一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及大棚種植技術領域，尤其是一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統。
【背景技術】
[0002]“精確農業(yè)”是當今世界農業(yè)發(fā)展的新潮流，指的是利用全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、連續(xù)數據采集傳感器(CDS)、遙感(RS)、變率處理設備(VRT)和決策支持系統(DSS)等現代高新技術，獲取農田小區(qū)有機植物產量和影響有機植物生長的環(huán)境因素(如土壤結構、地形、植物營養(yǎng)、含水量、病蟲草害等)實際存在的空間及時間差異性信息，分析影響小區(qū)產量差異的原因，并采取技術上可行、經濟上有效的調控措施，區(qū)域對待，按需實施定位調控的“處方農業(yè)”。
[0003]隨著農業(yè)技術的不斷發(fā)展，溫室大棚已經相當普及，隨之而來的溫室大棚智能監(jiān)控管理平臺搭建的需求愈發(fā)強烈。傳統的溫室大棚多為人工通過簡單的溫濕度計量設備或者簡單的儀器儀表獲取環(huán)境狀態(tài)參數，并根據經驗手動控制各個調節(jié)閥。此種方式效率低下，控制效果也無法達到智能自動的要求，因此傳統的監(jiān)控管理方式已顯示出諸多局限性。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是:為了解決傳統的溫室大棚多為人工通過簡單的溫濕度計量設備或者簡單的儀器儀表獲取環(huán)境狀態(tài)參數，并根據經驗手動控制各個調節(jié)閥，耗時耗力、成本投入大等問題，本實用新型提供了一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統，通過設置傳感器節(jié)點、現場監(jiān)控模塊、智能采集控制終端以及控制節(jié)點，有效的解決了傳統的溫室大棚多為人工通過簡單的溫濕度計量設備或者簡單的儀器儀表獲取環(huán)境狀態(tài)參數，并根據經驗手動控制各個調節(jié)閥，耗時耗力、成本投入大等問題。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統，包括現場監(jiān)控模塊、計算機控制中心、傳感器節(jié)點、智能采集控制終端和控制節(jié)點，其中:
[0006]現場監(jiān)控模塊，用于實時采集溫室大棚的環(huán)境參數，并將采集的環(huán)境參數轉換為數字信號；
[0007]計算機控制中心，采用無線通訊方式接受現場監(jiān)控模塊發(fā)送的數字信號，分析處理數字信號并向智能采集控制終端發(fā)送控制指令；
[0008]傳感器節(jié)點，用于溫室大棚環(huán)境信息采集單元，負責采集監(jiān)測區(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據轉換；
[0009]智能采集控制終端，采用無線通訊方式接收傳感器節(jié)點和計算機控制中心的數據信號，分析處理接收的數據信號并向控制節(jié)點發(fā)送控制指令；
[0010]控制節(jié)點，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，從而達到調整環(huán)境參數的目的。
[0011]進一步地，還包括智能手機控制單元，采用無線通訊方式獲取智能采集控制終端的數據，并能夠隨時向智能采集控制終端發(fā)送調整和控制指令，從而達到調整環(huán)境參數的目的。
[0012]進一步地，還包括中間節(jié)點路由器，所述中間節(jié)點路由器設置在傳感器節(jié)點和智能采集控制終端，并采用無線通訊方式傳輸數據，用于提供數據的存儲和轉發(fā)，同時根據當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據。
[0013]優(yōu)選地，所述傳感器節(jié)點包括溫濕度傳感器、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)點包括繼電器終端以及與繼電器終端電連接的加熱設備、降溫設備、給水設備、補光設備和二氧化碳發(fā)生器。
[0015]具體地，所述智能采集控制終端與LED顯示屏和聲光報警器電連接。
