一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及大棚種植技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]“精確農(nóng)業(yè)”是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流，指的是利用全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、連續(xù)數(shù)據(jù)采集傳感器(CDS)、遙感(RS)、變率處理設(shè)備(VRT)和決策支持系統(tǒng)(DSS)等現(xiàn)代高新技術(shù)，獲取農(nóng)田小區(qū)有機植物產(chǎn)量和影響有機植物生長的環(huán)境因素(如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營養(yǎng)、含水量、病蟲草害等)實際存在的空間及時間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，并采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上有效的調(diào)控措施，區(qū)域?qū)Υ?，按需實施定位調(diào)控的“處方農(nóng)業(yè)”。
[0003]隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，溫室大棚已經(jīng)相當(dāng)普及，隨之而來的溫室大棚智能監(jiān)控管理平臺搭建的需求愈發(fā)強烈。傳統(tǒng)的溫室大棚多為人工通過簡單的溫濕度計量設(shè)備或者簡單的儀器儀表獲取環(huán)境狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)經(jīng)驗手動控制各個調(diào)節(jié)閥。此種方式效率低下，控制效果也無法達到智能自動的要求，因此傳統(tǒng)的監(jiān)控管理方式已顯示出諸多局限性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:為了解決傳統(tǒng)的溫室大棚多為人工通過簡單的溫濕度計量設(shè)備或者簡單的儀器儀表獲取環(huán)境狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)經(jīng)驗手動控制各個調(diào)節(jié)閥，耗時耗力、成本投入大等問題，本實用新型提供了一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統(tǒng)，通過設(shè)置傳感器節(jié)點、現(xiàn)場監(jiān)控模塊、智能采集控制終端以及控制節(jié)點，有效的解決了傳統(tǒng)的溫室大棚多為人工通過簡單的溫濕度計量設(shè)備或者簡單的儀器儀表獲取環(huán)境狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)經(jīng)驗手動控制各個調(diào)節(jié)閥，耗時耗力、成本投入大等問題。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統(tǒng)，包括現(xiàn)場監(jiān)控模塊、計算機控制中心、傳感器節(jié)點、智能采集控制終端和控制節(jié)點，其中:
[0006]現(xiàn)場監(jiān)控模塊，用于實時采集溫室大棚的環(huán)境參數(shù)，并將采集的環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0007]計算機控制中心，采用無線通訊方式接受現(xiàn)場監(jiān)控模塊發(fā)送的數(shù)字信號，分析處理數(shù)字信號并向智能采集控制終端發(fā)送控制指令；
[0008]傳感器節(jié)點，用于溫室大棚環(huán)境信息采集單元，負責(zé)采集監(jiān)測區(qū)域的溫度、濕度、土壤的含水量以及二氧化碳濃度信息并完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；
[0009]智能采集控制終端，采用無線通訊方式接收傳感器節(jié)點和計算機控制中心的數(shù)據(jù)信號，分析處理接收的數(shù)據(jù)信號并向控制節(jié)點發(fā)送控制指令；
[0010]控制節(jié)點，用于接收智能采集控制終端的控制指令，并執(zhí)行控制指令，從而達到調(diào)整環(huán)境參數(shù)的目的。
[0011]進一步地，還包括智能手機控制單元，采用無線通訊方式獲取智能采集控制終端的數(shù)據(jù)，并能夠隨時向智能采集控制終端發(fā)送調(diào)整和控制指令，從而達到調(diào)整環(huán)境參數(shù)的目的。
[0012]進一步地，還包括中間節(jié)點路由器，所述中間節(jié)點路由器設(shè)置在傳感器節(jié)點和智能采集控制終端，并采用無線通訊方式傳輸數(shù)據(jù)，用于提供數(shù)據(jù)的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，同時根據(jù)當(dāng)前的路由表所保持的路由信息情況，選擇最好的路徑傳送數(shù)據(jù)。
[0013]優(yōu)選地，所述傳感器節(jié)點包括溫濕度傳感器、土壤水分傳感器、光照度傳感器和二氧化碳傳感器。
[0014]優(yōu)選地，所述控制節(jié)點包括繼電器終端以及與繼電器終端電連接的加熱設(shè)備、降溫設(shè)備、給水設(shè)備、補光設(shè)備和二氧化碳發(fā)生器。
[0015]具體地，所述智能采集控制終端與LED顯示屏和聲光報警器電連接。
[0016]具體地，所述無線通訊方式采用ZigBee協(xié)議，優(yōu)點:該系統(tǒng)利用ZigBee技術(shù)實現(xiàn)對采集的數(shù)據(jù)及信息無線收發(fā)，對比傳統(tǒng)的系統(tǒng)它有如下優(yōu)點:
[0017]1、布線簡單溫室中有大量分散的傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，這些設(shè)備可能隨著有機植物的改變而進行調(diào)整，同時錯綜復(fù)雜的線纜也需要重新鋪設(shè)，工作量較大。為了科學(xué)、合理地實現(xiàn)大面積溫室環(huán)境參數(shù)的自動檢測與控制，電子檢測裝置和執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)置不僅數(shù)量大而且分布廣，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)無疑需要有錯綜復(fù)雜的配線電纜。當(dāng)溫室內(nèi)生產(chǎn)的有機植物更替時，相應(yīng)的電子檢測裝置和執(zhí)行機構(gòu)的位置常常需要調(diào)整，連接著各個裝置與機構(gòu)的線纜有時也需要重新布置。另外，溫室的利用結(jié)構(gòu)也會經(jīng)常根據(jù)用戶需要而不斷改變，這就要求系統(tǒng)中各個節(jié)點能根據(jù)需要隨意變換位置而不影響系統(tǒng)工作。這不僅增大了溫室的額外投資成本和安裝與維護的難度，有時也影響了有機植物的良好生長。ZigBee技術(shù)只需對具有中轉(zhuǎn)功能的設(shè)備和協(xié)調(diào)器接線供電，其它無線傳感器和無線控制器只需電池供電，位置也可在有效范圍內(nèi)隨意擺放。
[0018]2、組網(wǎng)簡單，節(jié)點數(shù)目可隨意增減有機植物生長階段不同，環(huán)境因子對有機植物的影響可能也不同，生長初期可能對溫度比較敏感，而后期可能對光照比較敏感，這就要求系統(tǒng)可以隨意改變節(jié)點的類型和數(shù)量。除此以外，隨著有機植物的生長，用戶可能還需要對植物的生理參數(shù)進行監(jiān)測而需要不斷增加傳感器節(jié)點。在某些科研溫室中，也經(jīng)常需要改變傳感器節(jié)點的類型和數(shù)量，以達到精確監(jiān)測與控制。上述這些情況都需要所用的監(jiān)控系統(tǒng)的節(jié)點能隨意增減。ZIGBEE采用動態(tài)路由的方式自組織網(wǎng)，靈活簡單，可有多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如星形、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等，增減節(jié)點后也無需布線等復(fù)雜操作，上位機按網(wǎng)絡(luò)ID號自動識別。
[0019]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供了一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)備的檢測出環(huán)境參數(shù)，方便人們科學(xué)的去調(diào)整，而且大大節(jié)約了勞動力，減少了成本投入，而且系統(tǒng)在設(shè)計過程中除滿足當(dāng)前需求外，還需為日后的系統(tǒng)擴展留有足夠的接口，所有功能模塊均為可組態(tài)化設(shè)計，可以靈活的增加或者刪除；系統(tǒng)可對遠程數(shù)據(jù)采集終端執(zhí)行相應(yīng)的遠程操作，包括遠程參數(shù)設(shè)置、遠程控制、遠程數(shù)據(jù)采集等；系統(tǒng)建成后，要求對溫室中的溫度、濕度、光照強度、噴灌裝置等設(shè)備可實現(xiàn)遠程自動、手動監(jiān)測控制，保證溫室有機植物處于最優(yōu)的生長環(huán)境中；并且此系統(tǒng)還包括如下優(yōu)點:1、系統(tǒng)可實現(xiàn)對溫室大棚的空氣溫濕度、土壤溫濕度、二氧化碳濃度、光照強度等數(shù)據(jù)的采集、匯總和分析，以直觀的圖表和曲線顯示，并可根據(jù)有機植物的生長需求提供各種聲光報警信息、手機信息報警；
[0020]2、系統(tǒng)可實現(xiàn)對溫室大棚的智能控制，需配套合適的控制方案實現(xiàn)對風(fēng)機、噴淋灌溉、遮陽調(diào)光、二氧化碳發(fā)生器等設(shè)備的遠程控制。并可配置專用攝像裝置，實現(xiàn)對現(xiàn)場有機植物和現(xiàn)場環(huán)境真實狀況實時呈現(xiàn)；
[0021]3、系統(tǒng)可提供有機植物屬性、日照要求、溫濕度要求、氧氣和二氧化碳濃度要求等最佳生長環(huán)境參數(shù)。根據(jù)有機植物生命周期不同階段的生長情況和環(huán)境參數(shù)，細化階段性的數(shù)據(jù)，匯總分析，輸出精確化的有機植物生命周期特性，自動存儲到數(shù)據(jù)庫中。以后只需提前選好方案，整個系統(tǒng)根據(jù)方案自動進行環(huán)境調(diào)節(jié)，為有機植物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全創(chuàng)造條件；
[0022]4、系統(tǒng)數(shù)據(jù)除了滿足匯總歸納分析的需求，還可實現(xiàn)遠程監(jiān)控，可通過計算機、智能手機等終端遠程實時對現(xiàn)場環(huán)境實現(xiàn)監(jiān)控管理。
【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0024]圖1是本實用新型一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0027]實施例1
[0028]如圖1和圖2所示，一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統(tǒng)，包括現(xiàn)場監(jiān)控模塊、計算機控制中心、傳感器節(jié)點、智能采集控制終端、控制節(jié)點、智能手機控制單元和中間節(jié)點路由器，其中:
[0029]現(xiàn)場監(jiān)控模塊，用于實時采集溫室大棚的環(huán)境參數(shù)，并將采集的環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0030]計算機控制中心，采用無線通訊方式接受現(xiàn)場監(jiān)控模塊發(fā)送的數(shù)字信號，分析處理數(shù)字信號并向智能采集控制終端發(fā)送控制指令；
[0031]傳感器節(jié)點，用于溫室大棚環(huán)境信息采集單元，負責(zé)采集監(jiān)測區(qū)域的溫度、濕度、土壤的含水量以及二氧化碳濃度信息并完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，其中傳感器節(jié)點包括溫濕度傳感