一種基於物聯網技術的農業大棚智能控制裝置製造方法
2023-09-18 19:30:20 3
一種基於物聯網技術的農業大棚智能控制裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基於物聯網技術的農業大棚智能控制裝置，包括：無線傳感單元、自動控制單元，其中，無線傳感單元適於採集大棚內各類環境參數，並無線發送環境參數數據；無線傳感單元包括：各類環境參數傳感器，若干第一從無線節點，環境參數傳感器適於採集相應的環境參數數據；各類環境參數傳感器分別與相應第一從無線節點相連；自動控制單元適於接收環境參數數據，以調控農業大棚內部環境；自動控制單元包括：主控模塊，與該主控模塊相連的主無線節點，以及由主控模塊控制的適於調節大棚內環境參數的環境調控子單元；本實用新型利用物聯網技術，可以做到實時監測並及時調控大棚內部環境，保證農作物生長環境需求。
【專利說明】一種基於物聯網技術的農業大棚智能控制裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種農業大棚智能控制裝置，特別是涉及一種基於物聯網技術的農業大棚智能管理裝置。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的快速增長，人民生活水平不斷提高，資源短缺、環境惡化與人口劇增的矛盾越來越突出。在此環境下，我國對農業大棚的技術研究也在不斷地加大投入，傳統農業大棚在生產過程中主要依靠人力、畜力、各種手工工具以及一些簡單的機械操作，工作人員往往憑藉常年積累的生產經驗，結合人工採集到的棚內溫度、溼度、光照、二氧化碳濃度、土壤酸鹼度等環境參數，來完成調節光照、通風、灌溉、施肥等田間管理工作，再加上一系列大棚作物在不同生長周期的環境需求與養分需求被不同程度地忽視，使得農業大棚生產需要大量人手，消耗大量時間，而且存在難以避免的人工誤差，環境控制缺乏科學性和準確性，從而導致農業生產率低下，農作物產量增長緩慢，大棚技術得不到很好的發展。物聯網技術集各種感知技術、現代網絡技術、人工智慧與自動化技術為一體，將傳感器採集到的信息經網際網路傳輸至指定的應用系統中，用戶可以通過計算機或手機隨時接收各種實時採集的精確傳感器數據，還可以通過遙控各種傳感器，以實現對目標的智能化識別、定位、追蹤、監控和管理。
[0003]因此，需要設計一種基於物聯網技術的農業大棚智能控制裝置，以實現對農業大棚高效而精準的智能化遠程管理。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種基於物聯網技術的農業大棚智能控制裝置，本農業大棚智能控制裝置有效地解決了傳統農業大棚內環境參數的監測與控制中過於依靠人工操作所造成的生產率低下、人力成本較高及控制不精準的問題，以實現大棚管理的自動化和智能化。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種基於物聯網技術的農業大棚智能控制裝置，包括:無線傳感單元、自動控制單元，其中，所述無線傳感單元適於採集大棚內各類環境參數，並無線發送環境參數數據；所述無線傳感單元包括:各類環境參數傳感器，若干第一從無線節點，所述環境參數傳感器適於採集相應的環境參數數據；各類環境參數傳感器分別與相應第一從無線節點相連；所述自動控制單元適於接收環境參數數據，以調控農業大棚內部環境；所述自動控制單元包括:主控模塊，與該主控模塊相連的主無線節點，以及由所述主控模塊控制的適於調節大棚內環境參數的環境調控子單元。
[0006]優選的,所述自動控制單元還包括:所述自動控制單元還包括:顯示模塊、存儲模塊，所述顯示模塊、存儲模塊分別與主控模塊相連，其中，所述顯示模塊用於顯示棚內環境監測數據和/或報警信息；所述存儲模塊用於存放各種農作物在相應階段的生長環境參數。
