溫室大棚監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于農(nóng)業(yè)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溫室大棚監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，溫室大棚已經(jīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中得到普及，合理控制溫室大棚內(nèi)的溫度、濕度、光照等情況可以種植出優(yōu)質(zhì)的蔬菜、谷物或水果等農(nóng)產(chǎn)品。目前，存在多種監(jiān)控溫室大棚各種環(huán)境參數(shù)的系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)存在著很多缺陷。例如，感測環(huán)境參數(shù)的傳感器與環(huán)境參數(shù)的收集終端通過有線連接，這不僅帶來了布線的困難，而且限制了傳感器的可擴展性，不利于從可隨時變化的多個位置感測大棚內(nèi)的環(huán)境情況；此外，傳感器本身的供電裝置也存在布線困難的問題，而且其供電電源也可能需要固定設(shè)置在固定位置，從一定程度上也限制了傳感器的放置位置，并且該供電裝置一般為非清潔能源；再者，整個系統(tǒng)架構(gòu)不規(guī)范，結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一，管理或維護起來較為困難。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種新型的溫室大棚監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，實現(xiàn)傳感器的隨意擴展以及隨意布置，提高了系統(tǒng)的魯棒性和易用性。
[0004]為實現(xiàn)以上目的，本實用新型提出一種溫室大棚監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)，所述溫室大棚監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)包括多個溫室大棚、多個數(shù)據(jù)采集終端以及多個傳感器網(wǎng)絡(luò)，其中在每一個溫室大棚中設(shè)置有一個數(shù)據(jù)采集終端以及與該數(shù)據(jù)采集終端對應的一個由多個傳感器構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)；所述溫室大棚監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)還包括與多個數(shù)據(jù)采集終端通過無線方式連接的中心服務器以及與所述中心服務器通過無線方式連接的監(jiān)控終端；其中，每一個溫室大棚中的所述傳感器網(wǎng)絡(luò)包括設(shè)置在溫室大棚任意位置的多個傳感器，所述多個傳感器與該溫室大棚中的所述數(shù)據(jù)采集終端通過無線的方式進行連接，并且所述多個傳感器采用電池作為供電電源。
[0005]根據(jù)本實用新型的一個方面，所述多個數(shù)據(jù)采集終端的每一個還具有LED指示燈、帶觸控輸入的液晶顯示器及控制繼電器。
[0006]根據(jù)本實用新型的一個方面，所述數(shù)據(jù)采集終端具有GSM/GPRS無線通信模塊。
[0007]根據(jù)本實用新型的一個方面，所述監(jiān)控終端為PC機或移動終端。
[0008]根據(jù)本實用新型的一個方面，所述數(shù)據(jù)采集終端的核心芯片為ATmegal28芯片，所述GSM/GPRS無線通信模塊為MG323通信模塊，所述數(shù)據(jù)采集終端的人機交互接口由一個7寸帶觸控輸入的液晶模塊及驅(qū)動電路板構(gòu)成。
[0009]根據(jù)本實用新型的一個方面，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線通信電路為基于Si4432的無線通信電路。
[0010]根據(jù)本實用新型的一個方面，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)包括溫濕度傳感器、土壤水分傳感器、二氧化碳傳感器。
[0011]根據(jù)本實用新型的一個方面，所述濕度傳感器為AM2301傳感器，土壤水分傳感器為FDS-1OO傳感器，二氧化碳傳感器為TGS4161傳感器。
[0012]根據(jù)本實用新型的一個方面，所述溫室大棚監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)還具有布置在溫室大棚頂部的太陽能電池板；所述溫室大棚的骨架采用中空的鋼管制成，并且整個骨架的兩兩鋼管之間都是連通的，在骨架的中空結(jié)構(gòu)中預先布置有互相連通的電纜；在所述骨架的每根鋼管上，都設(shè)置有若干個孔，以使得鋼管內(nèi)的電纜能夠從所述孔中伸出；所述太陽能電池板連接至從與天陽能電池板臨近的孔中引出的電纜以提供電力；所述傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多個傳感器連接至從與傳感器臨近的孔中引出的電纜，所述多個傳感器的每一個都具有可充電電池以接收通過電纜傳輸?shù)碾娏Α?br>[0013]根據(jù)本實用新型的一個方面，所述溫室大棚監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)還具有將所述若干個孔塞住的若干個橡膠塞。
[0014]由此可見，本方案能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的布線困難、傳感器擴展性差、位置受限等問題，并帶來了隨意擴展、隨意設(shè)置傳感器的技術(shù)效果，具有操作便利的優(yōu)點，并且提出了一種更規(guī)范的系統(tǒng)構(gòu)架，易用性強。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型提出的溫室大棚監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)的整體示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下所述為本實用新型的較佳實施實例，并不因此而限定本實用新型的保護范圍。
