一種基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統，包括中央控制單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術連接的監測單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術連接的調整單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術連接的報警單元以及與所述中央控制單元通過無線通信連接的終端，所述中央控制單元包括中央處理器、電源模塊和Zigbee網關；通過手機終端、個人電腦終端實時查看且能通過所述終端下發調節指令，將大棚內環境參數調節至適合作物生長的范圍，調整單元通過所述的調整裝置將棚內參數調節至適合作物生長值，對于大規模大棚種植省去人力物力，最大限度降低人力成本。
【專利說明】
一種基于Z i gbee的農業大棚環境監測調節系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種農業大棚環境監測調節系統，具體是涉及一種基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統。
【背景技術】
[0002]農業大棚是農業生產的重要基礎設施，越來越多的農作物在農業大棚中栽培種植，而大棚中的生化參數對于提高農作物的產量，提高生產效率有決定性作用，根據大棚內環境實時調節生化參數對促進農業生產具有非常重要的意義;農業大棚的造價普遍昂貴，在建設時一般又會使用較多可燃性材料，對于大棚的安全監控、降低損失也是非常必要的。
[0003]傳統的農業大棚多采用儀表人工監測，或者采用有線方式對大棚中生化參數進行實時監測，對于小規模的大棚是沒有問題的，但是對于大規模的農業大棚監測調節系統則存在施工難度大，維護費用高，浪費較多的人力、物力資源的情況;對于大規模的大棚種植，傳統監測控制系統對于安全監測反應速度慢，確定事發地點模糊，因此急需通過自動控制、計算機、通信等技術對傳統大棚監測控制系統進行改造。
[0004]因此，需要提出一種新型的農業大棚環境監測調節系統。

【發明內容】

[0005]為解決上述問題，本實用新型公開了基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統，組網方便，節約成本，能夠實時有效監測大棚環境并作出決策。
[0006]為了達到以上目的，本實用新型提供如下技術方案:一種基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統，包括中央控制單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術連接的監測單元、與所述中央控制單元通過Zi gbee技術連接的調整單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術連接的報警單元以及與所述中央控制單元通過無線通信連接的終端，所述中央控制單元包括中央處理器、電源模塊和Zigbee網關，所述監測單元包括二氧化碳濃度監測單元、空氣濕度監測單元、煙霧監測單元、空氣濕度監測單元、光照強度監測單元和土壤濕度監測單元，所述二氧化碳濃度監測單元包括二氧化碳濃度傳感器和Zigbee模塊，所述空氣濕度監測單元包括空氣濕度傳感器和Zigbee模塊，所述煙霧監測單元包括煙霧傳感器和Zigbee模塊，所述光照強度監測單元包括光照強度傳感器和Zigbee模塊，所述土壤濕度監測單元包括土壤濕度傳感器和Zigbee模塊，所述調整單元包括Zigbee模塊、通風調節裝置、空氣濕度調節裝置、卷簾遮蔽裝置、澆灌裝置、二氧化碳發生裝置以及與所述通風調節裝置、空氣濕度調節裝置、卷簾遮蔽裝置、澆灌裝置和二氧化碳發生裝置分別連接的繼電器組。
[0007]進一步地，所述報警單元包括聲、光報警裝置和Zigbee模塊。
[0008]進一步地，包括無線通信單元，所述無線通信單元包括3G網絡模塊和WIFI模塊，所述終端通過該無線通信單元連接至所述中央控制單元。
[0009]進一步地，所述終端包括手機終端和個人電腦終端。[00?0] 進一步地，所述中央處理器采用Cortex A8中央處理器。
[0011]進一步地，所述中央控制單元包括濾波器模塊，所述濾波器模塊與所述Zigbee網關連接。
[0012]進一步地，所述二氧化碳濃度監測單元、空氣濕度監測單元、煙霧監測單元、空氣濕度監測單元、光照強度監測單元和土壤濕度監測單元均包括壓縮模塊。
[0013]本實用新型與現有技術比較，具有的優點是:
[0014]1、各單元的連接均采用無線網絡，包括Zigbee網絡、3G網絡和WiFi網絡，使得該監測系統布置方便；
[0015]2、采用Zigbee技術組網、通訊上極具優勢;Zigbee通信協議為標準通信協議，對于Zigbee節點之間可以輕松互聯;Zigbee技術的優勢在于低功耗上可以通過電池供電，這樣便于在大棚中布置監測、調整單元;Zigbee網關技術的成熟能夠將Zigbee信號解析后通過包括3G、WiFi等網絡發送，使得Zigbee監測、調節網絡覆蓋面積更廣；
