本實用新型涉及農(nóng)業(yè)技術(shù)領域，具體涉及一種基于網(wǎng)絡的智能農(nóng)業(yè)調(diào)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國目前仍是一個農(nóng)業(yè)大國，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由于受到季節(jié)性的約束，傳統(tǒng)的人力種植管理模式已經(jīng)不能滿足市場對菜品的供應需求，在大規(guī)模溫室大棚種植管理下，傳統(tǒng)的人力管理方式不足更為顯著。

溫室大棚種植是一種可以改變季節(jié)對農(nóng)作物種植的約束，為農(nóng)作物的生長提供適宜的生長環(huán)境。溫室大棚種植控制系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的一種智能化管理，通過結(jié)合無線傳感技術(shù)、無線網(wǎng)絡技術(shù)和自動化控制等技術(shù)，實現(xiàn)對溫室大棚中農(nóng)作物生長環(huán)境的檢測和控制，提高農(nóng)作物的管理和種植效率。

我國對溫室大棚控制系統(tǒng)的研究起步比較晚，而且多數(shù)集中在對溫室大棚內(nèi)環(huán)境的二氧化碳、溫濕度變化的研究，對溫室大棚的智能調(diào)控系統(tǒng)研究還有待進一步發(fā)展。在現(xiàn)有溫室大棚智能檢測和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，存在一下不足：

(1)現(xiàn)有的溫室大棚智能檢測和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的無線傳輸多采用組網(wǎng)方式進行通信，沒能采用模塊化的結(jié)構(gòu)設計，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜。

(2)現(xiàn)有的溫室大棚智能檢測和調(diào)節(jié)系統(tǒng)單獨對大棚環(huán)境進行溫濕度、二氧化碳等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集，很少采用數(shù)據(jù)采集傳感器與控制單元的組合，沒能達到可智能自動改變大棚環(huán)境，減少人力，提高生產(chǎn)率的效果。

(3)現(xiàn)有的溫室大棚智能檢測和調(diào)節(jié)系統(tǒng)很少采用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，沒能實現(xiàn)科學智能化的調(diào)控溫室大棚的環(huán)境，控制效果較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種基于網(wǎng)絡的智能農(nóng)業(yè)調(diào)控系統(tǒng)，能夠通過WiFi無線網(wǎng)絡的通信方式，將溫室大棚環(huán)境采集數(shù)據(jù)發(fā)送至遠程數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)，并實時接收來自后臺管理系統(tǒng)的指令實現(xiàn)遠程自動調(diào)溫濕度等操作，自動調(diào)節(jié)溫室大棚內(nèi)的環(huán)境條件，提高工作效率和溫室大棚管理效率。

技術(shù)方案

為實現(xiàn)以上目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種基于網(wǎng)絡的智能農(nóng)業(yè)調(diào)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)、無線傳輸系統(tǒng)、環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，所述環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)包括環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)；所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括主控制器、無線通信模塊和環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊；所述環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括所述主控制器、所述無線通信模塊和設備控制器；所述無線傳輸系統(tǒng)包括無線路由器和所述無線通信模塊；所述主控制器連接所述無線通信模塊、所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊和設備控制器，所述無線通信模塊通過所述無線路由器連接所述數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)，所述設備控制器分別連接通風機模塊、澆灌機模塊和二氧化碳生成器模塊；所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、酸堿度傳感器、二氧化碳傳感器；所述數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)包括用戶管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和報警系統(tǒng)。

更進一步地，所述主控制器內(nèi)設置A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元，所述主控制器外設置運算放大器單元，所述運算放大器單元通過所述A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元連接所述主控制器。

更進一步地，所述運算放大器單元連接所述溫度傳感器、所述濕度傳感器、所述酸堿度傳感器。

更進一步地，所述運算放大器單元包括LMV358放大器、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容C1、第二電容C2，所述第一電阻R1為可調(diào)電阻。

更進一步地，所述LMV358放大器上的第一正極端與所述第一電容C1的一端相連，所述第一電容C1的另一端接地；所述第三電阻R3的一端接地、另一端與所述第二電阻R2的一端串聯(lián)，所述LMV358放大器上的第一負極端連接到所述第二電阻R2和所述第三電阻R3之間；所述第二電阻R2另一端與所述第一電阻R1一端相連；所述第一電阻R1另一端與所述第四電阻R4的一端串聯(lián)；所述LMV358放大器的第一輸出端連接到所述第一電阻R1和所述第四電阻R4之間；所述第二電容C2一端接地、另一端連接所述LMV358放大器的電源正極端；所述第三電容C3一端接地、另一端連接第四電阻R4另一端并與信號輸出端相連。

更進一步地，所述無線通信模塊為ESP8266WiFi無線通信模塊。

更進一步地，所述無線通信模塊包括ESP8266芯片、電阻R1、電阻R2，所述無線通信模塊與所述主控制器通過串口接口進行數(shù)據(jù)的交互。

更進一步地，所述電阻R1的一端與ESP8266芯片的CH_PD端相連、另一端連接正極；所述電阻R2一端連接ESP8266的I/O口GPIO15、另一端接地。

更進一步地，所述數(shù)據(jù)庫包括實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫；所述報警系統(tǒng)包括響鈴和指示燈。

