基于物聯網技術的溫室大棚智能監控系統技術方案

本發明專利技術提供了一種基于物聯網的溫室大棚智能監控系統。目前溫室大棚中使用有線組網方式布線復雜且維護升級困難、多處溫室大棚監管困難、監控管理人員不能離開或任意走動等問題的溫室大棚智能監控系統。基于物聯網的溫室大棚智能監控系統，其組成包括：現場級數據監控單元、區域級監控管理中心和智能手機客戶端三部分，區域級監控管理中心即區域中心的監控軟件終端，安裝在溫室大棚內設定監控管理一個或多個溫室大棚，所述的現場級數據監控單元包括多個定點數據采集設備、一個移動數據采集設備、無線通信設備和現場級監控管理中心。本發明專利技術解決了上述問題，使大規模和智能化監管溫室大棚變得十分方便可靠，有利于溫室大棚技術的普及。

Intelligent monitoring system for greenhouse based on Internet of things technology

The invention provides an intelligent monitoring system for greenhouse based on the Internet of things. At present, the greenhouse large greenhouse intelligent monitoring system is used in the greenhouse, which is complicated by wire networking and difficult to maintain and upgrade, many problems are difficult to supervise in greenhouse, and the monitoring managers can not leave or move freely. Based on the Internet of things, the greenhouse intelligent monitoring system is composed of three parts: the field level data monitoring unit, the regional level monitoring and management center and the smart phone client. The regional monitoring and management center, that is, the monitoring software terminal of the regional center, is installed in the greenhouse to set up monitoring and management of one or more greenhouse greenhouse. The field level data monitoring unit includes a plurality of fixed-point data acquisition devices, a mobile data acquisition device, a wireless communication device and a field level monitoring and management center. The invention solves the above problems, enabling large-scale and intelligent monitoring of greenhouse greenhouses to be very convenient and reliable, and is conducive to the popularization of greenhouse greenhouses.

