一種基于WiFi的大棚多功能管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，適用于農(nóng)業(yè)大棚作業(yè)的遠(yuǎn)程控制。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)業(yè)大棚種植成為當(dāng)今反季節(jié)蔬菜的一個(gè)重要手段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用給大棚自動(dòng)管理帶來(lái)了可能。由于大棚位于田間，其中重要的一個(gè)問(wèn)題就是門(mén)的管理，需要設(shè)置智能型的門(mén)，讓管理者遠(yuǎn)程能了解到是否有人進(jìn)入了大棚；其次就是大棚內(nèi)溫度與濕度的調(diào)節(jié)，需要自動(dòng)地降溫、通風(fēng)、加濕，可以節(jié)省人力維持作物正常生長(zhǎng)；第三就是作物的智能收割、運(yùn)輸，以及剔除次品等工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決了(1)大棚門(mén)開(kāi)啟報(bào)警；(2)大棚內(nèi)自動(dòng)通風(fēng)降溫，噴霧增濕，補(bǔ)光加熱；(3)遠(yuǎn)程控制大棚內(nèi)通風(fēng)降溫，噴霧增濕，補(bǔ)光加熱；(4)太陽(yáng)能提供大棚用電；(5)遠(yuǎn)程控制機(jī)械手臂收割蔬菜，裝框，移運(yùn)；(6)在控制室實(shí)現(xiàn)用機(jī)械手剔除次品。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]技術(shù)構(gòu)思:(a)采用霍爾元件感知門(mén)的開(kāi)啟，有利于防盜；(b)采用溫度/濕度傳感器，由單片機(jī)控制器分析如果大棚內(nèi)溫度濕度超出設(shè)定范圍就進(jìn)行自動(dòng)保溫保濕；(c)單片機(jī)控制器由串口通過(guò)WiFi無(wú)線通信模塊和管理人員的手機(jī)無(wú)線連接，手機(jī)客戶(hù)端的APP應(yīng)用程序與單片機(jī)控制器進(jìn)行TCP/IP協(xié)議通信，在遠(yuǎn)程管理人員手機(jī)屏幕上顯示出大棚內(nèi)的溫度和濕度數(shù)值；(d)遠(yuǎn)程管理人員通過(guò)手機(jī)發(fā)出指令，控制大棚內(nèi)的溫度和濕度；(e)太陽(yáng)能電池儲(chǔ)能提供大棚智能化能源；(f)在控制室管理人員可以控制機(jī)械手臂在導(dǎo)軌上移動(dòng)、伸展，機(jī)械手實(shí)現(xiàn)抓取和釋放。
[0006]設(shè)備發(fā)明:基于WiFi的大棚多功能管理系統(tǒng)。
[0007]本專(zhuān)利的有益效果是:實(shí)現(xiàn)智能大棚門(mén)，自動(dòng)控制大棚內(nèi)溫度和濕度，遠(yuǎn)程控制大棚內(nèi)溫度和濕度，在控制室內(nèi)可以控制蔬菜收集、移運(yùn)以及剔除次品，大棚能源自給不需要供電。制作成本低，經(jīng)濟(jì)價(jià)值可觀。
【附圖說(shuō)明】
[0008]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0009]圖1系統(tǒng)示意圖
[0010]圖2傳感器系統(tǒng)、機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、加濕補(bǔ)光通風(fēng)系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)[0011 ]圖3霍爾元件傳感器工作方式示意圖
[0012]圖4系統(tǒng)電路圖一
[0013]圖5系統(tǒng)電路圖二
[0014]圖6溫度/濕度傳感器工作框圖
[0015]圖7太陽(yáng)能電池供電電路
【具體實(shí)施方式】
[0016]在圖1中，一種基于WiFi的大棚多功能管理系統(tǒng)由傳感器系統(tǒng)模塊、圖像采集模塊、機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)模塊、加濕/補(bǔ)光/通風(fēng)模塊、單片機(jī)控制器模塊、WiFi無(wú)線通信模塊、手機(jī)APP應(yīng)用模塊、報(bào)警模塊、太陽(yáng)能電池模塊組成。其中傳感器系統(tǒng)模塊、圖像采集模塊、機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)模塊、加濕/補(bǔ)光/通風(fēng)模塊位于大棚內(nèi)，單片機(jī)控制器模塊與液晶顯示屏位于控制室內(nèi)。位于大棚內(nèi)的傳感器系統(tǒng)模塊和位于控制室內(nèi)的單片機(jī)控制器模塊，與管理人員的手機(jī)是通過(guò)WiFi無(wú)線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。