng)感知層是物聯(lián)網(wǎng)技術模型的最底層，主要是利用各種傳感器對信息進行精確的采集、轉換，只有精確的采集到數(shù)據(jù)信息后，才能進一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和利用。顯然，要想對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大棚進行物聯(lián)網(wǎng)技術改進，就必須科學、準確的獲取大棚里的各種環(huán)境參數(shù)信息，而達到這個目的則依賴于環(huán)境監(jiān)測技術。而當前對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)的研究較多，針對單獨的環(huán)境監(jiān)測、采集單元則相對較少。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是，基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，提出一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測的葉片設計方案，所述的葉片即對應一個信息采集節(jié)點，多個不同的葉片相互之間通過自組網(wǎng)的方式傳輸數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)整個農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大棚環(huán)境信息的采集。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的方案如下：

一種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測葉片，包括MCU主控單元、太陽能電池單元、溫濕度傳感器、土壤熵情傳感器、光照強度傳感器、雨量傳感器、二氧化碳傳感器以及數(shù)據(jù)傳輸單元。

所述的MCU主控單元包含基本的時鐘復位電路，保證MCU主控單元能工作。

所述的太陽能電池單元包含電源轉換電路，轉換后得到+12V、+5V以及+3.3V電壓，為MCU主控單元和其他電路單元提供不同的電壓需求。

RFID標簽，在大棚預定位置設置一定數(shù)量的閱讀器，葉片將數(shù)據(jù)傳輸給閱讀器，閱讀器再進一步將數(shù)據(jù)傳輸給后續(xù)的數(shù)據(jù)信息采集單元，這樣不僅可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，還能通過RFID標簽實現(xiàn)定位功能，方便大棚種植管理。

本發(fā)明的有益效果：采用太陽能電池單元為系統(tǒng)供電，降低了系統(tǒng)成本；準確性，利用了各類數(shù)字化的傳感器，能準確監(jiān)測到大棚實際環(huán)境；利用RFID有源標簽進行數(shù)據(jù)傳輸，避免了有限傳輸?shù)牟季€麻煩，在傳輸數(shù)據(jù)的同時還能實現(xiàn)定位功能，方便種植管理；易于控制，通過調(diào)整葉片的數(shù)目，可以控制整個系統(tǒng)的實際效果；良好的擴展性，本發(fā)明的目的就是獲取大棚環(huán)境的各種參數(shù)，基于本發(fā)明，可利用獲取到的大棚環(huán)境參數(shù)信息進行種植管理，比如預先對各種環(huán)境參數(shù)設定閥值，采集到的大棚環(huán)境參數(shù)與閥值進行對比，超過閥值后則調(diào)整相應設備的輸出量。

附圖說明

圖1為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測葉片的結構體系示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

參照圖1，MCU主控單元采用STM32F106芯片，包括時鐘電路和復位電路。

參照圖1，太陽能電池單元包含電源轉換單元，對獲取的太陽能進行轉化，最終得到穩(wěn)定的+12V、+5V、+3.3V電壓，為系統(tǒng)提供不同的電壓需求。

參照圖1，土壤熵情傳感器采用FDR型，可以直接埋入土壤中使用且不受腐蝕，能保證較長的使用壽命，傳感器的輸出引線通過支架與MCU主控單元連接。

參照圖1，空氣溫濕度傳感器采用SHT11芯片，并采用微型防護型溫、濕度探頭，通過兩線數(shù)字輸出與MCU主控單元相連接，具有非常高的一致性，同時采用銅燒結網(wǎng)的防護，可以適應室外各種環(huán)境工作，具有較高的精度，其中，濕度測量精度：±1.8RH，溫度測量精度：±0.3℃。

參照圖1，雨量傳感器采用MLX75308芯片，它有兩個獨立的線性雨量傳感器通道和三個對數(shù)環(huán)境光通道，可用來做雨量和光測量。芯片對光敏電流做模數(shù)轉換，然后把雨量和日光信號通過四線SPI傳輸?shù)組CU主控單元，四線SPI也允許兩線通訊。

參照圖1，二氧化碳傳感器采用MH-Z14紅外二氧化碳傳感器模組。MH-Z14 NDIR紅外二氧化碳氣體模組是一個通用型、小型傳感器，利用非色散紅外（NDIR）原理對空氣中存在的CO2進行探測，測量范圍0-5000ppm，具有很好的選擇性，無氧氣依賴性，壽命長。內(nèi)置溫度傳感器，可進行溫度補償，同時具有數(shù)字輸出與模擬電壓輸出，方便使用。MH-Z14是將成熟的紅外吸收氣體檢測技術與精密光路設計、精良電路設計緊密結合，制作出的通用型紅外氣體傳感器。

參照圖1，光照強度傳感器采用BH1750FVI 芯片，與MCU主控單元通過IIC接口連接。BH1750FVI 是一種用于兩線式串行總線接口的數(shù)字型光強度傳感器集成電路，利用它的高分辨率可以探測較大范圍的光強度變化。

參照圖1，數(shù)據(jù)傳輸單元采用有源RFID標簽，與MCU主控單元通過串口連接，主要功能是將采集到的環(huán)境信息傳遞給閱讀器，閱讀器再將接收到的信息傳遞給數(shù)據(jù)采集節(jié)點。通過電磁波的傳播方式，有效降低了布線成本，同時也能通過RFID標簽實現(xiàn)定位功能，及時定位問題單元的位置。