[發明專利]基于Zigbee的低功耗太陽能供電溫室大棚環境控制裝置

在審

• 申請號: 201710992498.8
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107656477A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 劉洋;陳瑤;王丹萍
• 申請（專利權）人: 沈陽大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G05D27/02;H04W4/00;H04W84/18;G08C17/02;G08C23/04;H02J7/35
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司21205
• 代理人: 趙越

技術領域

本發明涉及溫室大棚環境控制裝置，具體為一種基于Zigbee的低功耗太陽能供電溫室大棚環境控制裝置。

背景技術

溫室大棚已在我國普及，但是現有的溫室大棚普遍采用人工管理，人工調節植物生長所需要的環境。這種人工調節需要耗費大量的勞動力對大棚進行操作。智能型溫室大棚具有溫室環境數據的自動采集能力，對植物生長所需環境的自動調節能力。只有實現數據自動采集，自動控制的閉環控制系統，才能實現智能溫室大棚，才能真正解放勞動力。但完全重新建設智能型大棚投入大，對原有大棚也是一種浪費。在原有溫室大棚的基礎上進行改造是現有方案中最經濟和實用的方案。傳統大棚如果更改為智能型大棚會需要鋪設各種管線，會遇到系統布線困難、組網復雜、工作效率低、節點生存周期短而功耗較大的問題。

本發明提出了一種一種基于Zigbee的低功耗太陽能供電溫室大棚環境控制裝置。此控制裝置采用小功率的Zigbee技術實現無線傳輸，無須鋪設信號線，可以避免高成本的信號和電源線的鋪設。結合溫室大棚特點，采用低功耗器件和太陽能供電，無須鋪設供電線纜，非常適合現有溫室大棚的升級改造。采用通用控制器輸出接口，可以連接現有大棚內環境調節裝置，實時控制大棚內環境調節裝置來調節大棚環境。所有環境調節工作都由主機通過ZigBee網絡下發調節指令完成，無需人工干預，大大節約了人力成本，使智能化大棚成為可能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種一種基于Zigbee的低功耗太陽能供電溫室大棚環境控制裝置。該裝置采用太陽能電池板和化學電池供電相結合，使該設備的工作不需要電力供應，滿足了惡劣環境的變化，利用MSP430FR3210多傳輸接口、高集成、超低功耗的特點，將整個控制裝置集成在一個長方形外殼里，可以對抗溫室大棚內高熱高濕的惡劣環境；具有無線傳輸，體積小，無需復雜布線、易于維護、不間斷運行和使用的特點。

本發明提供如下技術方案：

基于Zigbee的低功耗太陽能供電溫室大棚環境控制裝置，該裝置包括主機、遙控器；主機正面配備有液晶顯示屏、正面左下角有紅外遙控接收器、主機上方覆蓋有太陽能電池板，主機右側面上方有四個控制接口由上向下依次為加熱裝置控制接口、灌溉裝置控制接口、光照裝置控制接口、通風裝置控制接口，主機右側面下方為ZigBee天線；個控制接口連接外部加熱裝置、溉裝置、照裝置和通風裝置； ZigBee無線網絡天線通過射頻電纜連接到ZigBee模塊， ZigBee模塊通過串口連接到MSP430FR3210主板上；，加熱裝置控制接口、灌溉裝置控制接口、光照裝置控制接口、通風裝置控制接口連接外部加熱裝置、灌溉裝置、光照裝置和通風裝置。

所述的基于Zigbee的低功耗太陽能供電溫室大棚環境控制裝置，所述主機內部包括MSP430FR3210主板、液晶顯示屏、紅外接收器、ZigBee模塊，ZigBee無線網絡天線、加熱裝置控制接口、灌溉裝置控制接口、光照裝置控制接口、通風裝置控制接口及電池電源部分。

所述的基于Zigbee的低功耗太陽能供電溫室大棚環境控制裝置，所述紅外接收器通過I2C總線連接到MSP430FR3210主板上。

本發明的有益效果是：

1、采用ZigBee無線傳輸，太陽能電池供電，通用環境裝置控制接口。非常適合現有大棚的升級改造，節約升級改造成本，易于施工安裝。

2、采用工業標準的ZigBee進行數據傳輸，節點數量多，網絡自適應，傳輸可靠等優點。

3、將整個設備封閉于一個小體積的盒子里，具有防潮，易于安裝特點，非常適合大棚內高濕，高熱的惡劣環境。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明主機內部示意圖。

圖中附件：1為系統主機，2為液晶顯示屏，3為紅外接收器，4為光伏電池板，5為加熱裝置控制接口，6為灌溉裝置控制接口，7為光照裝置控制接口，8為通風裝置控制接口，9為ZigBee天線。

具體實施方式

本發明裝置包括系統主機1臺、遙控器1個。主機有一個長方形外殼，主機正面配備有1個液晶顯示屏、正面左下角有1個紅外遙控接收器、主機上方覆蓋有太陽能電池板，主機右側面上方有四個控制接口由上向下依次為加熱裝置控制接口、灌溉裝置控制接口、光照裝置控制接口、通風裝置控制接口，主機右側面下方為ZigBee天線。