一種遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)及其智能監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括：控制器模塊、服務(wù)器模塊、執(zhí)行器模塊、客戶端模塊、傳感器信息采集模塊、視頻采集模塊和LED光源模塊。本發(fā)明還公開了一種應(yīng)用于遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)的智能監(jiān)控方法，包括以下步驟：1、根據(jù)植物培養(yǎng)方案，在客戶端模塊上為植物設(shè)定環(huán)境變量的數(shù)值；2、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的環(huán)境變量，判斷其值是否在設(shè)定范圍之內(nèi)，如果實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與設(shè)定值不匹配，則控制器模塊發(fā)送控制指令，讓需要調(diào)整的環(huán)境變量對(duì)應(yīng)的執(zhí)行器模塊進(jìn)行調(diào)節(jié)操作，直到環(huán)境變量與設(shè)定值一致為止；3、控制器模塊將采集到的信息發(fā)送到客戶端模塊。具有節(jié)省了人力成本，改善了植物的生長(zhǎng)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)及其智能監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種植物培養(yǎng)技術(shù)，特別涉及一種遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)及其智能監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”是“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃的重要組成部分，這意味著要充分利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等一系列新的信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)跨界融合，創(chuàng)造基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新模式。
[0003]遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境智能監(jiān)控方法適用于家庭、植物工廠、大田等各種場(chǎng)合，通過(guò)智能控制系統(tǒng)為植物生長(zhǎng)營(yíng)造一個(gè)更合適的環(huán)境。目前我國(guó)國(guó)內(nèi)植物培養(yǎng)所用種植技術(shù)的智能化程度相對(duì)較低，種植過(guò)程中人仍扮演者主要角色，對(duì)植物生長(zhǎng)中的溫度、濕度、CO2濃度以及營(yíng)養(yǎng)液等環(huán)境變量的監(jiān)測(cè)不全面且自動(dòng)控制能力較差，對(duì)植物的補(bǔ)光大多數(shù)也局限于單色光，而且植物的培養(yǎng)一般都需要培養(yǎng)員現(xiàn)場(chǎng)操作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的監(jiān)測(cè)、干預(yù)調(diào)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，該智能監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)需人工現(xiàn)場(chǎng)看守，達(dá)到智能高效的補(bǔ)光，并能實(shí)時(shí)控制植物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境中溫度、濕度等變量。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種應(yīng)用于所述的遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)的智能監(jiān)控方法，該智能監(jiān)控方法能夠通過(guò)服務(wù)器模塊遠(yuǎn)距離的監(jiān)測(cè)和控制植物生長(zhǎng)中的環(huán)境變量。
[0006]本發(fā)明的首要目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括:控制器模塊、服務(wù)器模塊、執(zhí)行器模塊、客戶端模塊、傳感器信息采集模塊、顯示模塊、視頻采集模塊和LED光源模塊;所述傳感器信息采集模塊直接與控制器模塊相連，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)的環(huán)境變量，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器模塊，控制器模塊通過(guò)顯示模塊實(shí)時(shí)顯示所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù);所述執(zhí)行器模塊接收來(lái)自控制器模塊的指令要求，通過(guò)控制多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的環(huán)境變量;所述LED光源模塊可以為植物生長(zhǎng)提供紅、藍(lán)、白三色不同光質(zhì)比的光源組合;所述視頻采集模塊可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植物所在環(huán)境的狀況;所述服務(wù)器模塊接收來(lái)自控制器模塊傳遞的采集信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端模塊;所述客戶端模塊可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像頭查看植物生長(zhǎng)情況，并經(jīng)云端服務(wù)器遠(yuǎn)程發(fā)送控制指令，調(diào)節(jié)植物環(huán)境。
