基于td?lte的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了基于TD?LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括溫室大棚、檢測傳感器組、環(huán)境調節(jié)裝置、LQR控制器、GPRS模塊、監(jiān)控網關、數據轉發(fā)中繼器、數據平臺、高清攝像機和移動終端，檢測傳感器組采集環(huán)境參數通過數據轉發(fā)中繼器傳輸至LQR控制器；高清攝像機通過TD?LTE網絡連接數據平臺；LQR控制器通過GPRS模塊連接監(jiān)控網關，并控制環(huán)境調節(jié)裝置；監(jiān)控網關連接數據平臺；移動終端通過TD?LTE網絡與數據平臺連接。本實用新型在雙孢菇栽培溫室的環(huán)境監(jiān)控中采用無線數據采集、遠程控制方式，解決了溫室布線復雜、控制穩(wěn)定性差的問題，具有控制方便、可靠性高、精確度高等特點。
【專利說明】
基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及雙孢菇栽培領域，具體涉及基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有對食用菌溫室環(huán)境遠程監(jiān)控的研究很少涉及雙孢菇栽培。已有的溫室遠程控制系統(tǒng)主要有兩種方式:①將檢測傳感器組采集的溫室環(huán)境參數通過網絡傳輸到遠程數據平臺，提供參數查詢與報警功能，不提供實時控制功能;且視頻信號的傳輸因為網絡的要求高，導致移動終端服務通用性差②利用單片機、PLC等控制器將溫室環(huán)境參數通過無線模塊發(fā)送到移動終端，移動終端通過短信、彩信等發(fā)送控制指令，但實時性差，系統(tǒng)穩(wěn)定性差。通過以上分析，傳統(tǒng)的溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，主要考慮的是溫室環(huán)境參數的遠程傳遞，沒有獲取雙孢菇生長的實時環(huán)境狀況，影響了監(jiān)控系統(tǒng)的直觀性與交互性。
[0003]TD-LTE即第四代移動通信技術與標準，俗稱“4G”，最高速率達到100Mb its/s，滿足視頻、圖片、聲音等多種高速數據傳輸的要求。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)雙孢菇栽培溫室的環(huán)境監(jiān)控遇到的問題:溫室布線復雜;投資成本與維護成本高；溫室控制精準度差;遠程服務通用性差;監(jiān)控系統(tǒng)的直觀性與交互性差;雙孢菇生長的實時環(huán)境狀況無法實時跟蹤等缺點。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下的技術方案:
[0006]本實用新型提供一種基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括溫室大棚、檢測傳感器組、環(huán)境調節(jié)裝置、LQR控制器、GPRS模塊、監(jiān)控網關、數據轉發(fā)中繼器、數據平臺、高清攝像機和移動終端；
[0007]溫室大棚包括溫室大棚頂部、溫室大棚側壁以及溫室大棚頂部；
[0008]檢測傳感器組采集環(huán)境參數通過數據轉發(fā)中繼器傳輸至LQR控制器;檢測傳感器組設于所述溫室大棚內，方便檢測各項數據。
[0009]高清攝像機通過TD-LTE網絡連接數據平臺；高清攝像機設于所述溫室大棚頂部；
[0010]LQR控制器通過GPRS模塊連接監(jiān)控網關，并控制環(huán)境調節(jié)裝置；
[0011]監(jiān)控網關連接數據平臺；
[0012]移動終端通過TD-LTE網絡與數據平臺連接
[0013]環(huán)境調節(jié)裝置包括高壓微霧機、滴灌裝置、通風機和燈帶以及空調
[0014]高壓微霧機與LQR控制器通信連接，高壓微霧機設于溫室大棚頂部，用于保持雙孢菇的環(huán)境濕度；
[0015]滴灌裝置與LQR控制器通信連接，滴灌裝置設于溫室大棚內的雙孢菇上方，用于對雙孢菇進行灌溉；
[0016]通風機和燈帶與LQR控制器通信連接，通風機和燈帶設于溫室大棚頂部，用于對雙孢菇生長環(huán)境進行通風和光照；
[0017]空調與LQR控制器通信連接，空調設于溫室大棚側壁上，用于調節(jié)雙孢菇生長環(huán)境的溫度。
[0018]在一些實施方式中，GPRS模塊采用⑶MWAYWG-8010 GPRS DTUjCOMffAY WG-8010GPRS DTU設有RS232/485數據接口。
[0019]在一些實施方式中，檢測傳感器組包括JZH-101無線溫濕度傳感器、JZH-102無線二氧化碳傳感器、JZH-O系列無線水分傳感器和JRFW-28無線光照采集器。
[0020]在一些實施方式中，LQR控制器采用ARMll系列的S3C6410芯片為控制核心。
[0021]在一些實施方式中，高清攝像機采用?？低暻驒C41201-D?？梢匀轿坏倪M行攝像監(jiān)控。