一方面單片機(jī)控制器能自動(dòng)地根據(jù)人為設(shè)定的濕度、濕度來(lái)控制噴霧加濕裝置、通風(fēng)裝置和補(bǔ)光加熱裝置，進(jìn)行大棚內(nèi)溫度濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)；另一方面單片機(jī)控制器通過(guò)WiFi無(wú)線通信模塊將溫度、濕度，以及霍爾元件傳感器數(shù)據(jù)，傳送到管理人員的手機(jī)上，管理人員隨時(shí)發(fā)指令，通過(guò)WiFi無(wú)線通信模塊傳送到單片機(jī)控制器，遠(yuǎn)程關(guān)閉并鎖住大棚的門(mén)，進(jìn)行噴霧加濕、通風(fēng)、補(bǔ)光加熱工作、控制機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)。單片機(jī)控制器將圖像采集模塊采集得到的信息通過(guò)液晶顯示屏在控制室內(nèi)顯示，管理人員在控制室內(nèi)可以邊看圖像邊通過(guò)WiFi給單片機(jī)控制器發(fā)指令，啟動(dòng)機(jī)械手臂，確定在導(dǎo)軌上的位置，打開(kāi)機(jī)械手臂實(shí)施抓取后移動(dòng)，再釋放。太陽(yáng)能電池模塊給大棚內(nèi)提供電能。
[0017]在圖2中，傳感器系統(tǒng)模塊包括溫度/濕度傳感器、霍爾元件傳感器，各自與單片機(jī)接口相連，霍爾元件傳感器安裝在大棚的門(mén)上；圖像采集系統(tǒng)模塊包括攝像頭與液晶顯示屏，其中攝像頭位于大棚內(nèi)，液晶顯示屏在控制室內(nèi)，液晶顯示屏有兩個(gè)，一個(gè)用于顯示大棚內(nèi)采集到的圖像，另一個(gè)顯示大棚內(nèi)溫度和濕度數(shù)值；機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)模塊由單片機(jī)控制器接受來(lái)自手機(jī)的指令，進(jìn)行控制，包括機(jī)械手臂在導(dǎo)軌上的定位、機(jī)械手臂的伸展和機(jī)械手的抓取與釋放，等控制項(xiàng)目；加濕補(bǔ)光通風(fēng)系統(tǒng)包括噴霧增加濕度，打開(kāi)扇進(jìn)行通風(fēng)，一方面起到干燥作用，另一方面起到降溫作用，打開(kāi)白熾燈補(bǔ)光起到加熱作用，等。
[0018]在圖3中，是霍爾元件傳感器工作方式示意圖，當(dāng)大棚門(mén)關(guān)閉時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到的是高電平，當(dāng)突然門(mén)打開(kāi)時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到的是低電平，就啟動(dòng)報(bào)警模塊，低電平信息同時(shí)通過(guò)WiFi無(wú)線通信模塊傳至管理人員的手機(jī)上。
[0019]在圖4中，采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行連接，不需要畫(huà)出大量明線。工作電壓為3.3伏，用VCC3V3 表示。
[0020]在圖5中，采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行連接，包括步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手臂即舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)，以及風(fēng)扇、噴霧加濕器、補(bǔ)光燈的驅(qū)動(dòng)，還有溫度/濕度傳感器及其液晶屏顯示數(shù)字溫度與濕度值。
[0021]在圖6中，是溫度/濕度傳感器工作框圖，如果單片機(jī)控制器分析采集到的溫度和濕度信息偏離人為設(shè)置的范圍時(shí)，就分別自動(dòng)地開(kāi)啟噴霧加濕裝置、通風(fēng)裝置和補(bǔ)光加熱裝置，來(lái)調(diào)節(jié)大棚內(nèi)的溫度與濕度；同時(shí)單片機(jī)將信息通過(guò)無(wú)線通信模塊WiFi傳遞到管理人員的手機(jī)上，管理人員利用手機(jī)接收來(lái)自于單片機(jī)控制器的溫度和濕度信息，隨時(shí)可以通過(guò)WiFi無(wú)線通信模塊發(fā)指令給單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器控制噴霧加濕裝置、通風(fēng)裝置和補(bǔ)光加熱裝置，調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫度和濕度。
[0022]在圖7中，是太陽(yáng)能電池供電電路，12V直流電壓經(jīng)過(guò)一次穩(wěn)壓為5V，二次穩(wěn)壓為3.3V，為溫度/濕度傳感器、霍爾元件傳感器、噴霧加濕裝置、通風(fēng)裝置和補(bǔ)光加熱裝置，攝像頭以及步進(jìn)電機(jī)、舵機(jī)、液晶屏顯示、單片機(jī)控制器工作，提供電源。
[0023]成功的例子，就是采用DHT11型溫度/濕度傳感器、CF7670C型攝像頭與STM32F103型單片機(jī)控制器相連，機(jī)械手臂采用的是DS3115型數(shù)字舵