本實用新型涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)，特別是一種基于armv7架構cortexA9系列4412單片機控制的基于物聯(lián)網(wǎng)的大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術：

中國農業(yè)已經(jīng)進入了自動化、智能化發(fā)展時代，隨著國民生活水平的不斷提升，農業(yè)的研究和發(fā)展已受到人們的重視，特別是溫室大棚的研究，已成為農業(yè)的重要組成部分。在國外，溫室大棚的設計已比較完善，但是其價格比較昂貴，而當今國內對溫室大棚內的環(huán)境參數(shù)檢測與控制都是人工控制與管理，這樣會造成環(huán)境參數(shù)檢測有誤差、改變環(huán)境參數(shù)不及時和勞動強度大等弊端，而且很難達到較好的效果。

因此，要實現(xiàn)高效生產(chǎn)、解放勞動力，就得使農業(yè)發(fā)展走向科學化、智能化的道路，現(xiàn)代化農業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)之一就是對農作物的生產(chǎn)環(huán)境的各類重要參數(shù)的檢測和控制。鑒于此，提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)成為目前本領域亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對溫度、濕度、土壤水分比例等信息進行環(huán)境各參數(shù)的檢測，從而實現(xiàn)溫室管理的自動化、智能化和科學化，并對實時檢測到的數(shù)據(jù)進行分析，再實時控制環(huán)境條件，在解放勞動力的同時使得作物達到優(yōu)質、高效、高產(chǎn)的目的。

本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的。

一種基于物聯(lián)網(wǎng)的大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括主控板，及與主控板分別連接的雨水檢測模塊、溫濕度傳感器模塊、人體傳感器模塊、煙霧傳感器模塊、監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、路由交換器、觸摸顯示屏、報警裝置、灌溉系統(tǒng)、排風系統(tǒng)和電源模塊。

進一步，所述觸摸顯示屏上設有照明控制開關、排風系統(tǒng)控制開關、灌溉系統(tǒng)控制開關、報警裝置控制開關和監(jiān)控系統(tǒng)控制開關。

進一步，所述主控板采用arm v7架構cortexA9系列4412單片機。

進一步，所述路由交換器連接到網(wǎng)頁控制模塊，控制各控制開關的啟閉。

進一步，所述電源模塊包括與電源連接的四個并聯(lián)的二極管，以及與并聯(lián)二極管相連的步進電機繞組，步進電機繞組連接電源單片機，電源單片機連接有四個繼電器，通過繼電器連接到主控板。

進一步，所述電源單片機采用ULN2003單片機。

本監(jiān)控系統(tǒng)基于ARM V7架構，coretex A9系列，4412開發(fā)板作為控制中心，采集數(shù)據(jù)并加以分析，實現(xiàn)自動(根據(jù)參數(shù)自動開啟或關閉相關設備)、半自動(手動在顯示屏上控制開啟或關閉相關設備)。并在此基礎上添加了boa服務器和視頻模塊，可以無線傳輸與接受數(shù)據(jù)，顯現(xiàn)在網(wǎng)頁上控制開啟或關閉相關設備。

本實用新型的有益效果在于：

1)現(xiàn)實溫室大棚室內環(huán)境參數(shù)實時檢測、及時控制，避免了人工檢測有誤差、改變環(huán)境參數(shù)不及時的弊端；

2)實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)智能控制，通過溫濕度傳感器反饋實時環(huán)境參數(shù)，控制程序進行智能分析，自動調節(jié)環(huán)境參數(shù)，解放勞動力；

3)實現(xiàn)安防系統(tǒng)，人體感應報警裝置和攝像頭實時監(jiān)控。使溫室大棚安全性得以提高；

4)實現(xiàn)觸摸屏和網(wǎng)頁兩種控制方式，可以方便、快捷、隨時隨地的控制智能大棚中各個模塊，節(jié)約管理人員的時間；

5)在觸摸屏上實時顯示環(huán)境參數(shù)的數(shù)值，使得管理人員及時了解室內環(huán)境狀況；在網(wǎng)頁上可調用攝像頭，可以及時了解室內安全情況。

該基于物聯(lián)網(wǎng)的大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對溫室大棚環(huán)境參數(shù)智能控制，可以有效的避免人工檢測有誤差、不及時的弊端，在解放勞動力的同時使得作物達到優(yōu)質、高效、高產(chǎn)的目的。該系統(tǒng)測量精度高、數(shù)據(jù)處理速度快，使用方便。

附圖說明

圖1是本實用新型系統(tǒng)結構框圖。

圖2是步進電機電路圖。

圖3是安防系統(tǒng)原理圖。

圖4是溫濕度自適應原理圖。

圖5是報警系統(tǒng)原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型做進一步詳細說明。

如圖1所示，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)結構圖，包括主控板，及與主控板分別連接的雨水檢測模塊、溫濕度傳感器模塊、人體傳感器模塊、煙霧傳感器模塊、監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、路由交換器、觸摸顯示屏、報警裝置、灌溉系統(tǒng)、排風系統(tǒng)和電源模塊。

