基于太陽能的溫室大棚環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于太陽能的溫室大棚環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)業(yè)生物-環(huán)境信息快速獲取、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能化信息實(shí)時(shí)處理和控制技術(shù)等數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，對(duì)于促進(jìn)作物生產(chǎn)按需管理的重大突破，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效能具有重要意義。目前，由溫室無線傳感節(jié)點(diǎn)、無線控制節(jié)點(diǎn)、無線匯聚節(jié)點(diǎn)、優(yōu)化控制節(jié)點(diǎn)等建立溫室無線測(cè)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)溫室信息采集和監(jiān)測(cè)。
[0003]目前，構(gòu)成溫室無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大多是一次性使用，采用電池供電，該工作一方面加大了終端的軟硬件系統(tǒng)的復(fù)雜度，無法長(zhǎng)時(shí)間采集信息，而且也給人們的使用帶來了不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于太陽能的溫室大棚環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于解決在無需更換電池的情況下，完成對(duì)溫室信息的采集和監(jiān)測(cè)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種基于太陽能的溫室大棚環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括MCU模塊，所述MCU模塊的外接電源端口與太陽能收集及能量管理模塊連接、數(shù)據(jù)輸入端口與傳感器模塊連接、數(shù)據(jù)輸出端口與無線通信模塊連接。
[0007]而且，所述MCU模塊進(jìn)行對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，具體的型號(hào)為MSP430F149。
[0008]而且，所述太陽能收集及能量管理模塊進(jìn)行能量的采集與管理，具體包括電池及電壓轉(zhuǎn)換器，所述電池采用太陽能電池板作為電壓源為電壓轉(zhuǎn)換器提供電能，所述太陽能電池板將電能存儲(chǔ)到超級(jí)電容中，同時(shí)采用鋰電池作為后備電源，所述電壓轉(zhuǎn)換器具體采用的型號(hào)為CN3063。
[0009]而且，所述傳感器模塊進(jìn)行各溫室信息的采集，包含溫度傳感器、濕度傳感器、震動(dòng)傳感器、壓力傳感器及流量傳感器，具體采用型號(hào)為DS18B20。
[0010]而且，所述無線通信模塊進(jìn)行各節(jié)點(diǎn)的控制信息的交換和數(shù)據(jù)的收發(fā)，具體采用的型號(hào)為nRF24L01。
[0011 ] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0012]1、本發(fā)明提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)溫室進(jìn)行監(jiān)控，采用溫度傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)來測(cè)量溫度，來獲得農(nóng)作物生長(zhǎng)的最佳條件，為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，最終使溫室中傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，從而達(dá)到增加作物產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
[0013]2、本發(fā)明系統(tǒng)利用太陽能收集及能量管理模塊，實(shí)現(xiàn)無需更換電池溫室信息采集和傳輸，方便人們的使用。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明中典型網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施做進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0016]一種基于太陽能的溫室大棚環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，包括MCU模塊，所述MCU模塊的外接電源端口與太陽能收集及能量管理模塊連接、數(shù)據(jù)輸入端口與傳感器模塊連接、數(shù)據(jù)輸出端口與無線通信模塊連接。
[0017]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，所述MCU模塊進(jìn)行對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，具體的型號(hào)為MSP430F149，包含強(qiáng)大的16位RISC CPU、16位寄存器和恒流發(fā)生器、超低功耗低至:RAM保持模式0.1 μ A，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式0.7 μ A，MIPS工作模式200 μ A，具有在6 μ s之內(nèi)快速從待機(jī)模式喚醒的功能。
[0018]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，所述太陽能收集及能量管理模塊進(jìn)行能量的采集與管理，具體包括電池及電壓轉(zhuǎn)換器，所述電池采用太陽能電池板作為電壓源為電壓轉(zhuǎn)換器提供電能，所述太陽能電池板將電能存儲(chǔ)到超級(jí)電容中，同時(shí)采用鋰電池作為后備電源，所述電壓轉(zhuǎn)換器具體采用的型號(hào)為CN3063，CN3063內(nèi)部的8位模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，能夠根據(jù)輸入電壓源的電流輸出能力自動(dòng)調(diào)整充電電流，熱調(diào)制電路可以在器件的功耗比較大或者環(huán)境溫度比較高的時(shí)候?qū)⑿酒瑴囟瓤刂圃诎踩秶鷥?nèi)，內(nèi)部固定的恒壓充電電壓為4.2V，也可以通過一個(gè)外部的電阻調(diào)節(jié)。
[0019]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，所述傳感器模塊進(jìn)行各溫室信息的采集，包含溫度傳感器、濕度傳感器、震動(dòng)傳感器、壓力傳感器及流量傳感器，具體采用DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，型號(hào)為DS18B20。
[0020]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，所述無線通信模塊進(jìn)行各節(jié)點(diǎn)的控制信息的交換和數(shù)據(jù)的收發(fā)，具體采用的型號(hào)為nRF24L01，其是由NORDIC生產(chǎn)的工作在2.4GHz?2.5GHz的ISM頻段的單片無線收發(fā)器芯片，芯片內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融進(jìn)了增強(qiáng)式ShockBurst技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于太陽能的溫室大棚環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括MCU模塊，所述MCU模塊的外接電源端口與太陽能收集及能量管理模塊連接、數(shù)據(jù)輸入端口與傳感器模塊連接、數(shù)據(jù)輸出端口與無線通信模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太陽能的溫室大棚環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述MCU模塊進(jìn)行對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，具體的型號(hào)為MSP430F149。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太陽能的溫室大棚環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽能收集及能量管理模塊進(jìn)行能量的采集與管理，具體包括電池及電壓轉(zhuǎn)換器，所述電池采用太陽能電池板作為電壓源為電壓轉(zhuǎn)換器提供電能，所述太陽能電池板將電能存儲(chǔ)到超級(jí)電容中，同時(shí)采用鋰電池作為后備電源，所述電壓轉(zhuǎn)換器具體采用的型號(hào)為CN3063。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太陽能的溫室大棚環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器模塊進(jìn)行各溫室信息的采集，包含溫度傳感器、濕度傳感器、震動(dòng)傳感器、壓力傳感器及流量傳感器，具體采用型號(hào)為DS18B20。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太陽能的溫室大棚環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述無線通信模塊進(jìn)行各節(jié)點(diǎn)的控制信息的交換和數(shù)據(jù)的收發(fā)，具體采用的型號(hào)為nRF24L01o
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于太陽能的溫室大棚環(huán)境信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括MCU模塊，所述MCU模塊的外接電源端口與太陽能收集及能量管理模塊連接、數(shù)據(jù)輸入端口與傳感器模塊連接、數(shù)據(jù)輸出端口與無線通信模塊連接。本發(fā)明提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)溫室進(jìn)行監(jiān)控，采用溫度傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)來測(cè)量溫度，來獲得農(nóng)作物生長(zhǎng)的最佳條件，為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，最終使溫室中傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，從而達(dá)到增加作物產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，本發(fā)明系統(tǒng)利用太陽能收集及能量管理模塊，實(shí)現(xiàn)無需更換電池溫室信息采集和傳輸，方便人們的使用。
【IPC分類】G05B19-042
【公開號(hào)】CN104615049
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510012473
【發(fā)明人】盧立秋, 郭軍科, 盧修春, 劉鴻芳, 于金山, 蘇展, 郝春艷, 其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開姓名
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)天津市電力公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日