【技術實現步驟摘要】
基于物聯網技術的溫室大棚智能監控系統
：本專利技術涉及一種基于物聯網技術的溫室大棚智能監控系統，尤其是涉及應用無線傳感傳輸技術、用于實時監控溫室大棚內作物或畜禽生長環境和生長狀態并實現自動補償的智能監控系統、控制裝置和控制方法。
技術介紹
：溫室大棚已成為我國一些農村的重要產業，并逐漸呈現大規模、集團化的特點，因此在無人值守的條件下，有效監控溫室大棚內的環境條件并自動調整以更適應作物或畜禽的生長已成為一個十分重大且具有現實意義的課題。本專利技術著眼于此，設計了一種能適應溫室大棚內作物或畜禽生長特性的智能監控系統，利用移動或定點數據采集設備實時檢測溫室大棚內地表溫度、土壤濕度、光照強度、CO2濃度、土壤養分濃度等環境條件，利用可移動數字攝像機拍攝作物或畜禽的生長狀態，進而分析處理以便系統控制執行機構自動調整或者管理人員制定出適合的調整方案。
技術實現思路
：本專利技術針對目前溫室大棚中使用有線組網方式布線復雜且維護升級困難、多處溫室大棚監管困難、監控管理人員不能離開或任意走動的問題，提供一種基于物聯網技術的溫室大棚智能監控系統、控制裝置和控制方法。本專利技術的目的是這樣實現的：一種基于物聯網的溫室大棚智能監控系統，其組成包括：現場級數據監控單元、區域級監控管理中心和智能手機客戶端三部分，區域級監控管理中心即區域中心的監控軟件終端，安裝在溫室大棚內設定監控管理一個或多個溫室大棚，所述的現場級數據監控單元包括多個定點數據采集設備、一個移動數據采集設備、無線通信設備和現場級監控管理中心。所述的一種基于物聯網的溫室大棚智能監控系統，所述定點數據采集設備和移動數據采集設備都是用于檢測指定位置的環境狀況和作物或畜禽的生長狀態的設備，所述定點數據采集設備和移動數據采集設備均包含多個多種傳感器、微處理器、無線收發模塊、執行機構和語音播放模塊，移動數據采集設備還包含機械移動裝置、數字攝像機。所述的一種基于物聯網的溫室大棚智能監控系統，所述傳感器包括溫濕度傳感器、土壤水分傳感器、CO2濃度傳感器、光照強度傳感器和土壤養分濃度傳感器等中的一種或多種，用于實時檢測溫室大棚內的各種環境數據；移動數據采集設備還包括有定位傳感器，以獲得設備的確切位置。所述的一種基于物聯網的溫室大棚智能監控系統，所述無線通信設備，包括短程無線通信和遠程無線通信兩部分，用于傳遞各種通信信息、組建無線傳感器網絡，所述短程無線通信設備，用于接收傳感信息、組建無線傳感器網絡，用BlueTooth、Wi-Fi、ZigBee短程無線通訊方式；所述遠程無線通信設備，用于現場級數據監控管理中心、區域級數據監控管理中心和智能手機客戶端三者之間的通訊，使用蜂窩移動通信、移動互聯網、有線或無線互聯網等遠程無線通訊方式。所述的一種基于物聯網的溫室大棚智能監控系統，所述微處理器，用于接收并初步處理傳感數據或視頻信息，將初步處理結果傳送至現場級監控管理中心；用于響應報警狀態或監控中心的命令信息，控制執行機構對相應數據進行補償調整；所述短程無線發射模塊，用于將微控制器經過初步處理的傳感信息或視頻數據發射給現場級數據監控管理中心；所述執行機構為電動機或者閥門，運作時能實現對溫度、濕度、土壤濕度、CO2濃度、光照強度、土壤養分濃度等的調整；所述語音播放模塊，用于檢測到數據越限或作物、畜禽生長狀態不正常時產生語音報警，在執行機構有操作時產生語音提示，空閑的時候還可以選擇播放一些可以促進作物或畜禽生長的音樂；所述數字攝像機，用于采集指定位置作物或家禽生長狀況的視頻數據；所述機械移動裝置，用于完成移動數據采集設備中各裝置的移動和機械聯動。所述的一種基于物聯網的溫室大棚智能監控系統，所述現場級監控管理中心即位于溫室大棚內的監控軟件平臺，用于設置系統的監控模式及參數、接收傳感信息或視頻圖像并處理分析、顯示溫室大棚內各位置的狀況、提醒管理人員進行相關操作以及與區域級監控管理中心和智能手機客戶端進行通信。所述的一種基于物聯網的溫室大棚智能監控系統，系統中的移動數據采集設備的運行方式，依據是否有人為干預分為巡檢和指定點檢測兩種：巡檢——系統在沒有人為干預的情況下自動運行，在檢測到報警狀態后報警，同時控制執行機構對相應數據進行補償，完成閉環控制過程；指定點檢測——管理人員通過智能手機客戶端、區域級數據監控管理中心或現場級數據監控管理中心發出指令，指定移動數據采集設備到達指定位置進行數據采集或指定執行機構進行相關操作。有益效果：1．為了提高系統的普適性，系統設計了三個監控管理層次，分別是現場級、區域級和智能手機客戶端，這樣管理人員可以不必在每個溫室大棚內巡視就可以隨時隨地了解各溫室大棚內的狀況、并且能夠實現無人值守時溫室大棚內能自動調整保持合適的環境條件，從而解決了大規模溫室大棚監控管理任務艱巨和不能便捷地管理溫室大棚的難題。2．有線方式速度快、數據流量大、可靠性高，在實際應用中顯示了很多優點，但在溫室大棚這種空曠、分散的的場合，其缺點十分突出：前期布線工作量大、一旦安裝固定便很難移動，線路出現故障很難排查，后期的設備維護和管理成本大。隨著射頻技術、集成電路的發展，無線通信變得越來越容易，數據通信的速率也越來越快，尤其近幾年來出現了一些典型的無線應用。3．物聯網是指通過傳感器、射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網技術是在基于傳感器技術和無線數據通信技術發展起來的一種特殊互聯網。目前比較成熟的無線數據通信技術，傳輸范圍從幾米到幾十米，下面是比較常見的幾種：(1)藍牙技術（Bluetooth）該技術是一種使用2.4GHz頻段的短距離高速通信技術，通信速度一般在1Mbps以上，通信距離低于20米。它采用快速跳頻、前向糾錯和優化編碼等技術，使得其具有抗干擾能力強、通信質量穩定的優點，同時它還具有低功耗、低成本、使用便捷和電磁污染小等特點。藍牙技術的這些優勢，為其在傳感器網絡中的實際應用提供了條件。(2)超寬帶技術該技術不用載波，而采用時間間隔極短（小于1ns）的脈沖進行通信。基于UWB技術的傳感產品主要用在定位，入侵檢測等方面上，家庭貴重物品以及家庭成員（老人或兒童）定位業務可以采用在家庭網關上實現UWB傳感器功能，并將定位標簽附著在定位物體或人員上，便于對其進行重點監視或監護。(3)Wi-Fi技術該技術使用802.11b標準，是由1999年無線以太網相容聯盟(2002年改名為wi-fi聯盟)提出的。Wi-Fi技術使用2.4GHz的頻段，傳輸速率最大達到11Mbps，能夠在上百米的范圍內支持互聯網接入無線信號，為用戶提供無線寬帶上網。(4)Zigbee技術這是基于網絡底層803.15.4的短距離數據通信網絡協議，是由在2002年成立的Zigbee聯盟所訂立的，當該協議發展到2007版時各層協議都已經趨于完善。Zigbee網絡適用于一定區域范圍內的網絡覆蓋，可通過網關等設備與外部網絡實現無縫連接。目前Zigbee技術廣泛應用于溫度、濕度、亮度傳感器等產品中。(5)Wihree技術當他作為超低功耗（ULP，UltraLowPower）藍牙技術而納入藍牙規范之后，這項原本由本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于物聯網的溫室大棚智能監控系統，其組成包括：現場級數據監控單元、區域級監控管理中心和智能手機客戶端三部分，其特征是：區域級監控管理中心即區域中心的監控軟件終端連接在溫室大棚內設定監控管理一個或多個溫室大棚，所述的現場級數據監控單元包括多個定點數據采集設備、一個移動數據采集設備、無線通信設備和現場級監控管理中心。

【技術特征摘要】
1.一種基于物聯網的溫室大棚智能監控系統，其組成包括：現場級數據監控單元、區域級監控管理中心和智能手機客戶端三部分，其特征是：區域級監控管理中心即區域中心的監控軟件終端連接在溫室大棚內設定監控管理一個或多個溫室大棚，所述的現場級數據監控單元包括多個定點數據采集設備、一個移動數據采集設備、無線通信設備和現場級監控管理中心。2.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的溫室大棚智能監控系統，其特征是：所述定點數據采集設備和移動數據采集設備都是用于檢測指定位置的環境狀況和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：黑龍江萬向鵬程科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23