[0007]作為優(yōu)選，傳感器信息采集模塊包括光照強(qiáng)度傳感器，光照強(qiáng)度傳感器接收來(lái)自自然光和LED光源的光照強(qiáng)度，并將采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定的光照值對(duì)比，控制器模塊根據(jù)比較結(jié)果向LED光源模塊發(fā)送控制指令，以調(diào)控遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的光照強(qiáng)度。
[0008]作為優(yōu)選，傳感器信息采集模塊包括溫度傳感器，執(zhí)行器模塊包括風(fēng)扇和加熱管；溫度傳感器可以監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)環(huán)境中的溫度信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器模塊，控制器模塊將其與事先設(shè)定好的溫度值進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)測(cè)量值高于設(shè)定值時(shí)，控制器模塊向風(fēng)扇發(fā)送控制指令，降低環(huán)境溫度；當(dāng)測(cè)量值低于設(shè)定值時(shí)，控制器模塊向加熱器發(fā)送控制指令，升高環(huán)境溫度，直到遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的溫度在設(shè)定范圍內(nèi)為止。
[0009]作為優(yōu)選，傳感器信息采集模塊包括濕度傳感器，執(zhí)行器模塊包括加濕器和除濕器;濕度傳感器可以監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)環(huán)境中的濕度信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器模塊，控制器模塊將其與事先設(shè)定好的濕度值進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)測(cè)量值高于設(shè)定值時(shí)，控制器模塊向除濕器發(fā)送控制指令，降低環(huán)境濕度；當(dāng)測(cè)量值低于設(shè)定值時(shí)，控制器模塊向加濕器發(fā)送控制指令，增加環(huán)境濕度，直到遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的濕度在設(shè)定范圍內(nèi)為止。[0〇10]作為優(yōu)選，傳感器信息米集模塊包括C〇2傳感器，執(zhí)行器模塊包括C〇2瓶;C〇2傳感器可以監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)環(huán)境中的c〇2濃度，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器模塊，控制器模塊將其與事先設(shè)定好的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，控制器模塊根據(jù)比較結(jié)果向c〇2瓶發(fā)送控制指令，以調(diào)控遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的c〇2濃度。
[0011]作為優(yōu)選，傳感器信息采集模塊包括PH值傳感器，執(zhí)行器模塊包括酸性溶液和堿性溶液投放裝置;所述PH值傳感器可以測(cè)量水培溶液的PH值，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器模塊， 控制器模塊將其與事先設(shè)定好的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)測(cè)量值高于設(shè)定值時(shí)，控制器模塊向酸性溶液投放裝置發(fā)送控制指令，降低溶液或土壤的PH值；當(dāng)測(cè)量值低于設(shè)定值時(shí)，控制器模塊向堿性溶液投放裝置發(fā)送控制指令，增加溶液或土壤PH值，以調(diào)控遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的土壤或者水培溶液的酸堿度。
[0012]作為優(yōu)選，傳感器信息采集模塊包括EC值傳感器，執(zhí)行器模塊包括無(wú)機(jī)鹽投放裝置;EC值傳感器可以測(cè)量溶液或土壤的電導(dǎo)率，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器模塊，控制器模塊將其與事先設(shè)定好的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，控制器模塊根據(jù)比較結(jié)果向無(wú)機(jī)鹽投放裝置發(fā)送控制指令，以調(diào)控遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的土壤或者水培溶液的電導(dǎo)率。
