一種基于大棚種植有機(jī)植物的生命周期特性分析系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及大棚種植技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于大棚種植有機(jī)植物的生命周期特性分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]“精確農(nóng)業(yè)”是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流，指的是利用全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、連續(xù)數(shù)據(jù)采集傳感器(CDS)、遙感(RS)、變率處理設(shè)備(VRT)和決策支持系統(tǒng)(DSS)等現(xiàn)代高新技術(shù)，獲取農(nóng)田小區(qū)有機(jī)植物產(chǎn)量和影響有機(jī)植物生長(zhǎng)的環(huán)境因素(如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營(yíng)養(yǎng)、含水量、病蟲草害等)實(shí)際存在的空間及時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，并采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)域?qū)Υ?，按需?shí)施定位調(diào)控的“處方農(nóng)業(yè)”。
[0003]隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，溫室大棚已經(jīng)相當(dāng)普及，隨之而來的溫室大棚智能監(jiān)控管理平臺(tái)搭建的需求愈發(fā)強(qiáng)烈。傳統(tǒng)的溫室大棚多為人工通過簡(jiǎn)單的溫濕度計(jì)量設(shè)備或者簡(jiǎn)單的儀器儀表獲取環(huán)境狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)控制各個(gè)調(diào)節(jié)閥。此種方式效率低下，控制效果也無法達(dá)到智能自動(dòng)的要求，因此傳統(tǒng)的監(jiān)控管理方式已顯示出諸多局限性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:為了解決傳統(tǒng)的溫室大棚多為人工通過簡(jiǎn)單的溫濕度計(jì)量設(shè)備或者簡(jiǎn)單的儀器儀表獲取環(huán)境狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)控制各個(gè)調(diào)節(jié)閥，耗時(shí)耗力、成本投入大等問題，本實(shí)用新型提供了一種基于大棚種植有機(jī)植物的生命周期特性分析系統(tǒng)，通過設(shè)置傳感器節(jié)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊、智能采集控制終端以及控制節(jié)點(diǎn)，有效的解決了傳統(tǒng)的溫室大棚多為人工通過簡(jiǎn)單的溫濕度計(jì)量設(shè)備或者簡(jiǎn)單的儀器儀表獲取環(huán)境狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)控制各個(gè)調(diào)節(jié)閥，耗時(shí)耗力、成本投入大等問題。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于大棚種植有機(jī)植物的生命周期特性分析系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊、計(jì)算機(jī)控制中心、傳感器節(jié)點(diǎn)、智能采集控制終端和控制節(jié)點(diǎn)，其中:
[0006]現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)采集溫室大棚的環(huán)境參數(shù)，并將采集的環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0007]計(jì)算機(jī)控制中心，采用無線通訊方式接受現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊發(fā)送的數(shù)字信號(hào)，分析處理數(shù)字信號(hào)并向智能采集控制終端發(fā)送控制指令；
[0008]傳感器節(jié)點(diǎn)，用于溫室大棚環(huán)境信息采集單元，負(fù)責(zé)采集監(jiān)測(cè)區(qū)域的溫度、濕度、土壤的含水量以及二氧化碳濃度信息并完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；
[0009]智能采集控制終端，采用無線通訊方式接收傳感器節(jié)點(diǎn)和計(jì)算機(jī)控制中心的數(shù)據(jù)信號(hào)，分析處理接收的數(shù)據(jù)信號(hào)并向控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制指令；
[0010]控制節(jié)點(diǎn)，用于接收智能采集控制終端的控制指令，并執(zhí)行控制指令，從而達(dá)到調(diào)整環(huán)境參數(shù)的目的。
[0011]進(jìn)一步地，還包括智能手機(jī)控制單元，采用無線通訊方式獲取智能采集控制終端的數(shù)據(jù)，并能夠隨時(shí)向智能采集控制終端發(fā)送調(diào)整和控制指令，從而達(dá)到調(diào)整環(huán)境參數(shù)的目的。
[0012]進(jìn)一步地，還包括中間節(jié)點(diǎn)路由器，所述中間節(jié)點(diǎn)路由器設(shè)置在傳感器節(jié)點(diǎn)和智能采集控制終端，并采用無線通訊方式傳輸數(shù)據(jù)，用于提供數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)根據(jù)當(dāng)前的路由表所保持的路由信息情況，選擇最好的路徑傳送數(shù)據(jù)。
[0013]優(yōu)選地，所述傳感器節(jié)點(diǎn)包括溫濕度傳感器、土壤水分傳感器、光照度傳感器和二氧化碳傳感器。
[0014]優(yōu)選地，所述控制節(jié)點(diǎn)包括繼電器終端以及與繼電器終端電連接的加熱設(shè)備、降溫設(shè)備、給水設(shè)備、補(bǔ)光設(shè)備和二氧化碳發(fā)生器。
[0015]具體地，所述智能采集控制終端與LED顯示屏和聲光報(bào)警器電連接。
[0016]具體地，所述無線通訊方式采用ZigBee協(xié)議，優(yōu)點(diǎn):該系統(tǒng)利用ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集的數(shù)據(jù)及信息無線收發(fā)，對(duì)比傳統(tǒng)的系統(tǒng)它有如下優(yōu)點(diǎn):
[0017]1、布線簡(jiǎn)單溫室中有大量分散的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這些設(shè)備可能隨著有機(jī)植物的改變而進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)錯(cuò)綜復(fù)雜的線纜也需要重新鋪設(shè)，工作量較大。為了科學(xué)、合理地實(shí)現(xiàn)大面積溫室環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)與控制，電子檢測(cè)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)置不僅數(shù)量大而且分布廣，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)無疑需要有錯(cuò)綜復(fù)雜的配線電纜。當(dāng)溫室內(nèi)生產(chǎn)的有機(jī)植物更替時(shí)，相應(yīng)的電子檢測(cè)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置常常需要調(diào)整，連接著各個(gè)裝置與機(jī)構(gòu)的線纜有時(shí)也需要重新布置。另外，溫室的利用結(jié)構(gòu)也會(huì)經(jīng)常根據(jù)用戶需要而不斷改變，這就要求系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)能根據(jù)需要隨意變換位置而不影響系統(tǒng)工作。這不僅增大了溫室的額外投資成本和安裝與維護(hù)的難度，有時(shí)也影響了有機(jī)植物的良好生長(zhǎng)。ZigBee技術(shù)只需對(duì)具有中轉(zhuǎn)功能的設(shè)備和協(xié)調(diào)器接線供電，其它無線傳感器和無線控制器只需電池供電，位置也可在有效范圍內(nèi)隨意擺放。