[0022]在一些實施方式中，LQR控制器采用ARMll系列的S3C6410芯片為控制核心。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所達到的有益效果是:(I)解決了傳統(tǒng)雙孢菇栽培溫室布線復雜的問題;解決了傳統(tǒng)雙孢菇栽培溫室投資成本與維護成本高的缺點，減少人員職守;解決了遠程服務通用性差的問題;本使用新型采用TD-LTE業(yè)務，該業(yè)務可以通過移動服務商包月收費，費用低。(2)本實用新型通過LQR控制器對雙孢菇溫室的環(huán)境進行不同階段的自動調節(jié)，提高系統(tǒng)控制的精準度，通過移動終端對雙孢菇溫室的環(huán)境進行遠程監(jiān)測或人工方式進行設備的控制，使得溫室栽培更加智能化;監(jiān)控系統(tǒng)的直觀性與交互性好;雙孢菇生長的實時環(huán)境狀況能即時跟蹤。(3)本實用新型提高了雙孢菇栽培溫室環(huán)境報警的實時性、準確性和直觀性。
【附圖說明】
[0024]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。
[0025]在附圖中:
[0026]圖1是本實用新型實施例所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)整體結構示意圖。
[0027]圖2是本實用新型實施例所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]以下結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0029]本實用新型提供基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，包括溫室大棚、檢測傳感器組、環(huán)境調節(jié)裝置、LQR控制器、GPRS模塊、監(jiān)控網關、數據轉發(fā)中繼器、數據平臺、高清攝像機和移動終端；
[0030]溫室大棚包括溫室大棚頂部、溫室大棚側壁以及溫室大棚頂部；
[0031]檢測傳感器組采集環(huán)境參數通過數據轉發(fā)中繼器傳輸至LQR控制器;檢測傳感器組設于溫室大棚內，方便檢測各項數據。
[0032]高清攝像機通過TD-LTE網絡連接數據平臺；高清攝像機設于所述溫室大棚頂部，設施在頂部視野開闊，方便監(jiān)控。
[0033]LQR控制器通過GPRS模塊連接監(jiān)控網關，并控制環(huán)境調節(jié)裝置；
[0034]監(jiān)控網關連接數據平臺；
[0035]移動終端通過TD-LTE網絡與數據平臺連接
[0036]環(huán)境調節(jié)裝置包括高壓微霧機、滴灌裝置、通風機和燈帶以及空調
[0037]高壓微霧機與LQR控制器通信連接，高壓微霧機設于溫室大棚頂部，用于保持雙孢菇的環(huán)境濕度；
[0038]滴灌裝置與LQR控制器通信連接，滴灌裝置設于溫室大棚內的雙孢菇上方，用于對雙孢菇進行灌溉；
[0039]通風機和燈帶與LQR控制器通信連接，通風機和燈帶設于溫室大棚頂部，用于對雙孢菇生長環(huán)境進行通風和光照；
[0040]空調與LQR控制器通信連接，空調設于溫室大棚側壁上，用于調節(jié)雙孢菇生長環(huán)境的溫度。
[0041 ] GPRS模塊采用COMffAY WG-8010 GPRS DTU,COMffAY WG-8010 GPRS DTU設有RS232/485數據接口。
[0042]LQR控制器采用ARMll系列的S3C6410芯片為控制核心。
[0043]高清攝像機采用?？低暻驒C41201-D。可以全方位的進行攝像監(jiān)控。
[0044]LQR控制器采用ARMll系列的S3C6410芯片為控制核心，LQR控制器由存儲模塊、電源模塊、復位電路、晶振電路、顯示模塊、輸入和輸出擴展電路、通信模塊組成。
[0045]移動終端包括智能手機、電視屏幕、PAD和PC機。
[0046]數據平臺處理實時數據、歷史數據、告警數據、設備數據和遠程控制。
[0047]檢測傳感器組包括溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、水分傳感器和光照傳感器，溫濕度傳感器型號為JZH-101無線溫濕度傳感器，二氧化碳傳感器型號為JZH-102無線二氧化碳傳感器，水分傳感器型號為JZH-O系列無線水分傳感器，光照傳感器型號為JRFW-28無線光照采集器。
[0048]基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方法如下:
[0049](I)檢測傳感器組采集溫室環(huán)境數據；
[0050](2)環(huán)境調節(jié)裝置接收LQR控制器發(fā)出的指令，實現(xiàn)溫室環(huán)境的調節(jié)控制；
[0051 ] (3)LQR控制器實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)控制；
[0052](4)GPRS模塊通過TD-LTE技術實現(xiàn)大數據的快速傳輸；
[0053](5)監(jiān)控網關實現(xiàn)LQR控制器、數據轉發(fā)中繼器與數據平臺的數據傳輸；
[0054](6)數據平臺處理實時數據、歷史數據、告警數據、設備數據和傳輸遠程控制指令。
[0055]雙孢菇溫室栽培環(huán)境的要求如下:
[0056]①溫度。菌絲生長的溫度范圍為6?32°C，最適22?24°C，其生長所需溫度的調控方式主要采用空調作為控溫方式，能對溫室內的溫度精準調控，迅速達到預期的溫度目標。
[0057]②濕度。菌絲體生長階段要求培養(yǎng)料含水量60%?65%，空氣相對濕度80%左右。子實體生長階段要求培養(yǎng)料含水量60 %?65 % ;覆土含水量保持在18 %?20 % ;空氣相對濕度85%?90%。對于雙孢菇溫室內濕度的調控主要主要指加濕。加濕的方式采用高壓微霧機加濕和滴灌裝置滴灌裝置灌溉的方式。
[0058]③光照。雙孢菇的菌絲體和子實體均不需要光線，為了不影響其生長形態(tài)，在雙孢菇生長過程中光線不足時利用燈帶進行補光，主要是通過開啟燈帶來實現(xiàn)。
[0059]④通風。雙孢菇需要有良好的通風條件。出菇階段，二氧化碳濃度應控制在0.1%以下，可以通過通風來降低二氧化碳濃度，當二氧化碳濃度高于雙孢菇生長所需要的溫度時，啟動通分機進行換氣。
[0060]需要說明的是，本實用新型為基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)，在雙孢菇栽培溫室的環(huán)境監(jiān)控中采用無線遠程數據采集方式，解決了溫室布線復雜的問題，具有控制方便、可靠性高、精確度高、節(jié)能等特點，通過LQR控制器18對雙孢菇溫室的環(huán)境進行不同階段的自動調節(jié)，提高系統(tǒng)控制的精準度，通過移動終端對雙孢菇溫室的環(huán)境進行遠程監(jiān)測或人工方式進行設備的控制，使得溫室栽培更加智能化。
[0061]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選方式，應當指出，對于本領域普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構思的前提下，還可以做出若干相似的變形和改進，這些也應視為本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括溫室大棚、檢測傳感器組、環(huán)境調節(jié)裝置、LQR控制器、GPRS模塊、監(jiān)控網關、數據轉發(fā)中繼器、數據平臺、高清攝像機和移動終端； 所述溫室大棚包括溫室大棚頂部、溫室大棚側壁以及溫室大棚頂部； 所述檢測傳感器組采集環(huán)境參數通過所述數據轉發(fā)中繼器傳輸至LQR控制器，所述檢測傳感器組設于所述溫室大棚內； 所述高清攝像機通過TD-LTE網絡連接數據平臺，所述高清攝像機設于所述溫室大棚頂部； 所述LQR控制器通過GPRS模塊連接監(jiān)控網關，并控制所述環(huán)境調節(jié)裝置； 所述監(jiān)控網關連接所述數據平臺； 所述移動終端通過TD-LTE網絡與所述數據平臺連接所述環(huán)境調節(jié)裝置包括高壓微霧機、滴灌裝置、通風機和燈帶以及空調所述高壓微霧機與所述LQR控制器通信連接，所述高壓微霧機設于溫室大棚頂部，用于保持雙孢菇的環(huán)境濕度； 所述滴灌裝置與所述LQR控制器通信連接，所述滴灌裝置設于所述溫室大棚內的雙孢菇上方，用于對雙孢菇進行灌溉； 所述通風機和燈帶與所述LQR控制器通信連接，所述通風機和燈帶設于所述溫室大棚頂部，用于對雙孢菇生長環(huán)境進行通風和光照； 所述空調與所述LQR控制器通信連接，所述空調設于所述溫室大棚側壁上，用于調節(jié)雙孢菇生長環(huán)境的溫度。2.根據權利要求1所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述GPRS模塊采用⑶MWAY WG-8010 GPRS DTU,所述⑶MWAY WG-8010 GPRS DTU設有RS232/485數據接口。3.根據權利要求1所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測傳感器組包括溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、水分傳感器和光照采集器。4.根據權利要求1所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述LQR控制器采用ARMl I系列的S3C6410芯片為控制核心。5.根據權利要求1所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述高清攝像機采用?？低暻驒C41201-D。6.根據權利要求1所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述LQR控制器采用ARMl I系列的S3C6410芯片為控制核心。
【文檔編號】G05D27/02GK205680027SQ201620616828
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月21日 公開號201620616828.4, CN 201620616828, CN 205680027 U, CN 205680027U, CN-U-205680027, CN201620616828, CN201620616828.4, CN205680027 U, CN205680027U
【發(fā)明人】吳中華
【申請人】南通科技職業(yè)學院