[0013]作為優(yōu)選，將視屏采集模塊與控制器模塊相連，控制器模塊能將視頻采集模塊采集的遠(yuǎn)程植物的生長(zhǎng)信息傳送到客戶端模塊。
[0014]作為優(yōu)選，LED光源模塊由紅、藍(lán)、白三色LED燈珠組成的組合光源，LED的光譜域?qū)捳门c植物光合作用的光譜范圍吻合，且其壽命長(zhǎng)、發(fā)光效率高，根據(jù)不同植物需求，通過(guò)控制器模塊調(diào)節(jié)或者產(chǎn)生與植物的生長(zhǎng)需求相對(duì)應(yīng)的光質(zhì)比和光照強(qiáng)度，以促進(jìn)植物生長(zhǎng)。
[0015]作為優(yōu)選，將服務(wù)器模塊與控制器模塊相連，服務(wù)器模塊包括網(wǎng)關(guān)服務(wù)器和云端服務(wù)器，云端服務(wù)器可以接收來(lái)自控制器模塊送達(dá)的采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送到客戶端模塊，用戶能夠利用客戶端模塊遠(yuǎn)程干預(yù)植物生長(zhǎng)環(huán)境的環(huán)境變量。
[0016]作為優(yōu)選，控制器模塊采用以S3C2451處理器為核心的ARM9嵌入式開發(fā)板。
[0017]本發(fā)明的另一目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)的智能監(jiān)控方法，包括以下步驟:
[0018]—種應(yīng)用于所述的遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)的智能監(jiān)控方法，包括以下步驟:
[0019]步驟1、當(dāng)智能監(jiān)控系統(tǒng)開始運(yùn)作后，首先完成控制器模塊、執(zhí)行器模塊、傳感器信息采集模塊和LED光源模塊的初始化配置，然后根據(jù)植物培養(yǎng)方案，在客戶端模塊上為植物設(shè)定環(huán)境變量的數(shù)值。
[0020]步驟2、利用傳感器信息采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的環(huán)境變量，判斷其值是否在設(shè)定范圍之內(nèi)，如果實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與設(shè)定值不匹配，則控制器模塊發(fā)送控制指令，讓需要調(diào)整的環(huán)境變量對(duì)應(yīng)的執(zhí)行器模塊進(jìn)行調(diào)節(jié)操作，直到環(huán)境變量與設(shè)定值一致為止。[0021 ]步驟3、控制器模塊將傳感器信息采集模塊和視頻采集模塊采集到的信息發(fā)送到客戶端模塊，以便查看植物生長(zhǎng)環(huán)境狀態(tài)。
[0022]為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程干預(yù)植物的生長(zhǎng)環(huán)境，所述的智能監(jiān)控方法還包括以下步驟:
[0023]用戶利用客戶端模塊查看遠(yuǎn)程植物的生長(zhǎng)狀況，同時(shí)，用戶通過(guò)客戶端模塊設(shè)定環(huán)境變量數(shù)值，所述環(huán)境變量數(shù)值經(jīng)過(guò)服務(wù)器模塊送達(dá)控制器模塊，所述控制器模塊根據(jù)環(huán)境變量數(shù)值控制執(zhí)行器模塊，以人工干預(yù)遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境中的環(huán)境變量。
[0024]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0025]1、本發(fā)明的遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)是大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等一系列的新的信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)的跨界融合?？刂破髂K根據(jù)傳感器信息采集模塊采集植物生長(zhǎng)環(huán)境的信息，再發(fā)送指令讓執(zhí)行器模塊進(jìn)行環(huán)境參數(shù)調(diào)控，用植物生長(zhǎng)最需要的紅、藍(lán)、白三色組成的組合光源提供補(bǔ)光，用戶可以通過(guò)客戶端模塊隨時(shí)隨地的查看植物生長(zhǎng)狀況，既提高了植物培養(yǎng)效率，又節(jié)省了人力成本。
