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一种农业大棚智能化管理系统

阅读:0发布:2020-05-22

专利汇可以提供一种农业大棚智能化管理系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种农业大棚智能化管理系统,包括系统总成,系统总成包括监控模 块 、驱动模块、主控模块、用户端模块和模拟模块;监控模块包括 传感器 模组、摄像模组 和声 光警报模组,传感器模组包括 温度 传感器单元、 湿度传感器 单元、光照传感器单元和二 氧 化 碳 浓度传感器单元;驱动模块包括 电机 模组和 蓄 电池 模组。本发明与 现有技术 相比的优点在于:通过监控模块、驱动模块、主控模块、用户端模块和模拟模块的配合工作,实现对农业大棚内环境状态的实时监控和综合管理,提高了整体的自动化 水 平,降低了人员符合,提高了生产效率,整体架构设计思路清晰完整,具有广泛的实用性。,下面是一种农业大棚智能化管理系统专利的具体信息内容。

1.一种农业大棚智能化管理系统,包括系统总成,其特征在于:所述的系统总成包括监控模、驱动模块、主控模块、用户端模块和模拟模块;
所述的监控模块包括传感器模组、摄像模组和声光警报模组,所述的传感器模组包括温度传感器单元、湿度传感器单元、光照传感器单元和二浓度传感器单元;
所述的驱动模块包括电机模组和电池模组;
所述的主控模块包括综合信息处理模组、IDC连接模组、喷洒模组、照射模组、机模组、加热模组和网关模组;
用户端模块包括注册模组、信息收发模组、信息展示模组和警报提示模组;
模拟模块包括数据采集模组、模拟建模模组和模型储存模组。
2.根据权利要求1所述的一种农业大棚智能化管理系统,其特征在于:所述的传感器模组用于对农业大棚内部环境状态数据进行实施检测,具体表现为:
所述的温度传感器单元主体为基于LoRa技术的无线壁挂式传感器,其目的在于实时收集农业大棚内的土壤和空气温度;
所述的湿度传感器单元主体为基于FDR原理的MP-508D型直插式无线土壤水分传感器,其外壳采用不锈制成,其传感器末端通过导线连接有基于LoRa技术的数据传输头;
所述的光照传感器单元主体为基于485通讯类型的光照度变送器,通过高防水外壳安装在大棚顶梁处实现整体固定,其传感器末端通过导线连接有基于LoRa技术的数据传输头;
所述的二氧化碳浓度传感器单元主体为基于485通讯类型的二氧化碳浓度变送器,其通信协议为标准ModBus-RTU通信协议,通过底座安装在农业大棚内的需检测位置,其传感器末端通过导线连接有基于LoRa技术的数据传输头。
3.根据权利要求1所述的一种农业大棚智能化管理系统,其特征在于:所述的摄像模组主体为通过支架安装在大棚梁体处的摄像头,摄像头外部加装有防水护罩,所述的摄像模组通过导线与所述的网关模组相连接。
4.根据权利要求1所述的一种农业大棚智能化管理系统,其特征在于:所述的声光警报模组主体为扬声器装置和警报灯装置,所述的扬声器装置和警报灯装置分别通过对应导线与所述的网关模组相连接。
5.根据权利要求1所述的一种农业大棚智能化管理系统,其特征在于:所述的驱动模块包括为所述的监控模块和主控模块供应电能蓄电池模组,以及驱动所述的水泵喷洒模组和风机模组工作的所述的电机模组,所述的电机模组包括电机和与其相连接的齿轮箱、连杆蜗杆
6.根据权利要求1所述的一种农业大棚智能化管理系统,其特征在于:所述的主控模块用于接收所述的监控模块传来的各种监控信息数据或回传指令数据,经所述的综合信息处理模组对数据进行综合分析处理后,将处理结果以数据的形式通过导线或基站网络输送至对应的模块或模组中。
7.根据权利要求1所述的一种农业大棚智能化管理系统,其特征在于:所述的IDC连接模组主体为调制解调器及附属电子元件,用以连接IDC,为所述的一种农业大棚智能化管理系统提供与外界信息传输互换的通信通道;
所述的水泵喷洒模组主体为喷头、水管、电磁、延时性继电器和水泵;
所述的照射模组主体为安装在农业大棚内的日光灯管及其控制元件;
所述的风机模组主体为风机管道、风机及其控制元件;
所述的加热模组主体为石英热管及其控制元件;
所述的网关模组主体为基于ARM平台的网关控制器
8.根据权利要求1所述的一种农业大棚智能化管理系统,其特征在于:所述的用户端模块为PC或APP端相关服务设备,具体表现为:
用户通过所述的注册模组录入个人信息及所属农业大棚的信息,注册完成后可通过账号登录,实现对个人信息及农业大棚信息的安全性保护;
所述的信息收发模组用于:(1)接收由所述的综合信息处理模组发送来的农业大棚内各项环境状态数据;(2)向所述的综合信息处理模组传输由所述的用户端模块生成的指令数据;
所述的信息展示模组用于在PC或APP端相关服务设备上,直观的将农业大棚内各项环境状态数据通过数模转换器展现在与之连接的显示屏上;
所述的警报提示模组中设有农业大棚内各项环境状态数据标准库,用以储存和设定标准状态下的农业大棚内各项环境状态数据,由所述的综合信息处理模组传输来的状态数据与所述的警报提示模组中的标准状态数据进行比对,不符时会通过所述的警报提示模组向所述的信息展示模组发送警报提醒。
9.根据权利要求1所述的一种农业大棚智能化管理系统,其特征在于:所述的模拟模块用于收集状态数据并生成对应的数学变化模型,具体通过所述的数据采集模组收集所述的信息收发模组中的状态数据,将收据到的状态数据传输至所述的模拟建模模组中,所述的模拟建模模组在生成对应的数学模型后将数学模型通过数据的形式保存至所述的模型储存模组中。
10.根据权利要求9所述的一种农业大棚智能化管理系统,其特征在于:所述的模拟建模模组主体为ADAMS软件