[0007]優選的，所述各類環境參數傳感器分別為土壤PH值檢測傳感器、CO2檢測傳感器、土壤溫溼度傳感器、光傳感器、空氣溫溼度傳感器。
[0008]優選的，所述環境調控子單元包括:噴淋滴灌裝置、通風裝置、遮陽裝置、加溫補光裝置、開窗裝置，以及若干第二從無線節點；所述各裝置分別與相應的第二從無線節點相連。
[0009]本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:本實用新型通過調節無線傳感單元採集大棚內的環境參數，並且通過無線傳感單元中的第一從無線節點與自動控制單元中的主無線節點，以及環境調控子單元中的第二從無線節點實現大棚內各模塊之間的無線連接，以實現遠程調控農業大棚內部環境；減少了農作物耕種的工作量，降低了成本，增加了收益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據的具體實施例並結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0011]圖1是所述農業大棚智能控制裝置的電路框圖。
【具體實施方式】
[0012]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合【具體實施方式】並參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而並非要限制本實用新型的範圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本實用新型的概念。
[0013]圖1示出了所述農業大棚智能控制裝置的電路框圖。
[0014]如圖1所示，一種基於物聯網技術的農業大棚智能控制裝置中的農業大棚，包括:無線傳感單元、自動控制單元，其中，無線傳感單元適於採集大棚內各類環境參數，並無線傳送環境參數數據；自動控制單元適於接收環境參數數據，及時遠程調控農業大棚內部環境。其中，遠程控制可以包括手動控制、自動控制兩種調控方式。
[0015]手動控制為工作人員根據採集大棚內各類環境參數手動控制自動控制單元調節農業大棚內部環境。
[0016]自動控制為自動控制單元根據農作物的生長環境參數自動實現調節農業大棚內部環境。
[0017]所述無線傳感單元包括:各類環境參數傳感器，其適於分別採集相應的環境參數數據；各類環境參數傳感器分別與各第一從無線節點相連。
[0018]其中，所述各類環境參數傳感器，所述各類環境參數傳感器例如但不限於土壤PH值檢測傳感器、CO2檢測傳感器、土壤溫溼度傳感器、光傳感器、空氣溫溼度傳感器。所述環境參數數據包括但不限於土壤的PH值、CO2濃度、土壤溫溼度、光線強度、空氣溫溼度等參數。
[0019]所述自動控制單元包括:主控模塊，主無線節點，以及環境調控子單元。具體的，所述主控模塊通過主無線節點接收各類環境參數信息數據，發出相應的調控指令，環境調控子單元中的噴淋滴灌裝置、通風裝置、遮陽裝置、加溫補光裝置、開窗裝置通過各第二從無線節點接收並執行相應調控指令。具體的，所述噴淋滴灌裝置的水用電磁閥的控制端，所述通風裝置的風機控制端，所述遮陽裝置中的適於帶動窗簾移動的絲槓轉動電機的控制端，所述加溫補光裝置中的補光燈的控制端分別與相應的第二從無線節點相連，適於接收相應控制信號。
[0020]具體控制過程包括:當棚內土壤的PH值偏高時或土壤乾燥時，則啟動噴淋滴灌裝置，通過澆灌降低土壤的PH值；當棚內CCU農度偏高時，可以利用通風裝置進行換氣；當棚內光線過強，不利於棚內的喜陰植物生長時，啟動遮陽裝置進行遮光，若棚內溫度偏低，或者光線偏暗，喜光植物不利於生長時，則關閉遮光裝置，使陽光射入大棚並且啟動補光燈進行補光、加溫；可選的，開窗裝置也可以實現通風換氣效果。