[0026]2、本發(fā)明的遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)以S3C2451為核心，采用光質(zhì)比可調(diào)節(jié)的以紅、藍(lán)、白三種光源為組合的LED面板燈對(duì)植物進(jìn)行均勻補(bǔ)光，同時(shí)連接光照、溫度、濕度、CO2濃度、PH、EC等傳感器和液晶顯示屏，從而達(dá)到實(shí)時(shí)采集和顯示植物生長(zhǎng)中環(huán)境變量的目的，傳感器信息采集模塊采集的信息經(jīng)WIFI通過(guò)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器上傳至云端服務(wù)器，用戶能夠隨時(shí)隨地通過(guò)客戶端模塊查看植物生長(zhǎng)狀況，并根據(jù)實(shí)際需求遠(yuǎn)程下達(dá)控制指令，通過(guò)風(fēng)扇、加濕器等執(zhí)行器模塊來(lái)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)環(huán)境。本發(fā)明通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制植物生長(zhǎng)過(guò)程中的主要環(huán)境變量，改善植物的生長(zhǎng)環(huán)境，使得植物能夠更加健康快速高效的成長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境智能監(jiān)控方法的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0028]圖2是本發(fā)明遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境智能監(jiān)控方法的控制原理圖。
[0029]圖3是本發(fā)明遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境智能監(jiān)控方法的遠(yuǎn)程監(jiān)控示意圖。
[0030]圖4是本發(fā)明遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境智能監(jiān)控方法的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0032]實(shí)施例
[0033]影響植物生長(zhǎng)的環(huán)境變量主要有光照、溫度、濕度、CO2濃度、PH值和EC值等條件，由于被控對(duì)象隨時(shí)受到不確定外部因素的干擾，使得這些環(huán)境變量很難一直維持在理想狀態(tài)，所以良好的監(jiān)測(cè)設(shè)施和控制手段是必須的，以保證植物生長(zhǎng)不受季節(jié)、氣候和突然事故等的影響。
[0034]如圖1所示，為了給植物生長(zhǎng)提供最適當(dāng)?shù)沫h(huán)境，本實(shí)施例提供了一種遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，該智能監(jiān)控系統(tǒng)主要包括:控制器模塊、服務(wù)器模塊、執(zhí)行器模塊、客戶端模塊、傳感器信息采集模塊、顯示模塊、視頻采集模塊和LED光源模塊。所述控制器模塊主要由以S3C2451處理器為核心的嵌入式開發(fā)版組成，通過(guò)其I/O接口及一些擴(kuò)展工具與其他模塊相連。傳感器信息采集模塊將采集到的植物生長(zhǎng)環(huán)境中的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到控制器模塊，控制器模塊將采集信息通過(guò)顯示模塊實(shí)時(shí)顯示的同時(shí)也根據(jù)實(shí)際作物的生長(zhǎng)需求發(fā)送指令讓執(zhí)行器模塊和LED光源模塊中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人看守時(shí)，用戶通過(guò)客戶端模塊遠(yuǎn)程查看植物生長(zhǎng)環(huán)境，并根據(jù)需求對(duì)植物生長(zhǎng)的環(huán)境變量遠(yuǎn)程調(diào)控。
[0035]如圖2所示，植物生長(zhǎng)環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)的控制方法是在控制器模塊、執(zhí)行器、傳感器、被控對(duì)象之間形成一個(gè)閉環(huán)，將環(huán)境變量的給定值與傳感器信息采集模塊采集到的數(shù)據(jù)的偏差作為控制器模塊的輸入，控制器模塊根據(jù)偏差量發(fā)送控制指令，使執(zhí)行器做出調(diào)節(jié)，從而達(dá)到遠(yuǎn)程控制植物生長(zhǎng)環(huán)境的目的。其中執(zhí)行器包含了水栗、C02瓶、風(fēng)扇、加熱管、加濕器、除濕器、酸堿溶液和無(wú)機(jī)鹽投放裝置、LED光源，傳感器信息采集模塊的傳感器類型包括光照強(qiáng)度、溫度、濕度、C02、PH值、EC值。[〇〇36]如圖3所示，遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，涉及到云端服務(wù)器1、網(wǎng)關(guān)服務(wù)器 2、監(jiān)控平臺(tái)3、PC端4和移動(dòng)端5。監(jiān)控平臺(tái)3可以利用WIFI將所測(cè)數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)上傳，而網(wǎng)關(guān)服務(wù)器2實(shí)時(shí)監(jiān)聽來(lái)自監(jiān)控平臺(tái)3的消息，并將數(shù)據(jù)傳送給云端服務(wù)器1，云端服務(wù)器1將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的同時(shí)把數(shù)據(jù)發(fā)送到PC端4和移動(dòng)端5,這樣用戶不用在現(xiàn)場(chǎng)就能夠以視頻模式或者實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的方式查看植物的生長(zhǎng)情況，也可以根據(jù)實(shí)際需求，通過(guò)客戶端模塊在遠(yuǎn)程下達(dá)控制指令，指令會(huì)經(jīng)云端服務(wù)器1轉(zhuǎn)發(fā)到控制器模塊，進(jìn)而讓執(zhí)行器做出相應(yīng)調(diào)整。