其中，主控板采用arm v7架構cortexA9系列4412單片機。觸摸顯示屏上設有照明控制開關、排風系統(tǒng)控制開關、灌溉系統(tǒng)控制開關、報警裝置控制開關和監(jiān)控系統(tǒng)控制開關。路由交換器連接到網(wǎng)頁控制模塊，網(wǎng)頁控制模塊可以是手機，通過手機控制各控制開關的啟閉。在液晶屏和網(wǎng)頁上設有控制燈的開關、控制風扇的開關、控制灌溉系統(tǒng)的開關、控制安防系統(tǒng)的開關。在網(wǎng)頁上調用攝像頭實時監(jiān)控；在液晶屏上可以顯示各模塊實時監(jiān)測結果。

圖2所示為電源模塊電路示意圖，電源模塊包括與電源連接的四個并聯(lián)的二極管，以及與并聯(lián)二極管相連的步進電機繞組，步進電機繞組連接電源單片機，電源單片機連接有四個繼電器，通過繼電器連接到主控板。電源單片機采用ULN2003單片機。

本實用新型溫濕度傳感器、雨水檢測模塊、煙霧傳感模塊實時反饋當前環(huán)境參數(shù)，將采集回來的信息輸入到主控模塊中，經(jīng)主控模塊對采集回來的信息進行處理，分析是否需要改變環(huán)境參數(shù)，監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控大鵬環(huán)境，通過主控模塊分別發(fā)送信號給照明系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、報警系統(tǒng)以及排風系統(tǒng)進行控制模塊的開關，實現(xiàn)智能控制。

本系統(tǒng)控制模式有兩種手動模式，通過觸摸屏，可以手動控制各個模塊的開關；通過手機控制網(wǎng)頁也可以控制各個模塊的開關。

該系統(tǒng)中，煙霧傳感器、雨水傳感器和溫濕度傳感器測量精度高、反應靈敏、測量電路簡單。主控模塊單片機控制電路運算數(shù)據(jù)范圍廣，運算速度快，電路集成度高，并且有豐富的I/O接口，有多種通信方式，定時器、計數(shù)器以及多級中斷處理能力，可直接與pc機連接，極大的方便了程序設計和調試，各個傳感器模塊都采用集成模塊，電路接法簡單，穩(wěn)定性好。

與此同時，我們還設計了監(jiān)控系統(tǒng)和安防系統(tǒng)，減少了不安全因素，保證溫室大棚正常運行。顯示屏能夠準確顯示環(huán)境參數(shù)(溫度、煙霧濃度)、排風系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、照明系統(tǒng)的開關狀態(tài)時間、有無人進入以及各個模塊控制按鈕。

下面分別給出智能控制設計原理來進一步說明本系統(tǒng)的效果。

如圖2所示，為本實用新型的電源電路圖。電源電路包括ARM V7架構，ULN2003系列單片機幾個gpio引腳連接到各繼電器，單片機的幾個輸出引腳連接到步進電機的繞組上，步進電機的繞組再連接各個二極管D1、D2、D3和D4，各二極管D1～D4共同與電源連接。通過單片機給信號，從而控制步進電機的轉動。

如圖3所示，為本實用新型的安防系統(tǒng)原理圖。

如圖所示，安防系統(tǒng)在關閉的情況下，人體感應器檢測到有人時，報警系統(tǒng)不工作；安防系統(tǒng)在打開的情況下，人體感應器檢測到有人時，報警系統(tǒng)才工作，蜂鳴器響報警。

如圖4所示，為本實用新型的溫度自適應系統(tǒng)原理圖。

如圖所示，當溫濕度傳感器反饋到控制中心的信息值大于設定值時，排風系統(tǒng)會自動開始工作，當信息值低于設定值時，系統(tǒng)會判斷排風系統(tǒng)是否在工作，如果排風系統(tǒng)在工作，系統(tǒng)會自動關閉排風系統(tǒng)。排風系統(tǒng)也可以手動開啟，手動模式是不會判斷信息值是否大于設定值。煙霧傳感器檢測到煙霧濃度過高時，噴水，蜂鳴器報警。

如圖5所示，為本實用新型的安防報警系統(tǒng)原理圖。

如圖所示，煙霧傳感器檢測到有害氣體濃度超標時，會使報警裝置打開，并使灌溉系統(tǒng)開始工作(充當消防)。有毒氣體未超標時，會判斷灌溉系統(tǒng)是否工作，如工作，會關閉灌溉系統(tǒng)。

系統(tǒng)可升級空間很大，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。