[0021]所述第一、第二從無線節點，主無線節點，採用物聯網聯接，例如但不限於ZigBee無線節點，ZigBee無線節點採用CC2530晶片實現。
[0022]可選的，所述主控模塊可以但不限於採用單片機、嵌入式等晶片或者採用上位機來實現。
[0023]所述自動控制單元還包括:顯示模塊，該顯示模塊與主控模塊相連，用於顯示棚內環境監測數據和/或報警信息，所述顯示模塊例如但不限於採用液晶屏或觸控螢幕。
[0024]所述自動控制單元還包括:存儲模塊，該存儲模塊與主控模塊相連，用於存放各種農作物在相應階段的生長環境參數，可選的，所述存儲模塊可以採用獨立的存儲單元、或利用主控模塊內部自帶的存儲器。為了實現對農業大棚內部環境進行自動調控，即根據接收到的各類環境參數數據判斷是否滿足農作物的生長環境，調控大棚環境。具體的，所述自動控制單元接收各類環境參數數據，並將該數據分別與存儲於自動控制單元中的存儲模塊內的相應農作物在當前階段的生長環境參數相比對，判斷是否滿足農作物的生長環境。若不滿足農作物的生長環境，則啟動自動控制單元中的環境調控子單元進行調控農業大棚內部環境。
[0025]具體實施過程包括:在所述存儲模塊中農作物的先驗知識庫，即各種農作物在相應階段的生長環境參數，例如，草莓在生長、開關、結果劃分成若干階段，每個階段對應土壤的PH值、C02濃度、土壤溫溼度、光線強度、空氣溫溼度等產生，通過環境調控子單元中各裝置實現棚內相應參數調控，使棚內環境符合草莓的生長需要。
[0026]可選的，所述農業大棚智能控制裝置採用太陽能供電裝置，該太陽能供電裝置包括:太陽能供電模塊和電網供電模塊，所述太陽能供電模塊包括:太陽能電池板和太陽能蓄電池，所述太陽能蓄電池適於提供給農業大棚智能控制裝置所需電能。
[0027]應當理解的是，本實用新型的上述【具體實施方式】僅僅用於示例性說明或解釋本實用新型的原理，而不構成對本實用新型的限制。因此，在不偏離本實用新型的精神和範圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。此外，本實用新型所附權利要求旨在涵蓋落入所附權利要求範圍和邊界、或者這種範圍和邊界的等同形式內的全部變化和修改例。
【權利要求】
1.一種基於物聯網技術的農業大棚智能控制裝置，其特徵在於，包括:無線傳感單元、自動控制單元，其中， 所述無線傳感單元適於採集大棚內各類環境參數，並無線發送環境參數數據； 所述無線傳感單元包括:各類環境參數傳感器，若干第一從無線節點，所述環境參數傳感器適於採集相應的環境參數數據； 各類環境參數傳感器分別與相應第一從無線節點相連； 所述自動控制單元適於接收環境參數數據，以調控農業大棚內部環境； 所述自動控制單元包括:主控模塊，與該主控模塊相連的主無線節點，以及由所述主控模塊控制的適於調節大棚內環境參數的環境調控子單元。
2.根據權利要求1所述的農業大棚智能控制裝置，其特徵在於，所述自動控制單元還包括:顯示模塊、存儲模塊，所述顯示模塊、存儲模塊分別與主控模塊相連，其中， 所述顯示模塊用於顯示棚內環境監測數據和/或報警信息； 所述存儲模塊用於存放各種農作物在相應階段的生長環境參數。
3.根據權利要求1所述的農業大棚智能控制裝置，其特徵在於，所述各類環境參數傳感器分別為土壤PH值檢測傳感器、CO2檢測傳感器、土壤溫溼度傳感器、光傳感器、空氣溫溼度傳感器。
4.根據權利要求1所述的農業大棚智能控制裝置，其特徵在於，所述環境調控子單元包括:噴淋滴灌裝置、通風裝置、遮陽裝置、加溫補光裝置、開窗裝置，以及若干第二從無線節點； 所述各裝置分別與相應的第二從無線節點相連。
【文檔編號】G05D27/02GK204065824SQ201420576405
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】祁崢, 楊光, 王雲良, 葛滿意, 朱軒 申請人:常州機電職業技術學院