杏鮑菇栽培環(huán)境數(shù)字化信息監(jiān)控平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)字化信息自動(dòng)監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種杏鮑菇栽培環(huán)境數(shù)字化信息監(jiān)控平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]以杏鮑菇為代表的珍稀食用菌工廠(chǎng)化栽培是寧夏南部山區(qū)的特色產(chǎn)業(yè)之一，也是最具現(xiàn)代農(nóng)業(yè)特征的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方式。杏鮑菇是開(kāi)發(fā)栽培成功的集食用、藥用、食療于一體的珍稀食用菌新品種，屬于穩(wěn)溫、結(jié)實(shí)性肉質(zhì)傘菌，其繁殖、生長(zhǎng)過(guò)程具有高度的復(fù)雜性和不確定性。不同生長(zhǎng)期，杏鮑菇對(duì)栽培環(huán)境中的溫度、濕度、光照度以及二氧化碳濃度等關(guān)鍵因子的敏感性差異很大，其所具有的復(fù)雜性和隨機(jī)性直接制約了工廠(chǎng)化、自動(dòng)化、周年化生產(chǎn)的完整實(shí)現(xiàn)，阻礙了西北地區(qū)食用菌產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。因此，研宄、開(kāi)發(fā)西北地區(qū)適用的珍稀食用菌栽培環(huán)境數(shù)字化信息監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)溫濕度、光照度以及二氧化碳濃度等環(huán)境因子進(jìn)行自動(dòng)、精準(zhǔn)、遠(yuǎn)程、無(wú)線(xiàn)及群落式的監(jiān)控，能夠?yàn)樵O(shè)施環(huán)境下珍稀食用菌生長(zhǎng)發(fā)育模型的建立和節(jié)能型調(diào)控策略的形成提供有效的技術(shù)支持，進(jìn)而提升食用菌的栽培品質(zhì)與產(chǎn)量。
[0003]目前，西北地區(qū)適用的先進(jìn)的杏鮑菇栽培環(huán)境無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)主要有兩大類(lèi):一是基于數(shù)據(jù)采集器或可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)杏鮑葫栽培環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)；二是基于ZigBee的杏鮑菇生長(zhǎng)環(huán)境因子群落式監(jiān)控系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)均對(duì)四個(gè)菇棚進(jìn)行集中監(jiān)控，監(jiān)測(cè)范圍較小，且都采用組態(tài)軟件Kingview自帶的通訊協(xié)議進(jìn)行上位機(jī)監(jiān)控，由于傳感器與采集模塊之間均通過(guò)電纜有線(xiàn)連接，傳感器不方便移動(dòng)，只能采集每個(gè)菇棚內(nèi)某個(gè)固定位置的環(huán)境數(shù)據(jù)。并且第一種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的采集器與傳感器之間需要鋪設(shè)大量的電纜線(xiàn)，存在布線(xiàn)困難、施工難度大，且線(xiàn)路易受破壞和腐蝕、成本高的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種通過(guò)無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)采集菇棚內(nèi)各個(gè)位置的環(huán)境數(shù)據(jù)的方案，不存在鋪設(shè)電纜線(xiàn)的問(wèn)題，具有成本低、便于施工等有益效果，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在傳感器不方便移動(dòng)，只能采集每個(gè)菇棚內(nèi)某個(gè)固定位置的環(huán)境數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的采集器與傳感器之間需要鋪設(shè)大量的電纜線(xiàn)，存在布線(xiàn)困難、施工難度大，且線(xiàn)路易受破壞和腐蝕、成本高的問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型的方案如下，一種杏鮑菇栽培環(huán)境數(shù)字化信息監(jiān)控平臺(tái)，該杏鮑菇栽培環(huán)境數(shù)字化信息監(jiān)控平臺(tái)包括:上位機(jī)監(jiān)控中心、下位機(jī)；其中，所述下位機(jī)包括主機(jī)、中基站、環(huán)境參數(shù)控制模塊及環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊，所述上位機(jī)監(jiān)控中心用于通過(guò)蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)與所述主機(jī)交互信息，所述主機(jī)、所述中基站、所述環(huán)境參數(shù)控制模塊及所述環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊依次順序連接。