说明书全文

一种农业大棚智能化管理系统

技术领域

[0001] 本发明涉及农业领域,具体是指一种农业大棚智能化管理系统。

背景技术

[0002] 我国是一个农业大国,同时也是一个人口大国,对于蔬菜、果等农产品的需求也极其庞大,而受气候等环境因素的影响,各类农作物和蔬菜果品的生产只能按自然生育期进行一年一熟或者一年两熟生产。因此,农业大棚的产生与应用,促进了农作物的年产量,减小了季节对作物生长的限制,每年农业大棚的数量都在大规模增加,农业大棚还存在着信息化、智能化程度低的弊端,大部分管理工作仍需人工手动完成。
[0003] 因此,设计出一种农业大棚智能化管理系统势在必行。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是现有的农业大棚在推广普及和应用上,多靠人工手动管理来运作的一般性大棚为主,其缺点是智能化程度低、管控不合理、大棚无法进行实时状态监控,且耗用大量人物力,增加生产成本。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案为:一种农业大棚智能化管理系统,包括系统总成,系统总成包括监控模、驱动模块、主控模块、用户端模块和模拟模块;
[0006] 监控模块包括传感器模组、摄像模组和声光警报模组,传感器模组包括温度传感器单元、湿度传感器单元、光照传感器单元和二浓度传感器单元;
[0007] 驱动模块包括电机模组和电池模组;
[0008] 主控模块包括综合信息处理模组、IDC连接模组、水喷洒模组、照射模组、机模组、加热模组和网关模组;
[0009] 用户端模块包括注册模组、信息收发模组、信息展示模组和警报提示模组;
[0010] 模拟模块包括数据采集模组、模拟建模模组和模型储存模组。
[0011] 本发明与现有技术相比的优点在于:通过监控模块、驱动模块、主控模块、用户端模块和模拟模块的配合工作,实现对农业大棚内环境状态的实时监控和综合管理,提高了整体的自动化水平,降低了人员符合,提高了生产效率,整体架构设计思路清晰完整,具有广泛的实用性。
[0012] 作为改进,传感器模组用于对农业大棚内部环境状态数据进行实施检测,具体表现为:
[0013] 温度传感器单元主体为基于LoRa技术的无线壁挂式传感器,其目的在于实时收集农业大棚内的土壤和空气温度;
[0014] 湿度传感器单元主体为基于FDR原理的MP-508D型直插式无线土壤水分传感器,其外壳采用不锈制成,其传感器末端通过导线连接有基于LoRa技术的数据传输头;
[0015] 光照传感器单元主体为基于485通讯类型的光照度变送器,通过高防水外壳安装在大棚顶梁处实现整体固定,其传感器末端通过导线连接有基于LoRa技术的数据传输头;
[0016] 二氧化碳浓度传感器单元主体为基于485通讯类型的二氧化碳浓度变送器,其通信协议为标准ModBus-RTU通信协议,通过底座安装在农业大棚内的需检测位置,其传感器末端通过导线连接有基于LoRa技术的数据传输头。
[0017] 作为改进,摄像模组主体为通过支架安装在大棚梁体处的摄像头,摄像头外部加装有防水护罩,摄像模组通过导线与网关模组相连接。
[0018] 作为改进,声光警报模组主体为扬声器装置和警报灯装置,扬声器装置和警报灯装置分别通过对应导线与网关模组相连接。
[0019] 作为改进,驱动模块包括为监控模块和主控模块供应电能蓄电池模组,以及驱动水泵喷洒模组和风机模组工作的电机模组,电机模组包括电机和与其相连接的齿轮箱、连杆蜗杆
[0020] 作为改进,主控模块用于接收监控模块传来的各种监控信息数据或回传指令数据,经综合信息处理模组对数据进行综合分析处理后,将处理结果以数据的形式通过导线或基站网络输送至对应的模块或模组中。
[0021] 作为改进,IDC连接模组主体为调制解调器及附属电子元件,用以连接IDC,为一种农业大棚智能化管理系统提供与外界信息传输互换的通信通道;
[0022] 水泵喷洒模组主体为喷头、水管、电磁、延时性继电器和水泵;
[0023] 照射模组主体为安装在农业大棚内的日光灯管及其控制元件;
[0024] 风机模组主体为风机管道、风机及其控制元件;
[0025] 加热模组主体为石英热管及其控制元件;
[0026] 网关模组主体为基于ARM平台的网关控制器
[0027] 作为改进,用户端模块为PC或APP端相关服务设备,具体表现为:
[0028] 用户通过注册模组录入个人信息及所属农业大棚的信息,注册完成后可通过账号登录,实现对个人信息及农业大棚信息的安全性保护;
[0029] 信息收发模组用于:(1)接收由综合信息处理模组发送来的农业大棚内各项环境状态数据;(2)向综合信息处理模组传输由用户端模块生成的指令数据;
[0030] 信息展示模组用于在PC或APP端相关服务设备上,直观的将农业大棚内各项环境状态数据通过数模转换器展现在与之连接的显示屏上;
[0031] 警报提示模组中设有农业大棚内各项环境状态数据标准库,用以储存和设定标准状态下的农业大棚内各项环境状态数据,由综合信息处理模组传输来的状态数据与警报提示模组中的标准状态数据进行比对,不符时会通过警报提示模组向信息展示模组发送警报提醒。
[0032] 作为改进,模拟模块用于收集状态数据并生成对应的数学变化模型,具体通过数据采集模组收集信息收发模组中的状态数据,将收据到的状态数据传输至模拟建模模组中,模拟建模模组在生成对应的数学模型后将数学模型通过数据的形式保存至模型储存模组中。
[0033] 作为改进,模拟建模模组主体为ADAMS软件附图说明
[0034] 图1是一种农业大棚智能化管理系统的结构示意图。
[0035] 图2是一种农业大棚智能化管理系统的监控模块的结构示意图。
[0036] 图3是一种农业大棚智能化管理系统的驱动模块的结构示意图。
[0037] 图4是一种农业大棚智能化管理系统的主控模块的结构示意图。
[0038] 图5是一种农业大棚智能化管理系统的用户端模块的结构示意图。
[0039] 图6是一种农业大棚智能化管理系统的模拟模块的结构示意图。
[0040] 图7是一种农业大棚智能化管理系统的传感器模组的结构示意图。
[0041] 图8是一种农业大棚智能化管理系统的工作流程图