[0037]如圖4所示，為一種應(yīng)用遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)的智能監(jiān)控方法;本實(shí)施例中對(duì)于要培養(yǎng)的植物需預(yù)先設(shè)定好植物生長(zhǎng)的培養(yǎng)方案，即光照、溫度、濕度、〇)2濃度、PH、EC等環(huán)境變量的相關(guān)數(shù)值，在實(shí)際種植過(guò)程中這些設(shè)定值也是可以實(shí)時(shí)調(diào)整的，該智能監(jiān)控方法可以包括如下步驟:
[0038]第一步，當(dāng)智能監(jiān)控系統(tǒng)開始運(yùn)作后，首先完成控制器模塊、執(zhí)行器模塊、傳感器信息采集模塊和LED光源模塊的初始化配置，然后根據(jù)植物培養(yǎng)方案，為植物設(shè)定環(huán)境變量的數(shù)值，為了避免執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁操作，一般允許環(huán)境變量參數(shù)在一定的范圍內(nèi)浮動(dòng)，即設(shè)定一個(gè)上限值和一個(gè)下限值，當(dāng)實(shí)際參數(shù)超過(guò)閾值時(shí)再采取調(diào)控措施。[〇〇39]第二步，如果光照時(shí)間超過(guò)了上限值，就關(guān)閉補(bǔ)光燈，否則正常開啟補(bǔ)光燈，再判斷光照強(qiáng)度是否超過(guò)上限值，如果光照過(guò)強(qiáng)，就調(diào)用光照強(qiáng)度處理子程序，降低光照強(qiáng)度， 接著判斷光質(zhì)比是否需要調(diào)整，補(bǔ)光燈使用的是紅、藍(lán)、白共三種顏色的LED燈珠組合而成的光源，根據(jù)植物不同生長(zhǎng)時(shí)期的需求，可以利用PWM技術(shù)調(diào)節(jié)三色光的比例，以保證實(shí)時(shí)光照最適合植物生長(zhǎng)。
[0040]第三步，判斷環(huán)境溫度是否在設(shè)定范圍之內(nèi)，如果環(huán)境溫度超過(guò)了溫度上限值，就會(huì)調(diào)用風(fēng)扇控制程序，降低環(huán)境溫度，如果環(huán)境溫度低于了溫度下限值，就會(huì)調(diào)用加熱管控制程序，直到環(huán)境溫度在設(shè)定范圍內(nèi)為止。
[0041]第四步，判斷環(huán)境中C02濃度是否低于下限值，一旦濃度過(guò)低，植物光合作用就會(huì)受阻，此時(shí)通過(guò)調(diào)用C02控制程序，讓C02瓶釋放氣體來(lái)維持環(huán)境中C02濃度，保證植物光合作用的正常進(jìn)行。[〇〇42]第五步，判斷土壤或者水培溶液中的PH值是否在設(shè)定范圍內(nèi)，如果PH值超過(guò)了上限值，則開啟酸性溶液投放裝置控制程序，降低環(huán)境的酸堿度，如果PH值低于下限值，就開啟堿性溶液投放裝置控制程序，增加環(huán)境的酸堿度，直達(dá)環(huán)境PH值在設(shè)定范圍內(nèi)為止。
[0043]第六步，判斷EC值是否低于下限值，EC值過(guò)低表示植物生長(zhǎng)所需養(yǎng)分濃度過(guò)低，此時(shí)就需要調(diào)用無(wú)機(jī)鹽投放裝置控制程序，來(lái)增加環(huán)境中的養(yǎng)分，讓植物正常成長(zhǎng)。
[0044]第七步，判斷濕度值是否在設(shè)定范圍內(nèi)，如果濕度超過(guò)了上限值，就開啟除濕器控制程序，降低環(huán)境中的濕度，如果濕度低于下限值，則開啟加濕器控制程序，增加環(huán)境中的濕度，直到實(shí)際濕度在設(shè)定范圍內(nèi)為止。
[0045]第八步，判斷是否有人工干預(yù)，干預(yù)可以來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)，也可以來(lái)自遠(yuǎn)程移動(dòng)端，如果用戶根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整了環(huán)境變量的參數(shù)，程序中就會(huì)根據(jù)干預(yù)情況重新設(shè)定各變量的設(shè)定值、上限值、下限值，然后重新判斷，進(jìn)一步調(diào)節(jié)控制。[〇〇46]所有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)都會(huì)通過(guò)顯示模塊實(shí)時(shí)顯示，當(dāng)環(huán)境變量超過(guò)設(shè)定范圍值時(shí)都會(huì)有報(bào)警信息，視頻采集模塊也會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)環(huán)境，供用戶在客戶端模塊遠(yuǎn)程查看，無(wú)需用戶在現(xiàn)場(chǎng)，該遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為植物培養(yǎng)提供了更智能、更方便的操作。
