一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗系統(tǒng)，包括：應(yīng)用層、通訊層、傳感層，所述應(yīng)用層為監(jiān)控中心功服務(wù)器，通訊層包括Wifi無線路由器、zigbee無線網(wǎng)關(guān)，傳感層安裝分布在對比試驗箱內(nèi)，傳感層包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、紫外線傳感器、視頻探頭，監(jiān)控中心功服務(wù)器通過Wifi無線路由器連接到zigbee無線網(wǎng)關(guān)。本發(fā)明利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建珍稀種苗生長環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，通過對育苗過程中不同的環(huán)境參數(shù)的調(diào)整，測試環(huán)境參數(shù)對育苗的影響，在一定篩選試驗基礎(chǔ)上獲取最佳的石斛種苗生長參數(shù)，整個系統(tǒng)都是模擬自然狀態(tài)下石斛生長狀態(tài)，而且無需長時間人工控制和干預(yù)。
【專利說明】
-種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及植物種植技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 石解是常用名貴中藥材，主要分布在亞洲熱帶和亞熱帶地區(qū)及大洋洲，中國有74 種。安徽霍山因擁有得天獨厚的地理位置及氣候條件，分布有石解巧中。但20世紀(jì)中后期人 們掠奪性地采挖，致使野生的石解資源已近枯竭，該地區(qū)一些已處于極危狀態(tài);而市場對石 解原料的需求在逐年增加，出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。因此，運用現(xiàn)代生物技術(shù)及農(nóng)業(yè)技術(shù)，盡 快實現(xiàn)石解的規(guī)?；?、集約化栽培及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)具有顯著的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效 益，霍山石解的規(guī)?；N植尚處于起步階段，在當(dāng)前探討霍山石解產(chǎn)業(yè)化開發(fā)前景及種植 區(qū)劃，具有十分重要的意義。
[0003] 目前石解種苗的組織培養(yǎng)及工廠化生產(chǎn)不僅是技術(shù)，也需要較高的投入和管理； 石解種植由于技術(shù)性強，需要較高投入建設(shè)大棚設(shè)施。W霍山石解試管苗為實驗材料，研究 繼代周期時間對霍山石解試管苗生長及培養(yǎng)基成分的影響，光照、溫濕度對霍山石解試管 苗生長及有效成分積累的影響，旨在為優(yōu)化霍山石解試管苗的培養(yǎng)技術(shù)體系，提高試管苗 生長和有效成分含量提供理論依據(jù)，為霍山石解試管苗的工業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)參數(shù)。但是 試管苗由于石解生長的空間過于狹小，難W模擬自然狀態(tài)下石解生長環(huán)境，且實驗規(guī)模有 限，并且存在長期需要人工進行控制和干預(yù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗系統(tǒng)，W解決上述
【背景技術(shù)】中的問題。
[0005] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用W下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗 系統(tǒng)，包括:應(yīng)用層、通訊層、傳感層，所述應(yīng)用層為監(jiān)控中屯、功服務(wù)器，通訊層包括Wifi無 線路由器、zigbee無線網(wǎng)關(guān)，傳感層安裝分布在對比試驗箱內(nèi)，傳感層包括溫度傳感器、濕 度傳感器、光照傳感器、紫外線傳感器、視頻探頭，監(jiān)控中屯、功服務(wù)器通過Wifi無線路由器 連接到zigbee無線網(wǎng)關(guān)，溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、紫外線傳感器、視頻探頭通 過Wifi無線路由器或zigbee無線網(wǎng)關(guān)連接通訊監(jiān)控中屯、功服務(wù)器。
[0006] 所述對比試驗箱內(nèi)安裝有環(huán)境自動控制系統(tǒng)，環(huán)境自動控制系統(tǒng)包括溫度控制系 統(tǒng)、濕度控制系統(tǒng)和光照控制系統(tǒng)，對比試驗箱內(nèi)安裝有托架，托架上安裝有石解培養(yǎng)皿， 對比試驗箱上側(cè)安裝有溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、紫外線傳感器，對比試驗箱 一側(cè)安裝有視頻探頭，溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、紫外線傳感器、視頻探頭通過 Wifi無線路由器或zigbee無線網(wǎng)關(guān)連接通訊監(jiān)控中屯、功服務(wù)器。
[0007] 所述溫度控制系統(tǒng)包括加熱器、冷風(fēng)機、暖風(fēng)機，溫度控制系統(tǒng)安裝在托架下側(cè)。 [000引所述濕度控制系統(tǒng)加濕器、除濕機，濕度控制系統(tǒng)安裝在托架下側(cè)。