具体实施方式

[0042] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
[0043] 本发明在具体实施时,一种农业大棚智能化管理系统,包括系统总成,所述的系统总成包括监控模块、驱动模块、主控模块、用户端模块和模拟模块;
[0044] 所述的监控模块包括传感器模组、摄像模组和声光警报模组,所述的传感器模组包括温度传感器单元、湿度传感器单元、光照传感器单元和二氧化碳浓度传感器单元;
[0045] 所述的驱动模块包括电机模组和蓄电池模组;
[0046] 所述的主控模块包括综合信息处理模组、IDC连接模组、水泵喷洒模组、照射模组、风机模组、加热模组和网关模组;
[0047] 用户端模块包括注册模组、信息收发模组、信息展示模组和警报提示模组;
[0048] 模拟模块包括数据采集模组、模拟建模模组和模型储存模组。
[0049] 所述的传感器模组用于对农业大棚内部环境状态数据进行实施检测,具体表现为:
[0050] 所述的温度传感器单元主体为基于LoRa技术的无线壁挂式传感器,其目的在于实时收集农业大棚内的土壤和空气温度;
[0051] 所述的湿度传感器单元主体为基于FDR原理的MP-508D型直插式无线土壤水分传感器,其外壳采用不锈钢制成,其传感器末端通过导线连接有基于LoRa技术的数据传输头;
[0052] 所述的光照传感器单元主体为基于485通讯类型的光照度变送器,通过高防水外壳安装在大棚顶梁处实现整体固定,其传感器末端通过导线连接有基于LoRa技术的数据传输头;
[0053] 所述的二氧化碳浓度传感器单元主体为基于485通讯类型的二氧化碳浓度变送器,其通信协议为标准ModBus-RTU通信协议,通过底座安装在农业大棚内的需检测位置,其传感器末端通过导线连接有基于LoRa技术的数据传输头。
[0054] 所述的摄像模组主体为通过支架安装在大棚梁体处的摄像头,摄像头外部加装有防水护罩,所述的摄像模组通过导线与所述的网关模组相连接。
[0055] 所述的声光警报模组主体为扬声器装置和警报灯装置,所述的扬声器装置和警报灯装置分别通过对应导线与所述的网关模组相连接。
[0056] 所述的驱动模块包括为所述的监控模块和主控模块供应电能的蓄电池模组,以及驱动所述的水泵喷洒模组和风机模组工作的所述的电机模组,所述的电机模组包括电机和与其相连接的齿轮箱、连杆和蜗杆。
[0057] 所述的主控模块用于接收所述的监控模块传来的各种监控信息数据或回传指令数据,经所述的综合信息处理模组对数据进行综合分析处理后,将处理结果以数据的形式通过导线或基站网络输送至对应的模块或模组中。
[0058] 所述的IDC连接模组主体为调制解调器及附属电子元件,用以连接IDC,为所述的一种农业大棚智能化管理系统提供与外界信息传输互换的通信通道;
[0059] 所述的水泵喷洒模组主体为喷头、水管、电磁阀、延时性继电器和水泵;
[0060] 所述的照射模组主体为安装在农业大棚内的日光灯管及其控制元件;
[0061] 所述的风机模组主体为风机管道、风机及其控制元件;
[0062] 所述的加热模组主体为石英加热管及其控制元件;
[0063] 所述的网关模组主体为基于ARM平台的网关控制器。
[0064] 所述的用户端模块为PC或APP端相关服务设备,具体表现为:
[0065] 用户通过所述的注册模组录入个人信息及所属农业大棚的信息,注册完成后可通过账号登录,实现对个人信息及农业大棚信息的安全性保护;
[0066] 所述的信息收发模组用于:(1)接收由所述的综合信息处理模组发送来的农业大棚内各项环境状态数据;(2)向所述的综合信息处理模组传输由所述的用户端模块生成的指令数据;