[0047]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括:控制器模塊、服務(wù)器模塊、執(zhí)行器模塊、客戶端模塊、傳感器信息采集模塊、視頻采集模塊和LED光源模塊;所述傳感器信息采集模塊與控制器模塊相連，所述傳感器信息采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)環(huán)境里的環(huán)境參數(shù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器模塊，控制器模塊通過(guò)顯示模塊實(shí)時(shí)顯示傳感器信息采集模塊所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù);所述執(zhí)行器模塊接收來(lái)自控制器模塊的指令要求，所述執(zhí)行器模塊用于調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的環(huán)境變量;所述視頻采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植物所在環(huán)境的狀況;所述服務(wù)器模塊接收來(lái)自控制器模塊傳遞的采集信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端;所述客戶端模塊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像頭查看植物生長(zhǎng)情況，并經(jīng)云端服務(wù)器遠(yuǎn)程發(fā)送控制指令，以調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程植物的生長(zhǎng)環(huán)境。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器信息采集模塊包括光照強(qiáng)度傳感器;所述光照強(qiáng)度傳感器接收來(lái)自自然光和LED光源的光照強(qiáng)度，并將采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定的光照值對(duì)比，所述控制器模塊根據(jù)比較結(jié)果向LED光源模塊發(fā)送控制指令，以調(diào)控遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的光照強(qiáng)度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器信息采集模塊包括溫度傳感器;所述執(zhí)行器模塊包括風(fēng)扇和加熱管;所述溫度傳感器監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境中的溫度信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器模塊，控制器模塊將測(cè)遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境中的溫度信息與預(yù)先設(shè)定的溫度值進(jìn)行對(duì)比，控制器模塊根據(jù)比較結(jié)果向風(fēng)扇或者加熱管發(fā)送控制指令，以降低或者升高遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器信息采集模塊包括濕度傳感器;所述執(zhí)行器模塊包括加濕器和除濕器;所述濕度傳感器監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)環(huán)境中的濕度信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器模塊，控制器模塊將濕度傳感器監(jiān)測(cè)到的濕度信息與預(yù)先設(shè)定的濕度值進(jìn)行對(duì)比，控制器模塊根據(jù)比較結(jié)果向除濕器和加濕器發(fā)送控制指令，以降低或者增加遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的濕度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器信息采集模塊包括CO2傳感器;所述執(zhí)行器模塊包括0)2瓶;所述CO2傳感器監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境中的CO2濃度數(shù)據(jù)，并將CO2濃度數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器模塊，控制器模塊將遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境中的CO2濃度數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，控制器模塊根據(jù)比較結(jié)果向CO2瓶發(fā)送控制指令，以調(diào)控遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的CO2濃度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器信息采集模塊包括PH值傳感器;所述執(zhí)行器模塊包括酸性溶液和堿性溶液投放裝置;所述PH值傳感器測(cè)量遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境中的PH值，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器模塊，控制器模塊將遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境中的PH值與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，控制器模塊根據(jù)