專利名稱：溫室無線智能測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微機自動控制領(lǐng)域，特別是涉及一種溫室無線智能測控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)正在走向精細、節(jié)能、高效和環(huán)保，對環(huán)境的要求也變得越來越苛刻，名貴景觀植物其育種、生長、開花、結(jié)果等生長過程都嚴格受到各種自然環(huán)境的影響，名貴植物對生長環(huán)境因素的要求很高，需要非常精細的控制。然而， 光照、溫度、水分等因素之間存在著直接的聯(lián)系。如噴溉可以增加水分，同時也會降低溫度，減少光照(水霧)；遮光可以減少光照且降低溫度從而增加空氣中的水分；加熱可能會增加空氣中的水分但會導(dǎo)致由于霧氣增加而產(chǎn)生光照度降低，以及土壤的水分散失等現(xiàn)象，所以，溫室是一個相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，單純的參數(shù)感知與簡單開環(huán)控制不足以達到最好的效果。而溫室控制系統(tǒng)正是實現(xiàn)溫室自動化和高效生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，溫室控制系統(tǒng)大都采用主從式分布結(jié)構(gòu)，溫室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過各種傳感器對溫室的環(huán)境參數(shù)(光照、溫度、濕度、CO2濃度和營養(yǎng)液PH值和EC值等)和作物的生理參數(shù)(植物的表面電位、蒸騰量、微量生長、植株水勢和植株形態(tài)等)進行檢測，對采得的原始數(shù)據(jù)進行A/D轉(zhuǎn)換和一定的預(yù)處理后，通過總線(如RS232和RS480向主機傳輸，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控。但傳感器至主機之間需要大量電纜，傳感器越多，系統(tǒng)開支越大。由于溫室大棚一般構(gòu)造面積較大，傳感器又屬定點使用的儀表，故各類傳感器的使用數(shù)量越多，布線就越復(fù)雜。同時，傳感器要隨時校正，而且有時傳感器接線是臨時性的，經(jīng)常拆卸和重裝， 既費時費錢又會降低系統(tǒng)的可靠性。另外，由于溫室環(huán)境的特殊性，高溫高濕，土壤鹽漬化嚴重，使得布線材料容易受到腐蝕。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量分布式傳感節(jié)點組成的面向任務(wù)型的網(wǎng)絡(luò)，它是信息領(lǐng)域的一項新興的技術(shù)。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、 分布式信息處理技術(shù)等多種領(lǐng)域技術(shù)，通過各類微型傳感器對目標信息進行實時監(jiān)測并處理后，通過無線網(wǎng)絡(luò)完成信息傳送和協(xié)同控制。我國高端的溫室測控系統(tǒng)大多需要從國外引進，價格昂貴且難以適應(yīng)我國不同地區(qū)栽培作物的生長規(guī)律，因此迫切需求研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低成本高效無線溫室測控系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種使用無線網(wǎng)絡(luò)控制，無須布線，可在線實時M 小時連續(xù)地采集和記錄監(jiān)測點位的環(huán)境信息和生物信息，能根據(jù)各種不同植物生長規(guī)律的要求，自行智能地設(shè)定溫度、濕度和光照強度等參數(shù)的采集時間和控制范圍的溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本發(fā)明的一種溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括無線傳感節(jié)點、無線匯聚節(jié)點、無線控制節(jié)點和優(yōu)化控制站點，所述無線傳感節(jié)點用來采集不同的環(huán)境信息和生物信息，并通過無線多跳路由方式將數(shù)據(jù)傳送到無線匯聚節(jié)點；
