[發(fā)明專利]一種農(nóng)業(yè)大棚低功耗無線測控系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410571276.5
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104331048A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王季壯;張建鋒;李孟;張岐;高成
• 申請（專利權(quán)）人: 西安航天自動化股份有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G08C17/02;H04L29/06
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 李中群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種農(nóng)業(yè)大棚低功耗無線測控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)正在由傳統(tǒng)的精耕細(xì)作方式向智能化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過渡，智能化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)是通過各種現(xiàn)代化監(jiān)測手段，對作物的生長發(fā)育過程及環(huán)境要素實(shí)現(xiàn)智能化測控，按照每個種植單元的具體條件，精細(xì)準(zhǔn)確地調(diào)整各項(xiàng)資源利用量，在獲得最高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)節(jié)省資源保護(hù)生態(tài)環(huán)境的一種農(nóng)業(yè)方式。

物聯(lián)網(wǎng)被稱為信息技術(shù)的第三次浪潮，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用將會極大的促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變，溫室大棚智能測控系統(tǒng)即是這類應(yīng)用的一個具體體現(xiàn)。該類系統(tǒng)通過各類傳感器持續(xù)監(jiān)測溫室大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，并經(jīng)過分析處理后實(shí)時(shí)控制相應(yīng)的反饋系統(tǒng)，使溫室大棚內(nèi)的作物始終處于一個最適宜生長的環(huán)境中。

另外，國內(nèi)的溫室大棚，有些由于區(qū)域較大，農(nóng)戶一般會根據(jù)需求分成多個區(qū)域種植不同的作物，這樣，由于不同作物對最佳溫濕度生長環(huán)境的要求不同，加上水肥一體化灌溉的趨勢，不同作物對養(yǎng)分需求的不同，測控系統(tǒng)要針對不同作物不同區(qū)域做到更加精細(xì)的控制，這就需要能同時(shí)支持較多控制節(jié)點(diǎn)且低功耗的測控系統(tǒng)。

現(xiàn)有的此類系統(tǒng)，大多采用有線的方式來供電和傳輸傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)，如專利申請?zhí)枮镃N201310335933的“一種農(nóng)業(yè)大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)”，然而這種方式一方面布線困難且影響農(nóng)戶種植作業(yè)，另一方面，傳感器大多只能在大棚四周、地塊的邊緣部署，這樣勢必影響所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有效性。

又如專利申請?zhí)枮镃N201320023281的“一種新型太陽能無線傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)”，采用了無線方式傳輸傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)并且利用太陽能供電，此類系統(tǒng)大多應(yīng)用在大田、森林等野外環(huán)境，如果將太陽能板安裝在大棚內(nèi)則充電效率相對較低，而且對于具有控制功能的無線測控節(jié)點(diǎn)，其無線射頻模塊一直處于監(jiān)聽狀態(tài)耗電較大，如果遇上連續(xù)的陰天，就可能出現(xiàn)無線測控節(jié)點(diǎn)斷電而停止工作的情況。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上現(xiàn)有的問題，本發(fā)明提供了一種農(nóng)業(yè)大棚低功耗無線測控系統(tǒng)，技術(shù)方案如下：

一種農(nóng)業(yè)大棚低功耗無線測控系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)設(shè)置有環(huán)境檢測傳感器、終端工作系統(tǒng)、和依次連接的遠(yuǎn)程Web服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)和無線測控節(jié)點(diǎn)；無線測控節(jié)點(diǎn)周期性地采集所監(jiān)測農(nóng)業(yè)大棚的環(huán)境檢測傳感器數(shù)據(jù)，并上傳至網(wǎng)關(guān)，同時(shí)接收網(wǎng)關(guān)發(fā)來的終端工作系統(tǒng)的控制命令，并控制終端工作系統(tǒng)工作；網(wǎng)關(guān)接收各個無線測控節(jié)點(diǎn)的環(huán)境檢測數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)至遠(yuǎn)程Web服務(wù)器，同時(shí)根據(jù)用戶的預(yù)設(shè)上下限值或者農(nóng)戶在網(wǎng)關(guān)上的操作向無線測控節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令；遠(yuǎn)程Web服務(wù)器接收來自網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)的環(huán)境檢測傳感器數(shù)據(jù)及終端工作系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將農(nóng)戶在網(wǎng)頁上的控制操作發(fā)送至網(wǎng)關(guān)。

上述農(nóng)業(yè)大棚低功耗無線測控系統(tǒng)中，環(huán)境檢測傳感器包括空氣溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器或土壤溫度傳感器中的一種或多種組合。

上述農(nóng)業(yè)大棚低功耗無線測控系統(tǒng)中，空氣溫濕度傳感器為SHT11型，土壤濕度傳感器為FDS-100型，土壤溫度傳感器為PT100型。

上述農(nóng)業(yè)大棚低功耗無線測控系統(tǒng)中，終端工作系統(tǒng)包括滴灌系統(tǒng)、噴灑系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)中的任一種或幾種組合。

上述農(nóng)業(yè)大棚低功耗無線測控系統(tǒng)中，無線測控節(jié)點(diǎn)包括電池供電模塊、ZigBee無線模塊和分別與ZigBee無線模塊相聯(lián)的環(huán)境檢測傳感器、終端工作系統(tǒng)控制電磁閥開關(guān)模塊和休眠喚醒模塊，其中，所述的電池供電模塊(采用鋰電池)通過休眠喚醒模塊周期性地給無線測控節(jié)點(diǎn)的各個單元供電；休眠喚醒模塊工作方式為：無線測控節(jié)點(diǎn)每隔若干秒周期性的上電喚醒，在幾十毫秒的喚醒狀態(tài)中發(fā)出傳感器數(shù)據(jù)和完成對網(wǎng)關(guān)命令的接收執(zhí)行，然后通知休眠喚醒模塊的定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，并由休眠喚醒模塊切斷電池對整個節(jié)點(diǎn)的供電以節(jié)省能耗，定時(shí)時(shí)間到后休眠喚醒模塊打開對無線測控節(jié)點(diǎn)的供電，使其上電喚醒并進(jìn)入下一次工作循環(huán)。