[0016]3、大棚內的生化參數能夠實時監測、上傳，通過手機終端、個人電腦終端實時查看且能通過所述終端下發調節指令，將大棚內環境參數調節至適合作物生長的范圍；
[0017]4、在大棚發生火情時終端用戶能夠通過所述終端查看報警大棚位置，且報警單元進行報警能夠精確定位報警大棚位置，便于及時搶救；
[0018]5、調整單元通過所述的調整裝置將棚內參數調節至適合作物生長值，對于大規模大棚種植省去人力物力，最大限度降低人力成本。
【附圖說明】

[0019]圖1是本實用新型提出的基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統的框圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】，進一步闡明本實用新型，應理解下述【具體實施方式】僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。
[0021]實施例1:
[0022]參照圖1，一種基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統，包括中央控制單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術連接的監測單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術連接的調整單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術連接的報警單元以及與所述中央控制單元通過無線通信連接的終端，其中所述中央控制單元用于數據處理，所述監測單元用于大棚內數據采集，所述調整單元用于根據大棚內部實際情況采取決策，所述報警單元用于當數據超標時發生警報，所述終端用于用戶調整大棚內數據，所述中央控制單元包括中央處理器、電源模塊和Zigbee網關，所述中央處理器采用Cortex AS中央處理器，所述監測單元包括二氧化碳濃度監測單元、空氣濕度監測單元、煙霧監測單元、空氣濕度監測單元、光照強度監測單元和土壤濕度監測單元，所述二氧化碳濃度監測單元包括二氧化碳濃度傳感器和Zigbee模塊，所述空氣濕度監測單元包括空氣濕度傳感器和Zigbee模塊，所述煙霧監測單元包括煙霧傳感器和Zigbee模塊，所述光照強度監測單元包括光照強度傳感器和Zigbee模塊，所述土壤濕度監測單元包括土壤濕度傳感器和Zigbee模塊，所述調整單元包括Zigbee模塊、通風調節裝置、空氣濕度調節裝置、卷簾遮蔽裝置、澆灌裝置、二氧化碳發生裝置以及與所述通風調節裝置、空氣濕度調節裝置、卷簾遮蔽裝置、澆灌裝置和二氧化碳發生裝置分別連接的繼電器組，所述報警單元包括聲、光報警裝置和Zigbee模塊，本系統還包括無線通信單元，所述無線通信單元包括3G網絡模塊和WIFI模塊，所述終端通過該無線通信單元連接至所述中央控制單元，所述終端包括手機終端和個人電腦終端。
[0023]實施例2:
[0024]以上述實施例1中提出的基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統為基礎，進一步提出，所述中央控制單元包括濾波器模塊，所述濾波器模塊與所述Zigbee網關連接，通過在數據接收端增加濾波器模塊，對采集的數據信號進行有效過濾，所述二氧化碳濃度監測單元、空氣濕度監測單元、煙霧監測單元、空氣濕度監測單元、光照強度監測單元和土壤濕度監測單元均包括壓縮模塊，因為監測單元實時采集數據，數據量大，使用壓縮模塊對采集到的初始數據進行過壓縮，有利于數據的后期處理。
[0025]工作原理與工作過程:
[0026]將二氧化碳濃度監測單元、空氣濕度監測單元、土壤濕度監測單元、空氣溫度監測單元、煙霧監測單元、光照強度監測單元、調整單元、報警單元、布置于大棚中，所述的監測單元布置完畢后將對大棚內的生化參數進行實時采集、上傳，參數包括大棚內空氣溫度、濕度、煙霧濃度、二氧化碳濃度，光照強度，土壤濕度，通過各單元中的壓縮模塊對采集到的初始數據進行壓縮處理，最后通過所述的監測單元中的Zigbee模塊經由Zigbee網絡上傳至中央處理單元；
[0027]中央處理單元中的Zigbee網關調度與所述監測單元、調整單元、報警單元的網絡連接，Zigbee網關與所述濾波器模塊連接，對采集的數據信號進行有效過濾，然后將所述監測單元上傳的數據發送到cortex AS中央處理器，中央處理器將數據編碼經由3G網絡、WiFi網絡發送至手機終端、個人電腦終端，完成監測數據上傳至用戶；采用3G網絡保證用戶能夠隨時監測大棚內生化參數，采用個人電腦終端連接WiFi網絡能提高傳送數據量，數據更直觀、明了；
[0028]在空氣濕度不滿足作物生長時，用戶通過所述手機終端、個人電腦終端經由中央處理單元下發空氣濕度調整指令與參數，通過繼電器組選擇、啟動通風調節裝置、空氣加濕裝置，通風調節裝置、空氣加濕裝置啟動后根據指令完成大棚內的通風、加濕動作，實現大棚內濕度的調整；空氣濕度監測單元監測空氣濕度數據并上傳至中央處理單元，中央處理單元判斷滿足用戶設定參數范圍時將下發指令關閉通風調節裝置、空氣加濕裝置；
