專利名稱：基于3g、rfid和因特網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及一種基于3G、RFID (無(wú)線射頻射頻識(shí)別技術(shù)，Radio Frequency Identification)和因特網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
設(shè)施農(nóng)業(yè)的核心是對(duì)設(shè)施內(nèi)部環(huán)境能夠有效調(diào)控，營(yíng)造適于生物生長(zhǎng)發(fā)育及農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮的最佳環(huán)境條件。因此，對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)有的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要采用有線通信技術(shù)，如串行總線技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)進(jìn)行通信，這種系統(tǒng)雖然具有設(shè)備互操作性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但存在穩(wěn)定性差、可靠性低、部署困難、安裝及維護(hù)成本高等不足，從而極大地限制了其在設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。作為一種新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，3G網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線射頻網(wǎng)RFID技術(shù)及因特網(wǎng)具有精度高、靈活性強(qiáng)、可靠性好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，可以有效克服上述缺陷。3G網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)在中國(guó)的普及，使得大數(shù)據(jù)量實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳送成為可能，所以它最大的應(yīng)用價(jià)值是能實(shí)時(shí)的傳送遠(yuǎn)程信息。無(wú)線射頻網(wǎng)RFID技術(shù)可以很好的應(yīng)用于設(shè)備終端，通過(guò)短距離無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸收集終端傳感器信息，將這些信息及時(shí)的通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)傳送給遠(yuǎn)程控制器。遠(yuǎn)程控制器根據(jù)收集到的終端傳感器信息發(fā)送控制信息，通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)將控制信息傳送給無(wú)線射頻RFID網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線射頻RFID網(wǎng)絡(luò)通過(guò)無(wú)線通信方式將控制信息傳送給終端控制器，最終完成對(duì)遠(yuǎn)程農(nóng)業(yè)設(shè)施的監(jiān)視與控制。綜上所述，提供一種融合了 3G網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線射頻RFID技術(shù)及因特網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)有效監(jiān)控的技術(shù)勢(shì)在必行。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有設(shè)施農(nóng)業(yè)依賴串行總線技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)存在的穩(wěn)定性差、可靠性低、部署困難、安裝及維護(hù)成本高等不足，不利于設(shè)施農(nóng)業(yè)推廣應(yīng)用的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種基于3G、RFID和因特網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案如下基于3G、RFID和因特網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括傳感器單元、小功率RFID單兀、大功率RFID及3G單兀、3G中央基站、因特網(wǎng)單兀、中央控制單兀和終端控制單兀；小功率RFID單元與傳感器單元連接，其用于將傳感器單元采集到的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)線射頻網(wǎng)的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)；大功率RFID及3G單元與小功率RFID單元連接，其用于接收由小功率RFID單元發(fā)來(lái)的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為3G網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)；3G中央基站與大功率RFID及3G單元連接，其用于接收由大功率RFID及3G單元發(fā)來(lái)的3G網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)；中央控制單元與因特網(wǎng)單元連接，其用于接收由因特網(wǎng)單元發(fā)來(lái)的因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)并根據(jù)自身存儲(chǔ)的預(yù)設(shè)值向因特網(wǎng)單元發(fā)出因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令；上述3G中央基站接收由因特網(wǎng)單元傳來(lái)的因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，并將因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令轉(zhuǎn)換為3G設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，然后將轉(zhuǎn)換后的3G設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令發(fā)送給大功率RFID及3G單元；上述大功率RFID及3G單元接收由3G網(wǎng)傳來(lái)的3G設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，并將3G設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令轉(zhuǎn)換為RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，然后將轉(zhuǎn)換后的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令發(fā)送給小功率RFID單元；上述小功率RFID單元還接收由大功率RFID及3G單元傳來(lái)的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，并將RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令發(fā)送給終端控制單元；終端控制單元與小功率RFID單元連接，其用于根據(jù)小功率RFID單元傳來(lái)的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備進(jìn)行控制。本實(shí)用新型的有益效果是該基于3G、RFID和因特網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)大幅提高了設(shè)施農(nóng)業(yè)在進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控時(shí)的大數(shù)據(jù)量實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程通訊能力，使得設(shè)施農(nóng)業(yè)的監(jiān)控具備靈活性強(qiáng)、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還大大降低了安裝及維護(hù)成本，有利于設(shè)施農(nóng)業(yè)的推
廣應(yīng)用。

