本發(fā)明屬于智能化信息化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種3d物聯(lián)網(wǎng)智能澆灌控制系統(tǒng)，主要應(yīng)用于果園養(yǎng)護。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在已步入二十一世紀(jì)，高效農(nóng)業(yè)已逐步進入我們的生活，在現(xiàn)在生活當(dāng)中，果園種植難度大而且工作繁重，傳統(tǒng)人工養(yǎng)護或現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)手動調(diào)整現(xiàn)場設(shè)備的養(yǎng)護方式，工作效率低、果樹養(yǎng)護不及時常常導(dǎo)致果樹營養(yǎng)不良、甚至死亡。目前市場上已開發(fā)的產(chǎn)品多數(shù)僅僅是采集信息或者遠程控制，可交互性差，安裝過程復(fù)雜，使用時缺乏科學(xué)性，并且在信息傳輸距離有很大限制，因此迫切需要一種3d物聯(lián)網(wǎng)智能澆灌控制系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種3d物聯(lián)網(wǎng)智能澆灌控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中交互性差，安裝過程復(fù)雜的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3d物聯(lián)網(wǎng)智能澆灌控制系統(tǒng)，包括設(shè)于果園內(nèi)的核心控制器、土壤濕度傳感器、空氣溫濕度傳感器、gprs通信模塊、控制供水管開關(guān)的電磁閥以及與供水管相連的噴頭，土壤濕度傳感器和空氣溫濕度傳感器與核心控制器相連，土壤濕度傳感器探頭插入果樹周圍土壤中，土壤濕度傳感器實時監(jiān)測所在區(qū)域土壤濕度值，并將檢測到濕度值輸出；空氣溫濕度傳感器置于空氣中，空氣溫濕度傳感器實時檢測環(huán)境空氣溫度濕度值，并將溫濕度值輸出；核心控制器接收所述土壤濕度傳感器、空氣溫濕度傳感器輸出的信息，核心控制器將信息通過gprs通信模塊發(fā)送到上位機，并依據(jù)所設(shè)預(yù)先程序或手動控制電池閥的開關(guān)；所述電磁閥一端通過水管連接水泵，另一端通過水管連接到噴頭；核心控制器的單片機信號線與繼電器接口相連，繼電器觸點和電磁閥連接。

所述核心控制器采用stm32f103系列單片機最小系統(tǒng)板將收集的土壤和環(huán)境空氣信息的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為二進制數(shù)據(jù)。

所述核心控制器采用主從無線傳輸模式，主機和從機分區(qū)域監(jiān)控土壤濕度值，通過2.4g無線網(wǎng)絡(luò)將信息匯總到主機。

所述土壤濕度傳感器采用fc-28，空氣溫濕度傳感器采用dht11。

所述gprs通信模塊采用有人usr-gprs-730，上位機與下位機應(yīng)用gprs模塊建立自定義的通信協(xié)議來進行環(huán)境信息數(shù)據(jù)和控制指令的傳輸。

所述上位機，是基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的app應(yīng)用，在手機和pc端上使用，app應(yīng)用是采用3dstudiomax進行場景建模、渲染和加工，unity3d進行場景漫游、信息顯示和遠程控制。

所述app應(yīng)用，在三維虛擬場景下每個區(qū)域都有獨立的顯示土壤和空氣環(huán)境信息界面，結(jié)合科學(xué)知識設(shè)定果樹生長所需環(huán)境進行智能澆灌或點擊噴頭進行手動澆灌。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

果園內(nèi)可分區(qū)域獨立監(jiān)控，所采集的數(shù)據(jù)通過2.4g無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，每塊區(qū)域獨立控制一個電池閥進行控制澆灌，方便在果園內(nèi)安裝和設(shè)備維護。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實時獲取果樹生長環(huán)境信息，通過gprs進行信息的相互傳輸和發(fā)送控制指令，可以選擇設(shè)定果樹生長所需環(huán)境進行智能澆灌，也可以進行手動澆灌。

基于3dstudiomax和unity3d創(chuàng)建了一個app應(yīng)用，在三維虛擬場景下每個區(qū)域都有獨立顯示土壤和空氣環(huán)境信息，不僅滿足數(shù)據(jù)實時監(jiān)測和遠程控制的實用性，同時豐富逼真的三維交互畫面給人直觀的視覺感受。

附圖說明

圖1本發(fā)明的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明中一款結(jié)合虛擬現(xiàn)實開發(fā)的app應(yīng)用過程示意圖。