[0006]較佳的，所述主機(jī)包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元DTU、第一單片機(jī)以及第一無(wú)線(xiàn)射頻模塊；其中，所述DTU、所述第一單片機(jī)以及所述第一無(wú)線(xiàn)射頻模塊依次順序連接，所述DTU用于與所述上位機(jī)監(jiān)控中心通過(guò)蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)交互信息。
[0007]較佳的，所述中基站包括第二無(wú)線(xiàn)射頻模塊、第二單片機(jī)、第三單片機(jī)以及第三無(wú)線(xiàn)射頻模塊；所述第二無(wú)線(xiàn)射頻模塊、所述第二單片機(jī)、所述第三單片機(jī)以及所述第三無(wú)線(xiàn)射頻模塊依次順序連接，所述第二無(wú)線(xiàn)射頻模塊用于與所述第一無(wú)線(xiàn)射頻模塊交互信息。
[0008]較佳的，所述環(huán)境參數(shù)控制模塊包括第四無(wú)線(xiàn)射頻模塊、第四單片機(jī)、四路繼電器模塊、風(fēng)機(jī)、噴淋器、加熱器、制冷機(jī)以及第一藍(lán)牙模塊，其中，所述第四無(wú)線(xiàn)射頻模塊、四路繼電器和第一藍(lán)牙模塊分別與所述第四單片機(jī)相連，所述風(fēng)機(jī)、所述噴淋器、所述加熱器以及所述制冷機(jī)分別與所述四路繼電器相連，所述第四無(wú)線(xiàn)射頻模塊用于與所述第三無(wú)線(xiàn)射頻模塊交互信息。
[0009]較佳的，所述環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊包括第二藍(lán)牙模塊、第五單片機(jī)、溫濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、光照度傳感器；所述第二藍(lán)牙模塊、所述溫濕度傳感器、所述二氧化碳濃度傳感器及所述光照度傳感器分別與所述第五單片機(jī)相連；所述第二藍(lán)牙模塊用于與所述第一藍(lán)牙模塊交互信息。
[0010]本實(shí)用新型有益效果包括:成本較低，方便組網(wǎng)，可以監(jiān)控調(diào)節(jié)的菇棚個(gè)數(shù)較多，并且可以采集菇棚內(nèi)各個(gè)位置的環(huán)境數(shù)據(jù)，不存在鋪設(shè)電纜布線(xiàn)困難的問(wèn)題，便于施工。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中的杏鮑菇栽培環(huán)境數(shù)字化信息監(jiān)控平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了給出降低成本，方便組網(wǎng)，可以采集菇棚內(nèi)各個(gè)位置的環(huán)境數(shù)據(jù)，不存在鋪設(shè)電纜布線(xiàn)困難的實(shí)現(xiàn)方案，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種杏鮑菇栽培環(huán)境數(shù)字化信息監(jiān)控平臺(tái)，以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。并且在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0013]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種通過(guò)無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)采集菇棚內(nèi)各個(gè)位置的環(huán)境數(shù)據(jù)的方案，不存在鋪設(shè)電纜線(xiàn)的問(wèn)題，具有成本低、便于施工等有益效果，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在傳感器不方便移動(dòng)，只能采集每個(gè)菇棚內(nèi)某個(gè)固定位置的環(huán)境數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的采集器與傳感器之間需要鋪設(shè)大量的電纜線(xiàn)，存在布線(xiàn)困難、施工難度大，且線(xiàn)路易受破壞和腐蝕、成本高的問(wèn)題。
[0014]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，本實(shí)用新型基于單片機(jī)，應(yīng)用多傳感器融合技術(shù)，藍(lán)牙模塊無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)，結(jié)合無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)進(jìn)行自組網(wǎng)，開(kāi)發(fā)LabVIEW上位機(jī)監(jiān)控中心，設(shè)計(jì)了一種成本較低，能夠?qū)Χ鄠€(gè)菇棚的杏鮑菇生長(zhǎng)環(huán)境中的溫度、濕度、光照度和二氧化碳濃度進(jìn)行集中、自動(dòng)、精準(zhǔn)、遠(yuǎn)程、無(wú)線(xiàn)及分布式的監(jiān)測(cè)，并對(duì)每個(gè)菇棚內(nèi)的加熱器、制冷機(jī)、風(fēng)機(jī)以及噴淋器等環(huán)境調(diào)控設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)控制并對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行文件自動(dòng)存儲(chǔ)和管理的數(shù)字化信息監(jiān)控平臺(tái)。