[0009]所述光照控制系統(tǒng)可調(diào)燈、紫外線燈，光照控制系統(tǒng)安裝在石解培養(yǎng)皿上側(cè)。
[0010] 所述監(jiān)控中屯、功服務(wù)器包括數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊連 接有數(shù)據(jù)存儲模塊、多接口通訊單元、W邸發(fā)布模塊、自動管理模塊、實時數(shù)據(jù)顯示模塊、趨 勢圖分析模塊，所述數(shù)據(jù)存儲模塊上連接有報警管理模塊、人員管理模塊、數(shù)據(jù)倉庫模塊， 所述數(shù)據(jù)倉庫模塊連接有歷史數(shù)據(jù)查詢模塊、海量數(shù)據(jù)分析模塊。
[0011] 與已公開技術(shù)相比，本發(fā)明存在W下優(yōu)點:本發(fā)明利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建珍稀種苗 生長環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，通過對育苗過程中不同的環(huán)境(±壤)參數(shù)的調(diào)整，測試環(huán)境(±壤)參 數(shù)對育苗的影響，在一定篩選試驗基礎(chǔ)上獲取最佳的石解種苗生長參數(shù)，整個系統(tǒng)都是模 擬自然狀態(tài)下石解生長狀態(tài)，而且無需長時間人工控制和干預(yù)。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0013] 圖2為本發(fā)明的對比試驗箱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖3為本發(fā)明的監(jiān)控中屯、功服務(wù)器架構(gòu)圖。
[0015] 圖中：1、對比試驗箱；11、可調(diào)燈；12、視頻探頭；13、無線采集傳輸設(shè)備；14、冷風(fēng) 機;15、暖風(fēng)機;16、加濕器;17、托架;18、石解培養(yǎng)皿;19、紫外線燈。
【具體實施方式】
[0016] 為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、工作流程、使用方法達成目的與功效易于明 白了解，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的 實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0017] 如圖1所示，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗系統(tǒng)，包括:應(yīng)用層、通訊層、傳感層，所述 應(yīng)用層為監(jiān)控中屯、功服務(wù)器，通訊層包括Wifi無線路由器、zigbee無線網(wǎng)關(guān)，傳感層安裝分 布在對比試驗箱1內(nèi)，傳感層包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、紫外線傳感器、視 頻探頭，監(jiān)控中屯、功服務(wù)器通過Wifi無線路由器連接到zigbee無線網(wǎng)關(guān)，溫度傳感器、濕度 傳感器、光照傳感器、紫外線傳感器、視頻探頭通過Wifi無線路由器或zigbee無線網(wǎng)關(guān)連接 通訊監(jiān)控中屯、功服務(wù)器。
[0018] 環(huán)境參數(shù)采集實現(xiàn)對溫濕度、光照的數(shù)據(jù)的定時采集。數(shù)據(jù)由無線上傳至監(jiān)控中 屯、功服務(wù)器，監(jiān)控中屯、功服務(wù)器實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲與分析，W數(shù)據(jù)表、趨勢圖等多種形式表 現(xiàn)，超出正常范圍，將自動產(chǎn)生報警。傳感層主要包括溫濕度檢測和光照檢測。靈溫濕度檢 測采用工業(yè)防護型溫濕度探頭，該探頭采用原裝進口溫濕度傳感器為核屯、部件，具有精度 高、穩(wěn)定性好。具有非常高的一致性，可完全互換。?光照傳感器采用對弱光也有較高靈敏 度的娃蘭光伏探測器作為傳感器，該傳感器具有測量范圍寬、線形度好、防水性能好、使用 方便、便于安裝、傳輸距離遠等特點，適用于各種場所，尤其適用于農(nóng)業(yè)大棚、城市照明等場 所。無線測控終端接收傳感器節(jié)點發(fā)送過來的溫濕度W及光照強度等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送 到ZigBee網(wǎng)關(guān)，該ZigBee網(wǎng)關(guān)是基于嵌入式Linux的智能網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)后再通過 wifi將采集到的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中屯、。
[0019] 如圖2所示，所述對比試驗箱內(nèi)安裝有環(huán)境自動控制系統(tǒng)，環(huán)境自動控制系統(tǒng)包括 溫度控制系統(tǒng)、濕度控制系統(tǒng)和光照控制系統(tǒng)，對比試驗箱內(nèi)安裝有托架，托架上安裝有石 解培養(yǎng)皿，對比試驗箱上側(cè)安裝有溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、紫外線傳感器，對 比試驗箱一側(cè)安裝有視頻探頭，溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、紫外線傳感器、視頻 探頭12通過Wifi無線路由器或zigbee無線網(wǎng)關(guān)連接通訊監(jiān)控中屯、功服務(wù)器。
