[發明專利]一種基于物聯網的溫室大棚環境監測與管理系統及方法

在審

• 申請號: 202110223367.X
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN112987831A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 于群;江宇軒;張艷;張維杰;徐昊;周筑南
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 張立娟

本發明公開了一種基于物聯網的溫室大棚環境監測與管理系統及方法，包括環境數據監測模塊、數據存儲模塊、無線傳輸模塊、環境調節模塊、環境控制設備和上位機軟件，其中，所述環境數據監測模塊通過無線網絡的方式與服務器上位機連接，所述環境數據監測模塊與環境控制系統采用電連接；本發明提供的基于物聯網的溫室大棚環境監測與管理系統可以準確采集溫室大棚內的環境數據，并實現可靠數據儲存、傳輸，并根據適合作物生長的環境指標進行控制，提高作物產量、降低管理成本，通過遠程命令功能，將命令傳輸給環境調節模塊，從而調用各類環境控制設備，實現人工管理。

技術領域

本發明涉及環境監測與管理領域，尤其涉及一種基于物聯網的溫室大棚環境監測與管理系統及方法。

背景技術

隨著我國種植業的發展，溫室大棚種植已經越來越普遍，我國溫室大棚發展區域主要分布在華東、華北地區，發展區域相對集中，其溫室、大棚的面積已經占總蔬菜種植面積的50％以上，居世界之首。溫室大棚通過建立一個模擬各項植物生長環境指標，創造一個人工氣象環境，減小當前氣候對生長作物的約束，能使不同的農作物在不適合生長的季節產出，大大減少植物對自然條件的依賴。現如今溫室大棚技術已經越來越普及，已成為農民增收增產的主要手段，帶來了可觀的經濟效益。

現有的基于物聯網的溫室大棚環境監測與管理系統方法，不能對環境數據實時監測、儲存和傳輸，不能分析植物當前最適宜環境指標，且不能利用上位機軟件對環境進行控制，管理人員不能及時根據當前環境狀況制定種植方案并采取相應措施，為此，我們提出一種基于物聯網的溫室大棚環境監測與管理系統及方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，而提出的一種基于物聯網的溫室大棚環境監測與管理系統及方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種基于物聯網的溫室大棚環境監測與管理系統，包括環境數據監測模塊、數據存儲模塊、無線傳輸模塊、環境調節模塊、環境控制設備和上位機軟件；

其中，所述環境數據監測模塊通過無線網絡的方式與服務器上位機連接，所述環境數據監測模塊與環境控制系統采用電連接，所述環境控制設備分別與環境調節模塊和上位機軟件通信連接，所述上位機軟件用于實現同步采集、數據接收、數據存儲以及遠程命令功能，展示當前環境數據信息。

優選的，所述環境數據監測模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、二氧化碳傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器和土壤電導率傳感器，所述無線傳輸模塊中的信息主要為數字信息，選用宏電DTU設備，采用4G/5G通信方式對采集信息進行統一傳輸，且上傳服務器終端。

優選的，所述上位機軟件通過遠程命令控制環境調節模塊，所述環境調節模塊通過控制環境控制模塊實現環境調節，所述環境控制設備包括濕度控制設備、溫度控制設備、光照控制設備以及二氧化碳控制設備。

一種基于物聯網的溫室大棚環境監測與管理方法，該基于物聯網的溫室大棚環境監測與管理方法具體操作步驟如下：

S1：設計溫室大棚的專用物聯網架構；

S2：在設計本溫室大棚專用物聯網架構基礎上，設計下位機硬件系統；

S3：感知物聯網終端通過總線向采集卡或集線器發送采集指令，并判斷指令集中的地址信息是否與自身地址一致；

S4：采集卡生成相應采集命令，并將各通道模擬信號量轉換為數字信號，反復采集10次，取平均值作為本次采集結果，并發送至感知物聯網終端。

優選的，所述物聯網架構由目標對象域、感知控制域以及服務提供域構成，所述下位機硬件系統由感知物聯網終端、感知模塊和傳輸模塊構成。