比較結(jié)果決定向酸性溶液或者堿性溶液投放裝置發(fā)送控制指令，以調(diào)控遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的土壤或者水培溶液的酸堿度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器信息采集模塊包括EC值傳感器;所述執(zhí)行器模塊包括無(wú)機(jī)鹽投放裝置;所述EC值傳感器可以測(cè)量遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境中的電導(dǎo)率，并將遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境中的電導(dǎo)率數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器模塊，控制器模塊將遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境中的電導(dǎo)率與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，控制器模塊根據(jù)比較結(jié)果向無(wú)機(jī)鹽投放裝置發(fā)送控制指令，以調(diào)控遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境土壤或者水培溶液的電導(dǎo)率。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述智能監(jiān) 控系統(tǒng)還包括顯示模塊，所述控制器模塊與顯示模塊相連;所述顯示模塊包括液晶顯示屏， 所述液晶顯示屏用于實(shí)時(shí)查看植物生長(zhǎng)環(huán)境中環(huán)境變量的數(shù)據(jù)；所述控制器模塊與LED光源模塊相連;所述LED光源模塊是由紅、藍(lán)、白三色LED燈珠組 成的組合光源，所述控制器模塊調(diào)節(jié)或產(chǎn)生與植物的生長(zhǎng)需求相對(duì)應(yīng)的光質(zhì)比和光照強(qiáng) 度，以促進(jìn)植物生長(zhǎng)；所述控制器模塊與服務(wù)器模塊相連;所述服務(wù)器模塊包括網(wǎng)關(guān)服務(wù)器和云端服務(wù)器， 所述云端服務(wù)器接收來(lái)自控制器模塊發(fā)送的采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送到客戶端模塊，用戶 通過(guò)客戶端模塊設(shè)定環(huán)境變量數(shù)值，所述環(huán)境變量數(shù)值經(jīng)過(guò)服務(wù)器模塊送達(dá)控制器模塊， 所述控制器模塊根據(jù)所述環(huán)境變量數(shù)值控制執(zhí)行器模塊，以人工干預(yù)遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境中 的環(huán)境變量；所述控制器模塊采用以S3C2451處理器為核心的ARM9嵌入式開發(fā)板；所述控制器模塊與視屏采集模塊相連，控制器模塊將視頻采集模塊采集的遠(yuǎn)程植物的 生長(zhǎng)狀況信息傳送到客戶端模塊。9.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的智能監(jiān)控系統(tǒng)的智能監(jiān)控方法， 其特征在于，包括以下步驟:步驟1、當(dāng)智能監(jiān)控系統(tǒng)開始運(yùn)作后，首先完成控制器模塊、執(zhí)行器模塊、傳感器信息采 集模塊和LED光源模塊的初始化配置，然后根據(jù)植物培養(yǎng)方案，在客戶端模塊上為植物設(shè)定 環(huán)境變量的數(shù)值；步驟2、利用傳感器信息采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境的環(huán)境變量，判斷其值是 否在設(shè)定范圍之內(nèi)，如果實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與設(shè)定值不匹配，則控制器模塊發(fā)送控制指令，讓需要調(diào) 整的環(huán)境變量對(duì)應(yīng)的執(zhí)行器模塊進(jìn)行調(diào)節(jié)操作，直到環(huán)境變量與設(shè)定值一致為止；步驟3、控制器模塊將傳感器信息采集模塊和視頻采集模塊采集到的信息發(fā)送到客戶 端模塊，以查看植物生長(zhǎng)環(huán)境狀態(tài)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的智能監(jiān)控方法，其特征在于，還包括以下步驟:用戶利用客戶端模塊查看遠(yuǎn)程植物的生長(zhǎng)狀況，同時(shí)，用戶通過(guò)客戶端模塊設(shè)定環(huán)境 變量數(shù)值，所述環(huán)境變量數(shù)值經(jīng)過(guò)服務(wù)器模塊送達(dá)控制器模塊，所述控制器模塊根據(jù)環(huán)境 變量數(shù)值控制執(zhí)行器模塊，以人工干預(yù)遠(yuǎn)程植物生長(zhǎng)環(huán)境中的環(huán)境變量。
【文檔編號(hào)】G05D27/02GK105974972SQ201610158980
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日
【發(fā)明人】吳玉香, 曾德偉, 文尚勝
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)