[0020] 所述溫度控制系統(tǒng)包括加熱器、冷風(fēng)機14、暖風(fēng)機15,溫度控制系統(tǒng)安裝在托架下 側(cè)。
[0021] 所述濕度控制系統(tǒng)加濕器16、除濕機，濕度控制系統(tǒng)安裝在托架下側(cè)。
[0022] 所述光照控制系統(tǒng)可調(diào)燈11、紫外線燈19,光照控制系統(tǒng)安裝在石解培養(yǎng)皿上側(cè)。
[0023] 環(huán)境自動控制系統(tǒng)包括溫度控制、濕度控制和光照控制。其中被控對象包括冷風(fēng) 機、暖風(fēng)機、除濕機、加濕機、日光燈和紫外線燈。溫度控制目標(biāo)值通過監(jiān)控軟件錄入，當(dāng)溫 度高，輸入空調(diào)冷風(fēng)，當(dāng)溫度低，輸入空調(diào)熱風(fēng)。濕度控制目標(biāo)值通過監(jiān)控軟件錄入，當(dāng)濕度 超出設(shè)定范圍，濕度不足將自動啟動加濕器，濕度過大，通過除濕實現(xiàn)環(huán)境空氣交換。光照 控制目標(biāo)值通過監(jiān)控軟件錄入，通過控制日光燈開燈數(shù)量的方法實現(xiàn)光照的調(diào)節(jié)。
[0024] 石解培養(yǎng)皿放置在對比測試箱中。其中傳感器和執(zhí)行器安裝于箱壁，箱子中屯、安 裝托架，用于安放種苗培養(yǎng)皿。為了檢測石解生長環(huán)境參數(shù)，實驗箱中應(yīng)安裝了溫度、濕度 和光照傳感器，同時安裝了可調(diào)的日光燈，日光燈滿足箱內(nèi)培養(yǎng)皿中的石解光合作用所需 的光照，并且設(shè)計的光照強度是模擬外面的光照強度變化，即中午光照強度最大，夜晚光照 強度和微弱。根據(jù)石解的生長特性，避免石解被細菌侵蝕，需要對石解生長的環(huán)境進行定期 的殺菌，實驗箱中應(yīng)安裝紫外線燈。
[0025] 如圖3所示，所述監(jiān)控中屯、功服務(wù)器包括數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊，所述數(shù)據(jù) 處理模塊連接有數(shù)據(jù)存儲模塊、多接口通訊單元、W邸發(fā)布模塊、自動管理模塊、實時數(shù)據(jù)顯 示模塊、趨勢圖分析模塊，所述數(shù)據(jù)存儲模塊上連接有報警管理模塊、人員管理模塊、數(shù)據(jù) 倉庫模塊，所述數(shù)據(jù)倉庫模塊連接有歷史數(shù)據(jù)查詢模塊、海量數(shù)據(jù)分析模塊。
[0026] 監(jiān)控中屯、按模塊化設(shè)計，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、存儲、顯示、分析、報警、發(fā)布、打印等 功能。
[0027] 多接口通訊單元，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)通訊、總線通訊、ZIG肥E通訊等類型數(shù)據(jù)解析，轉(zhuǎn)化 為標(biāo)準(zhǔn)格式化數(shù)據(jù)。提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口，供各功能模塊調(diào)用。實現(xiàn)對數(shù)據(jù)和指令的上傳、 下發(fā)。
[0028] 實時數(shù)據(jù)顯示模塊已數(shù)據(jù)表、實際工況模擬圖形式，直觀顯示當(dāng)前采集到的數(shù)據(jù) 和各設(shè)備的運行狀態(tài)、閥口的開關(guān)狀態(tài)等。
[0029] 趨勢圖分析模塊，針對種苗一個或多個參數(shù)點，W圖形形式實現(xiàn)一定時間內(nèi)的變 化趨勢，幫助掌握和分析，工況變化對種苗生長的影響。
[0030] 自動控制管理模塊實現(xiàn)對控制邏輯的編輯，定時控制設(shè)置、控制類型選擇和手自 動控制切換等。實現(xiàn)溫濕度、光照的自動控制W及紫外線的控制，定時操作等不同控制方 式。
[0031] 數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)倉庫模塊實現(xiàn)了對采集數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)、系統(tǒng)操作LOG、報警 類型和報警值的存儲?？蒞設(shè)置不同的存儲周期，數(shù)據(jù)倉庫的選擇可W滿足大小系統(tǒng)對數(shù) 據(jù)的存儲要求。
[0032] 報警管理模塊劃分檢測值限定條件報警，通訊狀態(tài)報警，非法登錄報警，設(shè)置1-3 級報警等級，不同的報警等級實現(xiàn)界面報警提示、語音提醒、聲光報警等。
[0033] 海量數(shù)據(jù)分析模塊，可W按月、按季、按種苗生長周期，查詢一組或多組生長過程 參數(shù)，綜合比較，獲取最佳生長數(shù)據(jù)。指導(dǎo)生產(chǎn)人員不斷應(yīng)用生長數(shù)據(jù)，逐步達優(yōu)。