[0015]參閱圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種杏鮑菇栽培環(huán)境數(shù)字化信息監(jiān)控平臺(tái)，杏鮑菇栽培環(huán)境數(shù)字化信息監(jiān)控平臺(tái)包括:上位機(jī)監(jiān)控中心、下位機(jī)；其中，下位機(jī)包括主機(jī)、中基站、環(huán)境參數(shù)控制模塊及環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊，上位機(jī)監(jiān)控中心用于通過(guò)蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)交互信息，主機(jī)、中基站、環(huán)境參數(shù)控制模塊及環(huán)境數(shù)據(jù)收集模塊依次順序連接。
[0016]具體的，上位機(jī)基于LabVIEW軟件開(kāi)發(fā)，自定義了一種簡(jiǎn)單的通訊協(xié)議，使PC機(jī)與下位機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠。對(duì)每個(gè)菇棚均設(shè)計(jì)了監(jiān)控界面，且每個(gè)界面之間均可以進(jìn)行任意切換。主要功能是接收下位機(jī)通過(guò)蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)來(lái)的各個(gè)菇棚的環(huán)境數(shù)據(jù)并按照設(shè)定的路徑進(jìn)行存儲(chǔ)與管理。同時(shí)將每個(gè)菇棚的各個(gè)環(huán)境數(shù)據(jù)與事先設(shè)定的環(huán)境數(shù)據(jù)的上下限進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，通過(guò)判斷生成控制指令，通過(guò)蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程發(fā)送給下位機(jī)，其中，本實(shí)用新型中的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)可以為通用分組無(wú)線(xiàn)服務(wù)(General Packet Rad1Service, GPRS),2G、3G 或 4G。
[0017]下位機(jī)中的主機(jī)包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元DTU、第一單片機(jī)以及第一無(wú)線(xiàn)射頻模塊；其中，DTU、第一單片機(jī)以及第一無(wú)線(xiàn)射頻模塊依次順序連接，DTU用于與上位機(jī)監(jiān)控中心通過(guò)蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)交互信息。
[0018]具體的，數(shù)字轉(zhuǎn)換單元(Data Transfer Unit，DTU)與上位機(jī)監(jiān)控中心之間的信息傳輸通過(guò)蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)入Internet，最終建立與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸通道。DTU與第一單片機(jī)之間通過(guò)串口連接。
[0019]中基站包括第二無(wú)線(xiàn)射頻模塊、第二單片機(jī)、第三單片機(jī)以及第三無(wú)線(xiàn)射頻模塊；第二無(wú)線(xiàn)射頻模塊、第二單片機(jī)、第三單片機(jī)以及第三無(wú)線(xiàn)射頻模塊依次順序連接，第二無(wú)線(xiàn)射頻模塊用于與第一無(wú)線(xiàn)射頻模塊交互信息。
[0020]具體的，主機(jī)的第一無(wú)線(xiàn)射頻模塊與中基站的第二無(wú)線(xiàn)射頻模塊進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊，中基站的數(shù)量還可以為多個(gè)，較佳的為2個(gè)，此時(shí)，主機(jī)的第一無(wú)線(xiàn)射頻模塊與多個(gè)中基站的無(wú)線(xiàn)射頻模塊同時(shí)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊。主機(jī)一收到上位機(jī)監(jiān)控中心發(fā)來(lái)的控制指令時(shí)，判斷控制指令是發(fā)送給哪個(gè)中基站，然后通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻模塊將該控