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所述無線匯聚節(jié)點用來接收從所述無線傳感節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)，并對從各無線傳感節(jié)點得到的數(shù)據(jù)進行適當?shù)膫鞲行畔⑷诤咸幚砗?，通過中長距離無線數(shù)傳模塊將傳感信息傳給優(yōu)化控制站；所述優(yōu)化控制站點用來接收無線匯聚節(jié)點傳來的傳感信息，優(yōu)化控制站點將傳感信息依據(jù)農(nóng)作物專家系統(tǒng)計算出最優(yōu)控制策略，或者根據(jù)遠程或近程用戶的指令，結(jié)合各控制設(shè)備的狀態(tài)，產(chǎn)生控制指令，并將控制指令發(fā)送到無線匯聚節(jié)點；所述無線匯聚節(jié)點將所述控制指令轉(zhuǎn)發(fā)到無線控制節(jié)點，來控制執(zhí)行裝置實現(xiàn)對環(huán)境信息的優(yōu)化控制。本發(fā)明的一種溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述優(yōu)化控制站點將傳感信息向用戶實時提供傳感信息和各控制設(shè)備的狀態(tài)信息或通過GSM/GPRS將這些信息發(fā)送到遠程服務(wù)器和遠程用戶進行交互。本發(fā)明的一種溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述的環(huán)境信息和生物信息包括溫度、濕度、光照強度和二氧化碳濃度。本發(fā)明的一種溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所述的執(zhí)行裝置包括排風(fēng)扇、水簾、噴淋裝置、照明燈和加熱設(shè)備。本發(fā)明溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有益效果為1、可在線實時M小時連續(xù)地采集和記錄監(jiān)測點位的溫度、濕度、二氧化碳、光照、供電電壓等各項參數(shù)情況，以數(shù)字、圖表等多種方式進行實時顯示和記錄監(jiān)測信息、電池維護提醒信息和控制設(shè)備狀態(tài)信息。2、 優(yōu)化控制站提供協(xié)議端口，可接通信設(shè)備(GSM/GPRS/CDMA DTU等)進行遠程無線傳輸。3、 系統(tǒng)能根據(jù)各種不同植物生長規(guī)律的要求，自行智能地設(shè)定溫度、濕度和光照強度等參數(shù)的采集時間和控制范圍，并支持人員的手工控制。4、可設(shè)定各監(jiān)控點位的溫濕度報警限值， 當出現(xiàn)被監(jiān)控點位數(shù)據(jù)異常時可自動發(fā)出報警信號，報警方式包括現(xiàn)場聲光報警、網(wǎng)絡(luò)客戶端報警、電話語音報警、手機短信息報警等。上傳報警信息并進行本地及遠程監(jiān)測，系統(tǒng)可在不同的時刻通知不同的值班人員。


圖1是本發(fā)明溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作進一步說明。參見圖1，本發(fā)明的溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括無線傳感節(jié)點1、無線匯聚節(jié)點2、無線控制節(jié)點3和優(yōu)化控制站點4，無線傳感節(jié)點1用來采集不同的環(huán)境信息和生物信息，并通過無線多跳路由方式將數(shù)據(jù)傳送到無線匯聚節(jié)點，環(huán)境信息和生物信息包括溫度、濕度、光照強度和二氧化碳濃度。無線匯聚節(jié)點2用來接收從所述無線傳感節(jié)點1傳來的數(shù)據(jù)，并對從各無線傳感節(jié)點得到的數(shù)據(jù)進行適當?shù)膫鞲行畔⑷诤咸幚砗螅ㄟ^中長距離無線數(shù)傳模塊將傳感信息傳給優(yōu)化控制站。優(yōu)化控制站點4用來接收無線匯聚節(jié)點2傳來的傳感信息，優(yōu)化控制站點4 一方面將傳感信息依據(jù)農(nóng)作物專家系統(tǒng)計算出最優(yōu)控制策略，或者根據(jù)遠程或近程用戶的
4指令，結(jié)合各控制設(shè)備的狀態(tài)，產(chǎn)生控制指令，并將控制指令發(fā)送到無線匯聚節(jié)點；優(yōu)化控制站點4另一方面將傳感信息向用戶實時提供傳感信息和各控制設(shè)備的狀態(tài)信息或通過 GSM/GPRS將這些信息發(fā)送到遠程服務(wù)器和遠程用戶進行交互。無線 匯聚節(jié)點2將控制指令轉(zhuǎn)發(fā)到無線控制節(jié)點3，來控制執(zhí)行裝置實現(xiàn)對環(huán)境信息的優(yōu)化控制，執(zhí)行裝置包括排風(fēng)扇、水簾、噴淋裝置、照明燈和加熱設(shè)備。