[0034] 本發(fā)明的工作原理為： 一、石解生長環(huán)境參數(shù)采集 石解培養(yǎng)皿放置在對比測試箱中的中屯、托架上，其中傳感器和執(zhí)行器安裝于箱壁為了 檢測石解生長環(huán)境參數(shù)，實驗箱中安裝了溫度、濕度和光照傳感器，同時安裝了可調(diào)的日光 燈，日光燈滿足箱內(nèi)培養(yǎng)皿中的石解光合作用所需的光照，并且設(shè)計的光照強度是模擬外 面的光照強度變化，即中午光照強度最大，夜晚光照強度和微弱。根據(jù)石解的生長特性，避 免石解被細菌侵蝕，需要對石解生長的環(huán)境進行定期的殺菌，實驗箱中應(yīng)安裝紫外線燈。
[0035] 二、石解生長環(huán)境參數(shù)控制 石解的生長環(huán)境參數(shù)進行自動控制，主要對溫度控制、濕度控制和光照控制。其中被控 對象包括冷風(fēng)機、暖風(fēng)機、除濕機、加濕機、日光燈和紫外線燈。具體控制過程如下： 溫度控制目標(biāo)值通過監(jiān)控軟件錄入，當(dāng)溫度高，輸入空調(diào)冷風(fēng)，當(dāng)溫度低，輸入空調(diào)熱 風(fēng)。濕度控制目標(biāo)值通過監(jiān)控軟件錄入，當(dāng)濕度超出設(shè)定范圍，濕度不足將自動啟動加濕 器，濕度過大，通過除濕實現(xiàn)環(huán)境空氣交換。光照控制目標(biāo)值通過監(jiān)控軟件錄入，通過控制 日光燈開燈數(shù)量的方法實現(xiàn)光照的調(diào)節(jié)。
[0036] W上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明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 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，運些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明的要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及 其等效物界定。
【主權(quán)項】
1. 一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗系統(tǒng)，包括:應(yīng)用層、通訊層、傳感層，其特征在于:所述 應(yīng)用層為監(jiān)控中心功服務(wù)器，通訊層包括Wifi無線路由器、zigbee無線網(wǎng)關(guān)，傳感層安裝分 布在對比試驗箱內(nèi)，傳感層包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、紫外線傳感器、視頻 探頭，監(jiān)控中心功服務(wù)器通過Wifi無線路由器連接到zigbee無線網(wǎng)關(guān)，溫度傳感器、濕度傳 感器、光照傳感器、紫外線傳感器、視頻探頭通過Wifi無線路由器或zigbee無線網(wǎng)關(guān)連接通 訊監(jiān)控中心功服務(wù)器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗系統(tǒng)，其特征在于:所述對比試驗 箱內(nèi)安裝有環(huán)境自動控制系統(tǒng)，環(huán)境自動控制系統(tǒng)包括溫度控制系統(tǒng)、濕度控制系統(tǒng)和光 照控制系統(tǒng)，對比試驗箱內(nèi)安裝有托架，托架上安裝有石斛培養(yǎng)皿，對比試驗箱上側(cè)安裝有 溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、紫外線傳感器，對比試驗箱一側(cè)安裝有視頻探頭，溫 度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、紫外線傳感器、視頻探頭通過Wifi無線路由器或 zigbee無線網(wǎng)關(guān)連接通訊監(jiān)控中心功服務(wù)器。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度控制 系統(tǒng)包括加熱器、冷風(fēng)機、暖風(fēng)機，溫度控制系統(tǒng)安裝在托架下側(cè)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗系統(tǒng)，其特征在于:所述濕度控制 系統(tǒng)加濕器、除濕機，濕度控制系統(tǒng)安裝在托架下側(cè)。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗系統(tǒng)，其特征在于:所述光照控制 系統(tǒng)可調(diào)燈、紫外線燈，光照控制系統(tǒng)安裝在石斛培養(yǎng)皿上側(cè)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)育苗系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控中心 功服務(wù)器包括數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊連接有數(shù)據(jù)存儲模塊、多接 口通訊單元、WEB發(fā)布模塊、自動管理模塊、實時數(shù)據(jù)顯示模塊、趨勢圖分析模塊，所述數(shù)據(jù) 存儲模塊上連接有報警管理模塊、人員管理模塊、數(shù)據(jù)倉庫模塊，所述數(shù)據(jù)倉庫模塊連接有 歷史數(shù)據(jù)查詢模塊、海量數(shù)據(jù)分析模塊。
【文檔編號】G05D27/02GK105824340SQ201610277638
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月30日
【發(fā)明人】丁德定
【申請人】安徽軟申軟件申報服務(wù)有限公司