有益效果

本實用新型提供了一種基于網(wǎng)絡的智能農(nóng)業(yè)調(diào)控系統(tǒng)，與現(xiàn)有公知技術(shù)相比，本實用新型的具有如下有益效果：

基于網(wǎng)絡的智能農(nóng)業(yè)調(diào)控系統(tǒng)通信方式簡單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)通過模塊化設計、可以自由添加自定義的環(huán)境采集模塊和設備控制模塊.系統(tǒng)通過WiFi無線網(wǎng)絡的通信方式，將溫室大棚環(huán)境采集數(shù)據(jù)發(fā)送至遠程數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)分析，可智能化控制溫室大棚內(nèi)環(huán)境，達到農(nóng)作物生長的環(huán)境最佳狀態(tài)，提高農(nóng)作物的生產(chǎn)效率和減少人力工作，產(chǎn)生更好的經(jīng)濟效益和社會效益。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的LMV358運算放大器單元的電路圖；

圖3為本實用新型的ESP8266WiFi無線通信模塊的電路圖；

圖4為本實用新型的系統(tǒng)工作流程圖示意圖；

圖中的標號分別代表：100-主控制器；200-環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊；201-溫度傳感器；202-濕度傳感器；203-酸堿度傳感器；204-二氧化碳傳感器；300-設備控制器；301-通風機模塊；302-澆灌機模塊；303-二氧化碳生成器模塊；400-無線通信模塊；500-無線路由器；600-數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

實施例：

本實施例的一種基于網(wǎng)絡的智能農(nóng)業(yè)調(diào)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600、無線傳輸系統(tǒng)、環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)包括環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)；環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括主控制器100、無線通信模塊400和環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊200；環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括主控制器100、無線通信模塊400和設備控制器300；無線傳輸系統(tǒng)包括無線路由器500和無線通信模塊400；主控制器100連接無線通信模塊400、環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊200和設備控制器300，無線通信模塊400通過無線路由器500連接數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600，設備控制器300分別連接通風機模塊301、澆灌機模塊302和二氧化碳生成器模塊303；環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊200包括溫度傳感器201、濕度傳感器202、酸堿度傳感器203、二氧化碳傳感器204；數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600包括用戶管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和報警系統(tǒng)；主控制器100內(nèi)設置A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元，主控制器100外設置運算放大器單元，運算放大器單元通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器單元連接主控制器100；運算放大器單元連接溫度傳感器201、濕度傳感器202、酸堿度傳感器203；運算放大器單元包括LMV358放大器、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容C1、第二電容C2，第一電阻R1為可調(diào)電阻；LMV358放大器上的第一正極端與第一電容C1的一端相連，第一電容C1的另一端接地；第三電阻R3的一端接地、另一端與第二電阻R2的一端串聯(lián)，LMV358放大器上的第一負極端連接到第二電阻R2和第三電阻R3之間；第二電阻R2另一端與第一電阻R1一端相連；第一電阻R1另一端與第四電阻R4的一端串聯(lián)；LMV358放大器的第一輸出端連接到第一電阻R1和第四電阻R4之間；第二電容C2一端接地、另一端連接LMV358放大器的電源正極端；第三電容C3一端接地、另一端連接第四電阻R4另一端并與信號輸出端相連；無線通信模塊400為ESP8266WiFi無線通信模塊；無線通信模塊400包括ESP8266芯片、電阻R1、電阻R2，無線通信模塊400與主控制器100通過串口接口進行數(shù)據(jù)的交互；電阻R1的一端與ESP8266芯片的CH_PD端相連、另一端連接正極；電阻R2一端連接ESP8266的I/O口GPIO15、另一端接地；用戶管理系統(tǒng)可設置用戶管理權(quán)限，可更改溫室大棚最佳環(huán)境參數(shù)且可控制溫室大棚設備工作狀態(tài)；數(shù)據(jù)庫包括實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫；報警系統(tǒng)包括響鈴和指示燈，用于溫室大棚內(nèi)環(huán)境不是最佳條件時提醒用戶。

結(jié)合圖1～3，具體而言，環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊200連接了測量溫室大棚內(nèi)環(huán)境溫度的溫度傳感器201、測量土壤濕度的濕度傳感器202、測量土壤酸堿度的酸堿度傳感器203、測量溫室大棚內(nèi)中二氧化碳濃度的二氧化碳傳感器204。設備控制器300連接了通風機模塊301、澆灌機模塊302、二氧化碳生成器模塊303。