[0029]在二氧化碳濃度不滿足作物生長時，用戶通過所述手機終端、個人電腦終端經由中央處理單元下發二氧化碳濃度調整指令與參數，通過繼電器組選擇、啟動二氧化碳發生裝置，二氧化碳發生裝置啟動后調節大棚內的二氧化碳濃度;二氧化碳傳感器監測單元將監測到的二氧化碳濃度數據上傳至中央處理單元，中央處理單元判斷滿足用戶設定參數范圍時將下發指令關閉二氧化碳發生裝置。
[0030]在光照強度不滿足作物生長時，用戶通過所述手機終端、個人電腦終端經由中央處理單元下發光照強度調整指令與參數，通過繼電器組來選擇、啟動卷簾遮蔽裝置，卷簾遮蔽裝置啟動后調節大棚內的光照強度;光照強度監測單元將監測到的光照強度上傳至中央處理單元，中央處理單元判斷滿足用戶設定參數范圍時將停止卷簾遮蔽裝置對光照的調整；
[0031]在土壤濕度不滿足作物生長時，用戶通過所述手機終端、個人電腦終端經由中央處理單元下發土壤濕度調整指令與參數，通過繼電器組來選擇、啟動澆灌裝置，澆灌裝置啟動后調節大棚內的土壤濕度;土壤濕度監測單元將監測到的土壤濕度數據上傳至中央處理單元，中央處理單元判斷滿足用戶設定參數范圍時將停止對土壤的澆灌。
[0032]煙霧監測單元對大棚內煙霧濃度進行監測并實時上傳數據到中央處理單元，當大棚內發生火災時煙霧濃度驟增，煙霧監測單元將數據傳送至用戶手機終端、個人電腦終端經行報警，同時，中央處理單元會對煙霧濃度數據進行判斷并下發報警指令到報警單元，報警單元的聲光報警裝置將對所在的大棚進行警報，以便用戶定位事故大棚及時采取消防措施以降低損失。
[0033]本實用新型方案所公開的技術手段不僅限于上述實施方式所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統，其特征在于:包括中央控制單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術連接的監測單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術連接的調整單元、與所述中央控制單元通過Zigbee技術連接的報警單元以及與所述中央控制單元通過無線通信連接的終端，所述中央控制單元包括中央處理器、電源模塊和Zigbee網關，所述監測單元包括二氧化碳濃度監測單元、空氣濕度監測單元、煙霧監測單元、空氣濕度監測單元、光照強度監測單元和土壤濕度監測單元，所述二氧化碳濃度監測單元包括二氧化碳濃度傳感器和Zigbee模塊，所述空氣濕度監測單元包括空氣濕度傳感器和Zigbee模塊，所述煙霧監測單元包括煙霧傳感器和Zigbee模塊，所述光照強度監測單元包括光照強度傳感器和Zigbee模塊，所述土壤濕度監測單元包括土壤濕度傳感器和Zigbee模塊，所述調整單元包括Zigbee模塊、通風調節裝置、空氣濕度調節裝置、卷簾遮蔽裝置、澆灌裝置、二氧化碳發生裝置以及與所述通風調節裝置、空氣濕度調節裝置、卷簾遮蔽裝置、澆灌裝置和二氧化碳發生裝置分別連接的繼電器組。2.根據權利要求1所述的基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統，其特征在于:所述報警單元包括聲、光報警裝置和Zigbee模塊。3.根據權利要求1所述的基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統，其特征在于:包括無線通信單元，所述無線通信單元包括3G網絡模塊和WIFI模塊，所述終端通過該無線通信單元連接至所述中央控制單元。4.根據權利要求1或3所述的基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統，其特征在于:所述終端包括手機終端和個人電腦終端。5.根據權利要求1所述的基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統，其特征在于:所述中央處理器采用Cortex A8中央處理器。6.根據權利要求1所述的基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統，其特征在于:所述中央控制單元包括濾波器模塊，所述濾波器模塊與所述Zigbee網關連接。7.根據權利要求1所述的基于Zigbee的農業大棚環境監測調節系統，其特征在于:所述二氧化碳濃度監測單元、空氣濕度監測單元、煙霧監測單元、空氣濕度監測單元、光照強度監測單元和土壤濕度監測單元均包括壓縮模塊。
【文檔編號】G05D27/02GK205692076SQ201620576006
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月14日 公開號201620576006.8, CN 201620576006, CN 205692076 U, CN 205692076U, CN-U-205692076, CN201620576006, CN201620576006.8, CN205692076 U, CN205692076U
【發明人】宋偉, 王丹陽, 梁寧一, 李曉輝, 李佳佳, 賀偉, 王金鵬, 李庚睿, 郭蓓蕾
【申請人】河南城建學院