圖1是本實(shí)用新型基于3G、RFID和因特網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，基于3G、RFID和因特網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)包括傳感器單元、小功率RFID單元、大功率RFID及3G單元、3G中央基站、因特網(wǎng)單元、中央控制單元和終端控制單元。傳感器單元采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器或DFRobot Arduino濕度傳感器，小功率RFID單元采用nRF24LEl芯片，大功率RFID及3G單元采用HD-9293和華為EM560芯片集成，中央控制單元采用ARM9，終端控制單元采用HH52P11繼電器。設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備與傳感器單元連接，傳感器單元通過(guò)小功率RFID單元與大功率RFID及3G單元連接，大功率RFID及3G單元通過(guò)3G中央基站與因特網(wǎng)單元連接，因特網(wǎng)單元與中央控制單元連接。小功率RFID單元還通過(guò)終端控制單元與設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備連接。傳感器單元可以是一個(gè)或多個(gè)，小功率RFID單元也可以是一個(gè)或多個(gè)。在應(yīng)用本實(shí)用新型的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，傳感器單元采集設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備中的溫度或濕度等環(huán)境檢測(cè)信號(hào)并將該信號(hào)發(fā)給小功率RFID單元；小功率RFID單元將傳感器單元所采集到的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)線射頻網(wǎng)的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)并將該信號(hào)發(fā)給大功率RFID及3G單元；大功率RFID及3G單元將接收到的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為3G網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)發(fā)給3G中央基站；3G中央基站將接收到的3G網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)發(fā)給中央控制單元；中央控制單元接收由因特網(wǎng)單元發(fā)來(lái)的因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)，并根據(jù)自身存儲(chǔ)的目標(biāo)溫度或濕度調(diào)控預(yù)設(shè)值向因特網(wǎng)單元發(fā)出因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令。當(dāng)需要調(diào)節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備中的溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)時(shí)，3G中央基站接收由因特網(wǎng)單元傳來(lái)的因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，并將因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令轉(zhuǎn)換為3G設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，然后將轉(zhuǎn)換后的3G設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令發(fā)送給大功率RFID及3G單元；大功率RFID及3G單元將接收到的3G設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令轉(zhuǎn)換為RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，并將轉(zhuǎn)換后的命令發(fā)送給小功率RFID單兀；小功率RFID單兀將接收到的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令發(fā)送給終端控制單元；終端控制單元根據(jù)小功率RFID單元傳來(lái)的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備進(jìn)行控制。
權(quán)利要求1.基于3G、RFID和因特網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在干，該系統(tǒng)包括傳感器單元、小功率RFID單元、大功率RFID及3G單元、3G中央基站、因特網(wǎng)單元、中央控制單元和終端控制單元； 所述小功率RFID単元與傳感器單元連接，其用于將傳感器單元采集到的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)線射頻網(wǎng)的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)； 所述大功率RFID及3G單元與小功率RFID單元連接，其用于接收由小功率RFID單元發(fā)來(lái)的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為3G網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)； 所述3G中央基站與大功率RFID及3G單元連接，其用于接收由大功率RFID及3G單元發(fā)來(lái)的3G網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)；所述中央控制單元與因特網(wǎng)單元連接，其用于接收由因特網(wǎng)單元發(fā)來(lái)的因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)信號(hào)并根據(jù)自身存儲(chǔ)的預(yù)設(shè)值向因特網(wǎng)單元發(fā)出因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令； 上述3G中央基站接收由因特網(wǎng)單元傳來(lái)的因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，并將因特網(wǎng)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令轉(zhuǎn)換為3G設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，然后將轉(zhuǎn)換后的3G設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令發(fā)送給大功率RFID及3G單元；上述大功率RFID及3G單元接收由3G網(wǎng)傳來(lái)的3G設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，并將3G設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令轉(zhuǎn)換為RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，然后將轉(zhuǎn)換后的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令發(fā)送給小功率RFID單元；上述小功率RFID單元還接收由大功率RFID及3G單元傳來(lái)的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令，并將RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令發(fā)送給終端控制單元；終端控制單元與小功率RFID單元連接，其用于根據(jù)小功率RFID單元傳來(lái)的RFID設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制命令對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備進(jìn)行控制。
專利摘要本實(shí)用新型的基于3G、RFID和因特網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域，該監(jiān)控系統(tǒng)包括傳感器單元、小功率RFID單元、大功率RFID及3G單元、3G中央基站、因特網(wǎng)單元、中央控制單元和終端控制單元；傳感器單元通過(guò)小功率RFID單元與大功率RFID及3G單元連接，大功率RFID及3G單元通過(guò)3G中央基站與因特網(wǎng)單元連接，因特網(wǎng)單元與中央控制單元連接。小功率RFID單元還通過(guò)終端控制單元與設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)備連接。本實(shí)用新型的監(jiān)控系統(tǒng)大幅提高了設(shè)施農(nóng)業(yè)在進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控時(shí)的大數(shù)據(jù)量實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程通訊能力，使得設(shè)施農(nóng)業(yè)的監(jiān)控具備靈活性強(qiáng)、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，還大大降低了安裝及維護(hù)成本，有利于設(shè)施農(nóng)業(yè)的推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202870596SQ20122055593
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者劉威, 趙劍, 王麗榮, 張超, 史麗娟, 秦宏伍, 王艷柏, 杜欽生 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春大學(xué)