主控制器100與無線通信模塊400連接，無線通信模塊400通過連接無線路由器500，實現(xiàn)主控器模塊100與數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600之間的數(shù)據(jù)交互。無線通信模塊400用于傳輸主控制器100要往數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600發(fā)送的數(shù)據(jù)，并負責接收來自數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600中的數(shù)據(jù)信息。主控制器100用于分析處理環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊200采集到的土壤溫濕度數(shù)據(jù)和溫室大棚內(nèi)環(huán)境的二氧化碳濃度，并控制設備控制器300，以控制設備的工作狀態(tài)，達到溫室大棚內(nèi)環(huán)境的最佳效果。

具體而言，無線通信模塊400設計了接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的天線，并且該天線連接了該模塊的讀寫單元，讀寫單元包括適合的邏輯、電路和接口。主控制器100包括適合的邏輯、電路和接口，用于和外圍模塊進行想連接并進行數(shù)據(jù)的交互。

所述數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600可應用在手機端或者PC端。數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600連接了實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，設置了用戶管理權(quán)限等，操作者可按照溫室大棚農(nóng)產(chǎn)品生長所需最佳環(huán)境進行環(huán)境參數(shù)的設置。用戶可設置第一溫度值和第二溫度值，第一濕度值和第二濕度值，第一酸堿度值和第二酸堿度值，第一二氧化碳濃度值和第二二氧化碳濃度值。其中設置的第一值小于設置的第二值。

數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600實時接收來自環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊200的溫室大棚內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析得出溫度第一比較結(jié)果、濕度第一比較結(jié)果、酸堿度第一比較結(jié)果、二氧化碳第一比較結(jié)果，當?shù)谝槐容^結(jié)果小于第一值或者大于第二值時，數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600及時通過無線通信模塊400發(fā)送控制指令到主控制器100，從而控制溫室大棚內(nèi)設備的工作狀態(tài)，改變溫室大棚內(nèi)環(huán)境狀態(tài)。

所述無線通信模塊400可以是ZigBee通信模塊、GSM無線通信模塊、WiFi無線通信模塊等?；诮M網(wǎng)復雜度和價格的因素，此處優(yōu)選為ESP8266WiFi無線通信模塊，WiFi無線通信模塊包括電控系統(tǒng)、驅(qū)動部件、數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)和發(fā)射天線等，可與無線設備進行數(shù)據(jù)的無線交互，并將接收到的數(shù)據(jù)通過接口發(fā)送給主控制器100。

具體實施過程中，基于網(wǎng)絡的智能農(nóng)業(yè)調(diào)控系統(tǒng)是模塊化方式進行設計的，可自由添加自定義的環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊和設備控制模塊。

圖4所示了依據(jù)本實用新型實施的采用上述基于網(wǎng)絡的智能農(nóng)業(yè)調(diào)控系統(tǒng)設計的方法流程圖，下面將按步驟對該方法進行闡述。

S100：環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊200對溫室大棚內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)進行實時采集。

具體而言，主控制器100控制環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊200實時獲取溫度傳感器201采集到的大棚內(nèi)環(huán)境溫度數(shù)據(jù)、濕度傳感器202采集到土壤的濕度數(shù)據(jù)、酸堿度傳感器203采集到土壤酸堿度數(shù)據(jù)、二氧化碳傳感器204采集到溫室大棚內(nèi)二氧化碳濃度數(shù)據(jù)，并將獲取到的實時數(shù)據(jù)通過無線通信模塊400發(fā)送至數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600。

S200：數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600接收來主控制器100通過無線通信模塊400發(fā)送來的溫室大棚內(nèi)環(huán)境的實時數(shù)據(jù)。

具體而言，數(shù)據(jù)庫后臺管理系統(tǒng)600通過數(shù)據(jù)分析，與預先設置的第一值和第二值比較得出第一比較結(jié)果。如果第一比較結(jié)果不在預先設置的范圍內(nèi)，通過響鈴和提示燈工作狀態(tài)提示用戶，并自動發(fā)送指令到主控制器100控制設備的工作狀態(tài)。

S300：判斷溫室大棚內(nèi)的環(huán)境溫度和土壤濕度是否在預先設置的值內(nèi)，如果是則返回S100，如果否，則S500。

S400：判斷溫室大棚內(nèi)的環(huán)境二氧化碳濃度是否在預先設置的值內(nèi)，如果是則返回S100，如果否，則S600。

具體而言，當溫室大棚內(nèi)環(huán)境二氧化碳濃度大于預先設置的值時，關(guān)閉二氧化碳生成器模塊303；當溫室大棚內(nèi)土壤濕度小于預先設置的值時，開啟二氧化碳生成器模塊303。

S500：開啟或者關(guān)閉通風機模塊301、澆灌機模塊302。

具體而言，當溫室大棚內(nèi)環(huán)境溫度大于預先設置的值時，開啟通風機模塊301；當溫室大棚內(nèi)環(huán)境溫度小于預先設置的值時，關(guān)閉通風機模塊301。當溫室大棚內(nèi)土壤濕度大于預先設置的值時，關(guān)閉澆灌機模塊302；當溫室大棚內(nèi)土壤濕度小于預先設置的值時，開啟澆灌機302。

S600：開啟或者關(guān)閉二氧化碳生成器模塊303。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。