[實用新型]一種基于ZigBee無線傳感與GSM的大棚監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420011427.7
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN203759567U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳建德;包俊;王曉東;范玉剛;黃國勇;鄒金慧;邵宗凱;冷婷婷
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種基于ZigBee無線傳感與GSM的大棚監(jiān)測裝置，屬于測控技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟全球化以及農(nóng)業(yè)科技的迅速發(fā)展，機械化、智能化、自動化逐步成為了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢，結(jié)合現(xiàn)代電子技術(shù)、前沿?zé)o線通信技術(shù)的設(shè)施農(nóng)業(yè)已成為了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分。

設(shè)施農(nóng)業(yè)，廣義是指利用溫室、大棚等設(shè)施進行動植物生產(chǎn)的技術(shù)，而狹義上是指利用溫室、大棚等設(shè)施進行農(nóng)作物栽培的技術(shù)。傳統(tǒng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)大多采用人工監(jiān)測和澆灌的方式，雖然這樣的方式簡單、直接，但是隨著產(chǎn)量和規(guī)模的增加，許多問題也隨之突顯出來：人工監(jiān)測難以確定許多難以判斷的環(huán)境參數(shù)，如CO₂濃度、光照強度等；人工澆灌人員投入大，而且效率較低；采用傳統(tǒng)傳感器監(jiān)測系統(tǒng)，布線繁瑣，升級、改動不易且難以維護。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日趨成熟，傳感器產(chǎn)品的多樣化，為設(shè)施農(nóng)業(yè)的智能化、自動化發(fā)展找到了突破口。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型提供了一種基于ZigBee無線傳感與GSM的大棚監(jiān)測裝置，以用于解決現(xiàn)有裝置人工澆灌人員投入大，而且效率較低、布線繁瑣等問題。

本實用新型的技術(shù)方案是：一種基于ZigBee無線傳感與GSM的大棚監(jiān)測裝置，包括終端1、協(xié)調(diào)器2、比較控制模塊11、大棚12、手機13、調(diào)控設(shè)備組14；其中多個終端1和一個協(xié)調(diào)器2安放在大棚12中，終端1采集的信息通過功率放大天線Ⅰ9傳送至協(xié)調(diào)器2的功率放大天線Ⅱ20，協(xié)調(diào)器2通過GSM模塊10以短信方式經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)將信息上傳到手機13，終端1采集的信息還通過并行接口傳送至比較控制模塊11，比較控制模塊11輸出控制信號驅(qū)動繼電器模塊15控制調(diào)控設(shè)備組14。

所述終端1包括ZigBee模塊Ⅰ3、土壤濕度采集模塊5、溫度采集模塊6、CO₂濃度采集模塊7、光照度采集模塊8、功率放大天線Ⅰ9，其中土壤濕度采集模塊5、溫度采集模塊6、CO₂濃度采集模塊7、光照度采集模塊8通過8位并行數(shù)據(jù)接口與ZigBee模塊Ⅰ3連接。

所述協(xié)調(diào)器2包括ZigBee模塊Ⅱ4、GSM模塊10、功率放大天線Ⅱ20，其中GSM模塊10通過串行數(shù)據(jù)接口同ZigBee模塊Ⅱ4連接。

所述比較控制模塊11由撥碼開關(guān)、10-4優(yōu)先編碼器、全加器、比較器構(gòu)成。

所述調(diào)控設(shè)備組14包括繼電器模塊15、電磁閥16、排風(fēng)扇17、進風(fēng)扇18、卷簾19；其中繼電器模塊15包括四個繼電器，電磁閥16、排風(fēng)扇17、進風(fēng)扇18、卷簾19分別與其中的一個繼電器連接。

本實用新型的工作過程是：

大棚12中各裝置組成無線自組網(wǎng)后，終端1周期采集大棚環(huán)境參數(shù)，并傳送至協(xié)調(diào)器2，協(xié)調(diào)器2收到所有終端1的數(shù)據(jù)后，通過GSM模塊10經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)將信息以短信方式上傳到用戶手機13，用戶通過手機13可遠程實時獲取大棚情況。同時比較控制模塊11根據(jù)各傳感器模塊的輸出和本模塊輸入的閾值做出判斷，輸出控制信號驅(qū)動繼電器模塊15控制調(diào)控設(shè)備組14做出相應(yīng)調(diào)節(jié)控制：

根據(jù)大棚12的實際情況，在其中安放若干個終端1和一個協(xié)調(diào)器2，開機后協(xié)調(diào)節(jié)器2自動建立ZigBee無線自組網(wǎng)，各終端1開機后自動加入網(wǎng)絡(luò)，完成組網(wǎng)。初次使用，可在比較控制模塊11上通過撥碼開關(guān)設(shè)定閾值，設(shè)定時根據(jù)要求在個位、十位輸入端撥開相應(yīng)數(shù)值。設(shè)置無誤后，終端1周期采集大棚環(huán)境參數(shù)，并傳送至協(xié)調(diào)器2，協(xié)調(diào)器2最后通過GSM模塊10經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)將信息以短信發(fā)送到用戶手機13，用戶通過手機13可遠程實時獲取大棚情況。同時比較控制模塊11根據(jù)各傳感器模塊的輸出和本模塊輸入的閾值做出判斷，輸出控制信號驅(qū)動繼電器模塊15控制調(diào)控設(shè)備組14做出相應(yīng)調(diào)節(jié)控制。調(diào)控設(shè)備根據(jù)大棚具體情況布局，比較控制模塊11若做出調(diào)控判斷，通過繼電器接口輸出電壓信號，驅(qū)動繼電器模塊15，控制相關(guān)設(shè)備電源開斷、運行狀態(tài)，實現(xiàn)調(diào)控設(shè)備的控制，其中電磁閥16控制土壤的澆灌頻率與澆灌量，排風(fēng)扇17、進風(fēng)扇18通過通風(fēng)可控制溫度和CO₂濃度，卷簾19正反轉(zhuǎn)則用于調(diào)節(jié)光照度。