[0017]圖1為本實用新型提出的溫室大棚監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)的整體示意圖。
[0018]如圖1所示，所述溫室大棚監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)包括多個溫室大棚1，圖1中示出為三個，實際可以為任意數(shù)量。在每一個溫室大棚I中，均設(shè)置有一個數(shù)據(jù)采集終端11以及與該數(shù)據(jù)采集終端對應的由多個傳感器構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)12。其中，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)用于實現(xiàn)棚內(nèi)環(huán)境量(溫度、濕度、光照度、二氧化碳、土壤參數(shù)等等)的實時測量，不同的傳感器分布于大棚內(nèi)的不同位置。傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每一個傳感器都與所述數(shù)據(jù)采集終端通過無線的方式進行連接，同時，所述該傳感器網(wǎng)路使用電池作為供電電源。由此可見，電源由電池提供、數(shù)據(jù)采用無線傳送，因而傳感器的安裝部署無需布任何電纜，提高了該連接結(jié)構(gòu)的可擴展性，也提高了可靠程度，這是因為布線可能會受到大棚勞作時的人為損害。
[0019]為每一個大棚均設(shè)置一個數(shù)據(jù)采集終端的目的在于，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)采集終端之間的無線連接覆蓋范圍較小，并且也需要對傳感器網(wǎng)絡(luò)中每一個傳感器的數(shù)據(jù)進行收集，在這種情況下它主要起到中繼的作用。此外，該數(shù)據(jù)采集終端還可具有LED指示燈、帶觸控輸入的液晶顯示器及控制繼電器，用于實現(xiàn)人機交互、報警或其它相關(guān)信息的顯示、設(shè)置參數(shù)以及控制輸出等功能。
[0020]所述數(shù)據(jù)采集終端具有GSM/GPRS通信模塊，所述GSM/GPRS通信模塊用于將收集的數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)2上傳至中心服務器4，由此可見，數(shù)據(jù)采集終端與中心服務器之間同樣通過無線的方式進行連接。
[0021 ] 所述中心服務器與多個大棚中相應多個數(shù)據(jù)采集終端通過無線的方式進行連接。這樣的目的在于收集監(jiān)控范圍內(nèi)所有大棚的環(huán)境參數(shù)，當需要時還可對多個大棚加以控制O
[0022]對于用戶來說，本方案提供了多種監(jiān)控終端，諸如PC機6或者移動終端5。所述PC機和移動終端同樣通過無線的方式連接至中心服務器。這樣，中心服務器可將匯總的環(huán)境參數(shù)發(fā)送給作為系統(tǒng)監(jiān)控者的用戶，以實現(xiàn)對多個溫室大棚的監(jiān)視和后續(xù)的控制。
[0023]此外，還提供了多個例如路由器3的網(wǎng)絡(luò)中繼器作為實現(xiàn)無線連接的基本構(gòu)件。
[0024]本方案的連接結(jié)構(gòu)可支持實現(xiàn)如下功能:
[0025]1.采集大棚環(huán)境量:棚內(nèi)溫度、棚內(nèi)濕度、土壤溫度、土壤濕度、光照度、二氧化碳濃度等等；
[0026]2.數(shù)據(jù)現(xiàn)場存儲:數(shù)據(jù)采集終端可存儲本大棚的一個月內(nèi)的采集數(shù)據(jù)據(jù)，以便在網(wǎng)絡(luò)中斷時不丟失數(shù)據(jù)；
[0027]3.控制輸出:風扇控制、卷簾控制、水開關(guān)控制等；
[0028]4.報警功能:
[0029]報警方式:聲光報警(現(xiàn)場)、短信報警(可設(shè)定);
[0030](I)高低溫報警:根據(jù)設(shè)定的農(nóng)作物所需要的環(huán)境溫度范圍報警；
[0031](2)濕度報警:根據(jù)設(shè)定的農(nóng)作物所需要的環(huán)境濕度范圍作出提示報警；
[0032](3) 二氧化碳濃度報警:根據(jù)設(shè)定值范圍報警。
[0033]下面，具體對大棚內(nèi)的數(shù)據(jù)采集終端和傳感器網(wǎng)絡(luò)進行描述。
[0034]數(shù)據(jù)采集終端選用的核心芯片為ATmegal28。ATmegal28是美國ATMEL公司生產(chǎn)的8位AVR系列微處理器，先進的精簡指令(RISC)系統(tǒng)工作于16MHz時性能可達到16MIPS片內(nèi)集成有128K的可重復擦寫的程序存儲器，4K字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)存儲器，4K字節(jié)的EEPROM掉電保護數(shù)據(jù)存儲器。片上集成的2路USART可用于各種模塊間的數(shù)據(jù)通信，而8路AD轉(zhuǎn)換通道可以將8路模擬信號在片上實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)換并處理。
[0035]數(shù)據(jù)采集終端選用的GSM/GPRS通信模塊為MG323通信模塊。MG323是華為公司生產(chǎn)的GSM/GPRS通信模塊，模塊有GSM通信功能以外還支持GPRS通信業(yè)務，數(shù)據(jù)通信最高速率可達到85.6Kbit/s，同時集成有TCP/IP協(xié)議。與主處理器的通信采用UART接口，最大串口速率可達11520