[發(fā)明專利]一種農(nóng)業(yè)大棚無線監(jiān)控節(jié)點(diǎn)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410168620.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-25
• 公開（公告）號(hào): CN103955187B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊義;萬雪芬;鄭濤;周紅偉;楊彥中;蔣學(xué)芹;韓芳;朱明達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué);華北科技學(xué)院;燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418;A01G9/24
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩

1.一種農(nóng)業(yè)大棚無線監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，包括低功耗單片機(jī)、溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器、氧氣檢測(cè)部分、日光輻照傳感器、繼電器、ZigBee射頻透明傳輸模塊、供電部分及定向天線，其特征在于：

低功耗單片機(jī)，用于接收處理上位機(jī)發(fā)來的控制指令；對(duì)溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器、氧氣檢測(cè)部分及日光輻照傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的環(huán)境信息，若某一監(jiān)測(cè)參數(shù)超過預(yù)先設(shè)定的危險(xiǎn)閾值，則發(fā)出告警信號(hào)；操作ZigBee射頻透明傳輸模塊；向繼電器給出控制信號(hào)；用于輸出脈寬調(diào)制信號(hào)，通過該脈寬調(diào)制信號(hào)對(duì)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)設(shè)備進(jìn)行控制；

溫濕度傳感器，用于采集農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的環(huán)境溫濕度，根據(jù)具體監(jiān)測(cè)的對(duì)象靈活選擇溫濕度傳感器在農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的布設(shè)位置；

土壤溫度傳感器，用于監(jiān)測(cè)植物根系附近的土壤溫度，在布設(shè)土壤溫度傳感器時(shí)需要考慮植物根系深度與覆蓋范圍；

土壤水分傳感器，用于檢測(cè)土壤中水分含量，在使用時(shí)，土壤水分傳感器置于平坦且與農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的噴灌裝置有一定距離的地面上；

氧氣檢測(cè)部分包括相連的氧氣傳感器與放大器，氧氣傳感器基于氧氣電池結(jié)構(gòu)，由放大器對(duì)氧氣傳感器與的輸出信號(hào)進(jìn)行放大以提高采樣精度；

日光輻照傳感器，用于檢測(cè)日光在穿透農(nóng)業(yè)大棚的覆蓋物后的強(qiáng)度，日光輻照傳感器布設(shè)在作物枝葉上方垂線0.5-1米位置處；

通過繼電器的通/斷及低功耗單片機(jī)輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比，分別對(duì)農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制，低功耗單片機(jī)與繼電器之間通過光耦電路進(jìn)行隔離；

ZigBee射頻透明傳輸模塊，用于實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)收發(fā)功能；

定向天線，用于增加ZigBee射頻透明傳輸模塊向外發(fā)射及接收無線信號(hào)的傳輸距離，同時(shí)也可以部分克服障礙物對(duì)無線信號(hào)造成的遮擋；

供電部分采用鉛酸電池結(jié)合DC-DC模塊的方式，將鉛酸電池的輸出通過DC-DC變換，為系統(tǒng)電路部分提供穩(wěn)定的供電，該鉛酸電池使用太陽能進(jìn)行充電；

低功耗單片機(jī)、繼電器、放大器、ZigBee射頻透明傳輸模塊及供電部分封裝在防水箱內(nèi)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)業(yè)大棚無線監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，其特征在于：所述溫濕度傳感器選用有一定防水能力、超低能耗、傳輸距離遠(yuǎn)、已經(jīng)預(yù)校準(zhǔn)的數(shù)字式溫濕度傳感器；所述土壤溫度傳感器選用不銹鋼封裝的接觸式溫度傳感器；所述土壤水分傳感器選用FDR插針式土壤水分傳感器；所述日光輻照傳感器選用出廠預(yù)校準(zhǔn)、適用于戶外環(huán)境的輻照傳感器；所述ZigBee射頻透明傳輸模塊選用工業(yè)級(jí)高增益透明傳輸模塊，所述ZigBee射頻透明傳輸模塊與所述低功耗單片機(jī)之間的接口為RS-232接口；所述定向天線選用八木天線或平板天線；采用蜂鳴器發(fā)出所述告警信號(hào)。