本發(fā)明的溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所采用的主要技術(shù)指標如下1)、無線傳感節(jié)點體積小于50立方厘米、單跳通信距離為100米以上；通信時的工作電流低于20毫安，休眠時的工作電流低于200微安；2)、無線控制節(jié)點體積小于300立方厘米、單跳通信距離為150米以上；3)、無線匯聚節(jié)點體積小于400立方厘米、單跳通信距離為300米以上；提供20 個以上的傳感節(jié)點的直接接入能力。本發(fā)明的溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所采用的溫度指標、濕度指標和光照強度測量指標如下溫度測量指標量程-20°C +70°C ；靈敏度0· 5mV/°C ；精度士0. 5°C (溫度范圍0°C 55°C)，彡士 1.0°C (其余溫度范圍)。濕度測量指標量程0% 95% RH，分辨率0. 5% RH，精度彡士4% RH(濕度范圍20% 80% RH)，彡士5% RH(其余濕度范圍)。光照強度測量指標量程0Lux——40000Lux，精度士5%。以上的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括無線傳感節(jié)點、無線匯聚節(jié)點、無線控制節(jié)點和優(yōu)化控制站點，所述無線傳感節(jié)點用來采集不同的環(huán)境信息和生物信息，并通過無線多跳路由方式將數(shù)據(jù)傳送到無線匯聚節(jié)點；所述無線匯聚節(jié)點用來接收從所述無線傳感節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)，并對從各無線傳感節(jié)點得到的數(shù)據(jù)進行適當?shù)膫鞲行畔⑷诤咸幚砗?，通過中長距離無線數(shù)傳模塊將傳感信息傳給優(yōu)化控制站；所述優(yōu)化控制站點用來接收無線匯聚節(jié)點傳來的傳感信息，優(yōu)化控制站點將傳感信息依據(jù)農(nóng)作物專家系統(tǒng)計算出最優(yōu)控制策略，或者根據(jù)遠程或近程用戶的指令，結(jié)合各控制設(shè)備的狀態(tài)，產(chǎn)生控制指令，并將控制指令發(fā)送到無線匯聚節(jié)點；所述無線匯聚節(jié)點將所述控制指令轉(zhuǎn)發(fā)到無線控制節(jié)點，來控制執(zhí)行裝置實現(xiàn)對環(huán)境信息的優(yōu)化控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述優(yōu)化控制站點將傳感信息向用戶實時提供傳感信息和各控制設(shè)備的狀態(tài)信息或通過GSM/GPRS將這些信息發(fā)送到遠程服務(wù)器和遠程用戶進行交互。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述的環(huán)境信息和生物信息包括溫度、濕度、光照強度和二氧化碳濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述的執(zhí)行裝置包括排風(fēng)扇、水簾、噴淋裝置、照明燈和加熱設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及微機自動控制領(lǐng)域，特別是涉及一種溫室無線智能測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括無線傳感節(jié)點、無線匯聚節(jié)點、無線控制節(jié)點和優(yōu)化控制站點，無線傳感節(jié)點用來采集不同的環(huán)境信息和生物信息，并通過無線多跳路由方式將數(shù)據(jù)傳送到無線匯聚節(jié)點；無線匯聚節(jié)點對從各無線傳感節(jié)點得到的數(shù)據(jù)進行適當?shù)膫鞲行畔⑷诤咸幚砗螅ㄟ^中長距離無線數(shù)傳模塊將傳感信息傳給優(yōu)化控制站；優(yōu)化控制站點將傳感信息依據(jù)農(nóng)作物專家系統(tǒng)計算出最優(yōu)控制策略，或者根據(jù)遠程或近程用戶的指令，結(jié)合各控制設(shè)備的狀態(tài)，產(chǎn)生控制指令，并將控制指令發(fā)送到無線匯聚節(jié)點；無線匯聚節(jié)點將控制指令轉(zhuǎn)發(fā)到無線控制節(jié)點，來控制執(zhí)行裝置實現(xiàn)對環(huán)境信息的優(yōu)化控制。
文檔編號H04W84/18GK102213966SQ20101014261
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者夏鵬, 孫路, 安竹林, 徐勇軍, 李鏡華, 鄭哲 申請人:寧波中科集成電路設(shè)計中心有限公司