具體實施方式

實施例

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細(xì)說明：

參考圖1：

本發(fā)明提供一種3d物聯(lián)網(wǎng)智能澆灌控制系統(tǒng)，核心控制器7采用stm32f103系列單片機最小系統(tǒng)板，土壤濕度傳感器5和空氣溫濕度傳感器6與其相連，土壤濕度傳感器5探頭插入果樹周圍土壤中，土壤濕度傳感器實時監(jiān)測所在區(qū)域土壤濕度值，并將檢測到濕度值輸出；空氣溫濕度傳感器6置于空氣中，空氣溫濕度傳感器實時檢測環(huán)境空氣溫度濕度值，并將溫濕度值輸出；核心控制器7接收所述土壤濕度傳感器、空氣溫濕度傳感器輸出的信息，核心控制器將信息通過gprs通信模塊8發(fā)送到上位機，并依據(jù)所設(shè)預(yù)先程序或手動控制電池閥的開關(guān)。

果園劃分區(qū)域進行監(jiān)控，每塊區(qū)域放置一個獨立的核心控制器，所有區(qū)域的信息都將通過2.4g無線網(wǎng)絡(luò)9傳送到一個主核心控制器7，主核心控制器7與gprs模塊8相連，將信息通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到上位機，并在app應(yīng)用中顯示。所述核心控制器采用stm32f103系列單片機最小系統(tǒng)板將收集的土壤和環(huán)境空氣信息的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為二進制數(shù)據(jù)。所述核心控制器采用主從無線傳輸模式，主機和從機3分區(qū)域監(jiān)控土壤濕度值，通過2.4g無線網(wǎng)絡(luò)將信息匯總到主機。所述2.4g無線網(wǎng)絡(luò)9采用2.4g無線模塊jf24d。所述土壤濕度傳感器采用fc-28，空氣溫濕度傳感器采用dht11。所述gprs通信模塊采用有人usr-gprs-730，上位機與下位機應(yīng)用gprs模塊建立自定義的通信協(xié)議來進行環(huán)境信息數(shù)據(jù)和控制指令的傳輸。

每個區(qū)域各設(shè)置一個電磁閥2，一端通過水管連接水泵，另一端通過水管連接到噴頭4，每塊區(qū)域中的核心控制器stm32f103系列單片機信號線與繼電器1接口相連，繼電器觸點和電磁閥2連接，通過改變i/o口的高低電平就可改變電磁閥2的開關(guān)，對果樹澆灌進行控制。

上位機與下位機應(yīng)用gprs模塊8建立自定義的通信協(xié)議來進行環(huán)境信息數(shù)據(jù)和控制指令的傳輸，即下位機根據(jù)上位機設(shè)定環(huán)境信息與所監(jiān)測到的環(huán)境信息進行比較，從而控制澆灌控制，也可以通過上位機手動發(fā)送的控制指令來進行澆灌控制。

參考圖2：

開發(fā)一款基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的app應(yīng)用，可以在手機11和pc端10上使用，app應(yīng)用是采用3dstudiomax進行場景建模、渲染和加工，unity3d進行場景漫游、信息顯示和遠程控制。

app建立的三維虛擬場景下每個區(qū)域都有獨立的顯示土壤和空氣環(huán)境信息界面，可以結(jié)合科學(xué)知識設(shè)定果樹生長所需環(huán)境進行智能澆灌，也可以點擊噴頭進行手動澆灌。

以上對本發(fā)明進行了詳細(xì)介紹，本文中對本系統(tǒng)的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的裝置及其核心思想，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種3D物聯(lián)網(wǎng)智能澆灌控制系統(tǒng)，主要應(yīng)用于果園養(yǎng)護。底層包括：核心控制器、2.4G無線模塊、土壤濕度傳感器、空氣溫濕度傳感器、GPRS模塊、繼電器模塊、水泵、水管、噴頭。頂層包括：遠程客戶端PC端和手機APP。底層分區(qū)域檢測果樹周圍的土壤信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)將信息統(tǒng)一發(fā)送至主核心控制系統(tǒng)，核心控制系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)將信息發(fā)送至頂層。頂層PC端接收信息，并與手機APP進行交互，手機APP建立三維虛擬場景，實現(xiàn)場景漫游、實時監(jiān)視、信息顯示功能。頂層與底層建立協(xié)議，通過查詢果樹養(yǎng)殖專業(yè)信息進行設(shè)定智能澆灌，同時也建立遠程手動控制澆灌。

技術(shù)研發(fā)人員：馮雨軒;王圣玥;趙立杰;郭仁春;邢杰
受保護的技術(shù)使用者：馮雨軒
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.08
技術(shù)公布日：2017.07.28