一種基于Zigbee的新型溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于ZigBee的新型溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，是通過(guò)多個(gè)Zigbee終端設(shè)備連接的傳感器等實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室中各個(gè)區(qū)域的溫濕度、溫度、CO2含量、光照強(qiáng)度和種植區(qū)土壤濕度等環(huán)境氣象信息的準(zhǔn)確采集，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器；Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器可向各個(gè)Zigbee終端設(shè)備發(fā)送控制命令，控制繼電器開(kāi)啟或關(guān)閉，同時(shí)Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)串口模塊將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)服務(wù)器，構(gòu)成良好的人機(jī)界面，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室環(huán)境信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)新型溫室各個(gè)區(qū)域的環(huán)境交互與智能控制，克服了溫室內(nèi)多位一體種集中控制的難題，真正實(shí)現(xiàn)了精細(xì)數(shù)字生態(tài)農(nóng)業(yè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于Z i gbee的新型溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型是一種基于Zigbee的新型溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今北方推廣的智能種植業(yè)與智能養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合的新型溫室生產(chǎn)模式都為人工控制，且不同模塊中同一環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控也是人工監(jiān)控很難做到的。不僅耗費(fèi)了大量的人力物力，還很難實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的精確采集與控制，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。
[0003]Zigbee技術(shù)作為一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，憑借功耗低、成本低、可靠性高等特點(diǎn)，逐漸成為研究熱點(diǎn)，并在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療護(hù)理和軍事等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，被業(yè)界認(rèn)為是最有可能應(yīng)用在工控場(chǎng)合的無(wú)線方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于Zigbee的新型溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型基于Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)多個(gè)Zigbee終端設(shè)備連接的土壤溫濕度傳感器、溫度傳感器、空氣溫濕度傳感器、CO2傳感器、光照傳感器等實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室中各個(gè)區(qū)域的溫濕度、溫度、CO2含量、光照強(qiáng)度和種植區(qū)土壤濕度等環(huán)境氣象信息的準(zhǔn)確采集，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器;Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器可向各個(gè)Zigbee終端設(shè)備發(fā)送控制命令，控制繼電器開(kāi)啟或關(guān)閉，同時(shí)Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)串口模塊將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)服務(wù)器，構(gòu)成良好的人機(jī)界面，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室環(huán)境信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0006]一種基于Zigbee的新型溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，包括Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)服務(wù)器;所述的Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)Zigbee終端設(shè)備和一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器;每個(gè)Zigbee終端設(shè)備包括CC2530模塊、串口模塊、傳感器和繼電器;所述傳感器包括溫度傳感器、CO2傳感器、溫濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、土壤水分傳感器;所述的Zigbee終端設(shè)備將所采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到所述的Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，并接收來(lái)自Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的控制命令;所述的Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器以CC2530擴(kuò)展模塊為核心模塊，Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與數(shù)據(jù)服務(wù)器通過(guò)串口模塊相連接;所述的多個(gè)Zigbee終端設(shè)備分別放置在溫室中的用戶區(qū)、種植區(qū)、養(yǎng)殖區(qū)和沼氣區(qū)，所述的繼電器分別位于溫室各個(gè)區(qū)域用于控制灌溉設(shè)備、燈光設(shè)備、排氣扇或供暖設(shè)備的開(kāi)啟或關(guān)閉；所述的Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和所述的數(shù)據(jù)服務(wù)器放置在用戶區(qū)。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是，將Zigbee技術(shù)運(yùn)用到新型溫室監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室各個(gè)區(qū)域環(huán)境參數(shù)的智能控制，真正實(shí)現(xiàn)了溫室四位一體內(nèi)循環(huán)的生態(tài)農(nóng)業(yè)，有效的解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中費(fèi)時(shí)費(fèi)力的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，精量化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，該實(shí)用新型具有低功耗、方便實(shí)用等特點(diǎn)，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有舉足輕重的使用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)推廣前景。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體示意圖。
[0009]圖2為用戶區(qū)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3為種植區(qū)終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:
[0012]I數(shù)據(jù)服務(wù)器2 Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)3傳感器4灌溉設(shè)備5燈光設(shè)備6排氣扇7繼電器8暖氣片9供暖設(shè)備10 CC2530擴(kuò)展模塊
【具體實(shí)施方式】
[0013]本實(shí)用新型所述的Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊選用成都無(wú)線龍公司推出的C51RF-CC2530-PK無(wú)線Zigbee網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)套件，該套件基于TI公司生產(chǎn)的CC2530芯片，CC2530芯片具有符合2.4GHz的IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)第二代片上系統(tǒng)，并移植了TI公司的2.5.1a協(xié)議棧。本實(shí)施例中如無(wú)特殊說(shuō)明，均可采用現(xiàn)有設(shè)備或技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述:
[0015]如圖1所示，在新型溫室中布署Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，本實(shí)用新型包括數(shù)據(jù)服務(wù)器I和四個(gè)Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)2。第一部分?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)器I，用于存儲(chǔ)和顯示室內(nèi)環(huán)境信息和設(shè)備運(yùn)行情況，用戶區(qū)的Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器將各個(gè)區(qū)域采集的環(huán)境信息發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)器，同時(shí)攜帶傳感器采集用戶區(qū)的環(huán)境信息并向終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)數(shù)據(jù)服務(wù)器指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端設(shè)備的控制；第二部分是種植區(qū)Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其作為終端節(jié)點(diǎn)攜帶多個(gè)傳感器和設(shè)備控制器，負(fù)責(zé)種植區(qū)的環(huán)境信息采集和設(shè)備運(yùn)行控制；第三部分是養(yǎng)殖區(qū)Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其作為終端節(jié)點(diǎn)攜帶傳感器和設(shè)備控制器，負(fù)責(zé)養(yǎng)殖區(qū)的環(huán)境信息采集和設(shè)備運(yùn)行控制；第四部分是沼氣區(qū)Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其作為終端節(jié)點(diǎn)攜帶傳感器和設(shè)備控制器，負(fù)責(zé)沼氣區(qū)的環(huán)境信息采集和設(shè)備運(yùn)行控制。
[0016]如圖2所示，所述的用戶區(qū)Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括CC2530擴(kuò)展模塊10和串口模塊11，通過(guò)串口模塊與數(shù)據(jù)服務(wù)器通信;并作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器，通過(guò)ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與其他終端節(jié)點(diǎn)通信；攜帶傳感器3(包括DS18B20溫度傳感器和BMG-⑶2-NDIR CO2傳感器)，并控制繼電器7，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶區(qū)與種植區(qū)排氣扇6的控制。
[0017]如圖3所示，所述的種植區(qū)Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括CC2530擴(kuò)展模塊10，其作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)，攜帶傳感器3(包括SHTlO空氣溫濕度傳感器、SWR-3土壤濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器和BMG-C02-NDIR CO2傳感器)，并控制灌溉設(shè)備4和燈光設(shè)備5。
[0018]【具體實(shí)施方式】為:在新型溫室的種植區(qū)、養(yǎng)殖區(qū)、沼氣區(qū)等每一個(gè)區(qū)域都放置一個(gè)Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其中種植區(qū)Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為終端節(jié)點(diǎn)，利用其攜帶的SHTlO空氣溫濕度傳感器、SWR-3土壤濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器和BMG-C02-NDIR CO2傳感器對(duì)種植區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)的環(huán)境信息采集;養(yǎng)殖區(qū)Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為終端節(jié)點(diǎn)，利用其攜帶的DS18B20溫度傳感器和BMG-C02-NDIR CO2傳感器對(duì)養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)的環(huán)境信息采集;沼氣區(qū)Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為終端節(jié)點(diǎn)，利用其攜帶的DS18B20溫度傳感器對(duì)沼氣區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)的溫度信息采集;數(shù)據(jù)無(wú)線傳送給用戶區(qū)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，再由其通過(guò)串口發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器中的上位機(jī)界面顯示整個(gè)溫室的環(huán)境信息；數(shù)據(jù)服務(wù)器可根據(jù)采集到的環(huán)境信息，下發(fā)控制命令，控制灌溉設(shè)備、燈光設(shè)備、排氣扇和供暖設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)溫室的智能監(jiān)控。
[0019]具體控制命令是:(1)當(dāng)用戶區(qū)和養(yǎng)殖區(qū)溫度低于20°C時(shí)，沼氣區(qū)供暖設(shè)備啟動(dòng)，將用戶區(qū)和養(yǎng)殖區(qū)溫度控制在20°C; (2)當(dāng)用戶區(qū)和養(yǎng)殖區(qū)CO2濃度大于100ppm時(shí)，控制繼電器開(kāi)啟排氣扇，實(shí)現(xiàn)與種植區(qū)空氣流通，將用戶區(qū)和養(yǎng)殖區(qū)的CO2濃度控制在100ppm以下；(3)當(dāng)種植區(qū)土壤水分含量在17%以下時(shí)，開(kāi)啟灌溉設(shè)備，將種植區(qū)土壤濕度控制在17%?44%; (4)當(dāng)種植區(qū)光照強(qiáng)度低于30001UX時(shí)，開(kāi)啟燈光設(shè)備，將種植區(qū)光照強(qiáng)度控制在30001UX; (4)所有的控制指令也可以通過(guò)用戶在服務(wù)器的上位機(jī)進(jìn)行設(shè)定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于Zigbee的新型溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)服務(wù)器;所述的Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)Zigbee終端設(shè)備和一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器;每個(gè)Zigbee終端設(shè)備包括CC2530模塊、串口模塊、傳感器和繼電器;所述傳感器包括溫度傳感器、CO2傳感器、溫濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器和土壤水分傳感器;所述的Zigbee終端設(shè)備將所采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到所述的Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，并接收來(lái)自Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的控制命令;所述的Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器以CC2530擴(kuò)展模塊為核心模塊，Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與數(shù)據(jù)服務(wù)器通過(guò)串口模塊相連接;所述的多個(gè)Zigbee終端設(shè)備分別放置在溫室中的用戶區(qū)、種植區(qū)、養(yǎng)殖區(qū)和沼氣區(qū);所述的繼電器分別用于控制灌溉設(shè)備、燈光設(shè)備、排氣扇或供暖設(shè)備的開(kāi)啟或關(guān)閉。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK205485592SQ201620176476
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月8日
【發(fā)明人】蘭鵬, 畢建杰, 方陽(yáng)陽(yáng)
【申請(qǐng)人】山東農(nóng)業(yè)大學(xué)