[0067] 所述的信息展示模组用于在PC或APP端相关服务设备上,直观的将农业大棚内各项环境状态数据通过数模转换器展现在与之连接的显示屏上;
[0068] 所述的警报提示模组中设有农业大棚内各项环境状态数据标准库,用以储存和设定标准状态下的农业大棚内各项环境状态数据,由所述的综合信息处理模组传输来的状态数据与所述的警报提示模组中的标准状态数据进行比对,不符时会通过所述的警报提示模组向所述的信息展示模组发送警报提醒。
[0069] 所述的模拟模块用于收集状态数据并生成对应的数学变化模型,具体通过所述的数据采集模组收集所述的信息收发模组中的状态数据,将收据到的状态数据传输至所述的模拟建模模组中,所述的模拟建模模组在生成对应的数学模型后将数学模型通过数据的形式保存至所述的模型储存模组中。
[0070] 所述的模拟建模模组主体为ADAMS软件。
[0071] 本发明的工作原理:用户通过用户端模块的注册模组进行个人信息及个人所属大棚信息的录入,完成后用户端模块通过网管模组与主控模块进行连接,传感器模组将四个不同类型的传感器收集到的大棚内环境状态数据及摄像模组收集到的大棚内监控视频数据传输至综合信息处理模组中,综合信息处理模组对数据进行分析和处理,并将处理结果传输至对应下级模块或模组中。
[0072] 处理结果包括:(1)传感器模组收集到的处于标准状态数据,主控模块通过网关模组将此类状态数据传输至用户端模块的信息收发模组,并通过信息展示模组直观展现给用户;
[0073] (2)传感器模组收集到的异常状态数据,用户在用户端模块设置的警报提示模组中设置状态数据的标准值,并通过信息收发模组输送至主控模块中,主控模块将异常状态数据与储存的标准状态数据进行比对,对不在标准值的类型数据采取对应措施,具体为当温度不在标准值时,通过加热模组或风机模组对温度进行提高或降低;当湿度不在标准值时,通过水泵喷洒模组或风机模组对湿度进行提高或降低;当光照不在标准值时,通过照射模组对光照值进行提高或降低;当二氧化碳浓度不在标准值时,通过风机模组对二氧化碳浓度值进行提高或降低;
[0074] (3)视频数据,将摄像模组拍摄到的大棚内部实时视频画面通过网关模组传输至用户端模块的信息展示模组上;
[0075] (4)声光警报开启指令数据,异常状态数据传输后,综合信息处理模块向声光警报模组发出的数据,通过数模转换器将指令数据传输至声光警报模组的对应设备中。
[0076] IDC连接模组为大棚内部模块与外部模块的连接提供了通讯通道。
[0077] 此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征,在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具本的限定。
[0078] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0079] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0080] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”,“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0081] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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