[0018]2、組網(wǎng)簡(jiǎn)單，節(jié)點(diǎn)數(shù)目可隨意增減有機(jī)植物生長(zhǎng)階段不同，環(huán)境因子對(duì)有機(jī)植物的影響可能也不同，生長(zhǎng)初期可能對(duì)溫度比較敏感，而后期可能對(duì)光照比較敏感，這就要求系統(tǒng)可以隨意改變節(jié)點(diǎn)的類型和數(shù)量。除此以外，隨著有機(jī)植物的生長(zhǎng)，用戶可能還需要對(duì)植物的生理參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)而需要不斷增加傳感器節(jié)點(diǎn)。在某些科研溫室中，也經(jīng)常需要改變傳感器節(jié)點(diǎn)的類型和數(shù)量，以達(dá)到精確監(jiān)測(cè)與控制。上述這些情況都需要所用的監(jiān)控系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)能隨意增減。ZIGBEE采用動(dòng)態(tài)路由的方式自組織網(wǎng)，靈活簡(jiǎn)單，可有多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如星形、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等，增減節(jié)點(diǎn)后也無需布線等復(fù)雜操作，上位機(jī)按網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)自動(dòng)識(shí)別。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提供了一種基于大棚種植有機(jī)植物的生命周期特性分析系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)備的檢測(cè)出環(huán)境參數(shù)，方便人們科學(xué)的去調(diào)整，而且大大節(jié)約了勞動(dòng)力，減少了成本投入，而且系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中除滿足當(dāng)前需求外，還需為日后的系統(tǒng)擴(kuò)展留有足夠的接口，所有功能模塊均為可組態(tài)化設(shè)計(jì)，可以靈活的增加或者刪除；系統(tǒng)可對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端執(zhí)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程操作，包括遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集等；系統(tǒng)建成后，要求對(duì)溫室中的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、噴灌裝置等設(shè)備可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)、手動(dòng)監(jiān)測(cè)控制，保證溫室有機(jī)植物處于最優(yōu)的生長(zhǎng)環(huán)境中；并且此系統(tǒng)還包括如下優(yōu)點(diǎn):1、系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室大棚的空氣溫濕度、土壤溫濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)的采集、匯總和分析，以直觀的圖表和曲線顯示，并可根據(jù)有機(jī)植物的生長(zhǎng)需求提供各種聲光報(bào)警信息、手機(jī)信息報(bào)警；
[0020]2、系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室大棚的智能控制，需配套合適的控制方案實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)、噴淋灌溉、遮陽調(diào)光、二氧化碳發(fā)生器等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。并可配置專用攝像裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有機(jī)植物和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境真實(shí)狀況實(shí)時(shí)呈現(xiàn)；
[0021]3、系統(tǒng)可提供有機(jī)植物屬性、日照要求、溫濕度要求、氧氣和二氧化碳濃度要求等最佳生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)。根據(jù)有機(jī)植物生命周期不同階段的生長(zhǎng)情況和環(huán)境參數(shù)，細(xì)化階段性的數(shù)據(jù)，匯總分析，輸出精確化的有機(jī)植物生命周期特性，自動(dòng)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。以后只需提前選好方案，整個(gè)系統(tǒng)根據(jù)方案自動(dòng)進(jìn)行環(huán)境調(diào)節(jié)，為有機(jī)植物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全創(chuàng)造條件；
[0022]4、系統(tǒng)數(shù)據(jù)除了滿足匯總歸納分析的需求，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，可通過計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)等終端遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理。
【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0024]圖1是本實(shí)用新型一種基于大棚種植有機(jī)植物的生命周期特性分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0027]實(shí)施例1
[0028]如圖1和圖2所示，一種基于大棚種植有機(jī)植物的生命周期特性分析系統(tǒng)，包括現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊、計(jì)算機(jī)控制中心、傳感器節(jié)點(diǎn)、智能采集控制終端、控制節(jié)點(diǎn)、智能手機(jī)控制單元和中間節(jié)點(diǎn)路由器，其中:
[0029]現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊，用于實(shí)時(shí)采集溫室大棚的環(huán)境參數(shù)，并將采集的環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
[0030]計(jì)算機(jī)控制中心，采用無線通訊方式接受現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊發(fā)送的數(shù)字信號(hào)，分析處理數(shù)字信號(hào)并向智能采集控制終端發(fā)送控制指令；
[0031]傳感器節(jié)點(diǎn)，用于溫室大棚環(huán)境信息采集單元，負(fù)責(zé)采集監(jiān)測(cè)區(qū)域的溫度、濕度、土壤的含水量以及二氧化碳濃度信息并完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，其中傳感器節(jié)點(diǎn)包括溫濕度傳感