[實用新型]用于大棚的無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320440613.8
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN203386080U
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張銳;李達(dá);王以忠;彭一準(zhǔn);牛霆葳;姚曉龍;豁保強
• 申請（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19;G05B19/418;G08C17/02;H04M11/04
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于溫度監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于大棚的無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前，我國正在大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，它是通過采用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，改變自然環(huán)境，為動植物生產(chǎn)提供相對可控制甚至最適宜的溫度、濕度、光照、水肥等環(huán)境條件，而在一定程度上擺脫對自然環(huán)境的依賴進(jìn)行有效生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)，具有高投入、高技術(shù)含量、高品質(zhì)、高產(chǎn)量、高效益等特點，是最有活力的農(nóng)業(yè)新產(chǎn)業(yè)。設(shè)施農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)與工程技術(shù)的集成（主要設(shè)施以溫室和塑料大棚為代表），涉及建筑、材料、機(jī)械、環(huán)境、自動控制、品種、栽培、管理等多種學(xué)科和多種系統(tǒng)，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分。廣義設(shè)施農(nóng)業(yè)包括設(shè)施栽培和設(shè)施養(yǎng)殖，狹義設(shè)施農(nóng)業(yè)一般是指設(shè)施栽培。狹義設(shè)施農(nóng)業(yè)，即設(shè)施栽培，可充分發(fā)揮作物的增產(chǎn)潛力，增加產(chǎn)量，改善品質(zhì)，并能使作物周年生長，在有限的空間中生產(chǎn)出高品質(zhì)的作物。設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)包括溫室設(shè)施（大棚、日光溫室、智能溫室等）及機(jī)械設(shè)備兩部分。

近幾年來，我國的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展已經(jīng)起步，但是設(shè)施農(nóng)業(yè)規(guī)模不大，水平不高，缺乏像荷蘭、以色列那樣的高科技投入、高資金投入、超高效益的高度集約型工廠化設(shè)施農(nóng)業(yè)，與目前發(fā)達(dá)國家的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展還有很大差距，與國內(nèi)各個地區(qū)的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展相比也存在一定差距。目前設(shè)施內(nèi)的機(jī)械化作業(yè)水平仍很低，勞動強度大，工作環(huán)境差，效率低而且作業(yè)質(zhì)量差，與發(fā)達(dá)國家相比存在很大差距，是綜合設(shè)施技術(shù)中的薄弱環(huán)節(jié)，對設(shè)施技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展已構(gòu)成約束。

農(nóng)業(yè)大棚是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)大棚的監(jiān)控，可以為農(nóng)業(yè)精細(xì)化提供支撐，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率、提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)以及降低生產(chǎn)成本的目的。隨著計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，大棚監(jiān)控技術(shù)得到了長足的發(fā)展，國內(nèi)外對大棚監(jiān)控的研究已經(jīng)取得一定成果。近年來，溫室大棚種植為提高人們的生活水平帶來極大的便利，得到了迅速的推廣和應(yīng)用。種植環(huán)境中的溫度等環(huán)境因子對作物的生產(chǎn)有很大的影響。傳統(tǒng)的人工控制方式難以達(dá)到科學(xué)合理種植的要求，目前國內(nèi)可以實現(xiàn)上述環(huán)境因子自動監(jiān)控的系統(tǒng)還不多見，而引進(jìn)國外具有多功能的大型連棟溫室控制系統(tǒng)價格昂貴，不適合國情。

提高對農(nóng)業(yè)大棚的監(jiān)控能力，一直以來，都是自動控制、通信、計算機(jī)等領(lǐng)域重點研究的方向。隨著科技的不斷進(jìn)步，實時監(jiān)控在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化監(jiān)控領(lǐng)域越來越被人們重視。農(nóng)業(yè)監(jiān)控通過對需監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的溫度等信息進(jìn)行監(jiān)控，為農(nóng)業(yè)精細(xì)化提供支撐，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率、提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)以及降低生產(chǎn)成本的目的。

目前，農(nóng)業(yè)大棚溫度監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀：對于采用有線傳輸?shù)拇笈锉O(jiān)控系統(tǒng)，具有線路多、布線復(fù)雜、維護(hù)困難等缺點,在很多特定區(qū)域無法順利使用；絕大多數(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)是處于封閉環(huán)境的自成系統(tǒng)，沒有實現(xiàn)信息資源的共享；系統(tǒng)中的每個監(jiān)控點無自組織功能和自愈能力，維護(hù)工作量大，不利于系統(tǒng)升級；現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)自動化程度不高，有些控制功能仍然依靠人工完成，無遠(yuǎn)程報警功能。隨著以太網(wǎng)通訊技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及嵌入式技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)自動化領(lǐng)域，被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域當(dāng)中，并且很多新技術(shù)顯示出了良好的適應(yīng)性和發(fā)展前景。

ZigBee技術(shù)是一種新興的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有短距離、低速率、低功耗、低延時和網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈能力等特點。一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)通常有三種結(jié)點：控制節(jié)點、路由器節(jié)點和終端節(jié)點。ZigBee有其無線電標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很低的功耗，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，因此它們的通信效率非常高。因此能夠可靠的傳輸大棚中測量子節(jié)點采集的溫度信息，執(zhí)行器能夠可靠的接收大棚管理節(jié)點發(fā)送的控制指令。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種硬件結(jié)構(gòu)簡單、體積小、設(shè)備可靠性高，組成簡單的ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對大棚中溫度的準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠的監(jiān)控、無線采集與傳輸，溫度測量數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、可靠，有較好的應(yīng)用價值的用于大棚的無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)。

本實用新型實現(xiàn)目的的技術(shù)方案是：

一種用于大棚的無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)，包括測量模塊、控制模板、管理模塊和用戶手機(jī)；

所述測量模塊由無線模塊、測量子節(jié)點和溫度傳感器構(gòu)成，所述溫度傳感器的輸出信號向測量子節(jié)點的一端輸入，該測量子節(jié)點的另一端與無線模塊連接，該無線模塊通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)與管理模塊相連接；