[0016]具體地，所述無線通訊方式采用ZigBee協議，優(yōu)點:該系統利用ZigBee技術實現對采集的數據及信息無線收發(fā)，對比傳統的系統它有如下優(yōu)點:
[0017]1、布線簡單溫室中有大量分散的傳感器和執(zhí)行機構，這些設備可能隨著有機植物的改變而進行調整，同時錯綜復雜的線纜也需要重新鋪設，工作量較大。為了科學、合理地實現大面積溫室環(huán)境參數的自動檢測與控制，電子檢測裝置和執(zhí)行機構的設置不僅數量大而且分布廣，傳統的控制系統無疑需要有錯綜復雜的配線電纜。當溫室內生產的有機植物更替時，相應的電子檢測裝置和執(zhí)行機構的位置常常需要調整，連接著各個裝置與機構的線纜有時也需要重新布置。另外，溫室的利用結構也會經常根據用戶需要而不斷改變，這就要求系統中各個節(jié)點能根據需要隨意變換位置而不影響系統工作。這不僅增大了溫室的額外投資成本和安裝與維護的難度，有時也影響了有機植物的良好生長。ZigBee技術只需對具有中轉功能的設備和協調器接線供電，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隨意擺放。
[0018]2、組網簡單，節(jié)點數目可隨意增減有機植物生長階段不同，環(huán)境因子對有機植物的影響可能也不同，生長初期可能對溫度比較敏感，而后期可能對光照比較敏感，這就要求系統可以隨意改變節(jié)點的類型和數量。除此以外，隨著有機植物的生長，用戶可能還需要對植物的生理參數進行監(jiān)測而需要不斷增加傳感器節(jié)點。在某些科研溫室中，也經常需要改變傳感器節(jié)點的類型和數量，以達到精確監(jiān)測與控制。上述這些情況都需要所用的監(jiān)控系統的節(jié)點能隨意增減。ZIGBEE采用動態(tài)路由的方式自組織網，靈活簡單，可有多種網絡結構，如星形、網狀網絡結構等，增減節(jié)點后也無需布線等復雜操作，上位機按網絡ID號自動識別。
[0019]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供了一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統，能夠準備的檢測出環(huán)境參數，方便人們科學的去調整，而且大大節(jié)約了勞動力，減少了成本投入，而且系統在設計過程中除滿足當前需求外，還需為日后的系統擴展留有足夠的接口，所有功能模塊均為可組態(tài)化設計，可以靈活的增加或者刪除；系統可對遠程數據采集終端執(zhí)行相應的遠程操作，包括遠程參數設置、遠程控制、遠程數據采集等；系統建成后，要求對溫室中的溫度、濕度、光照強度、噴灌裝置等設備可實現遠程自動、手動監(jiān)測控制，保證溫室有機植物處于最優(yōu)的生長環(huán)境中；并且此系統還包括如下優(yōu)點:1、系統可實現對溫室大棚的空氣溫濕度、土壤溫濕度、二氧化碳濃度、光照強度等數據的采集、匯總和分析，以直觀的圖表和曲線顯示，并可根據有機植物的生長需求提供各種聲光報警信息、手機信息報警；
[0020]2、系統可實現對溫室大棚的智能控制，需配套合適的控制方案實現對風機、噴淋灌溉、遮陽調光、二氧化碳發(fā)生器等設備的遠程控制。并可配置專用攝像裝置，實現對現場有機植物和現場環(huán)境真實狀況實時呈現；
[0021]3、系統可提供有機植物屬性、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環(huán)境參數。根據有機植物生命周期不同階段的生長情況和環(huán)境參數，細化階段性的數據，匯總分析，輸出精確化的有機植物生命周期特性，自動存儲到數據庫中。以后只需提前選好方案，整個系統根據方案自動進行環(huán)境調節(jié)，為有機植物的高產、優(yōu)質、高效、安全創(chuàng)造條件；
[0022]4、系統數據除了滿足匯總歸納分析的需求，還可實現遠程監(jiān)控，可通過計算機、智能手機等終端遠程實時對現場環(huán)境實現監(jiān)控管理。
【附圖說明】
[0023]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0024]圖1是本實用新型一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統的結構示意圖；
[0025]圖2是本實用新型實施例1的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。
[0027]實施例1
[0028]如圖1和圖2所示，一種基于大棚種植有機植物的生命周期特性分析系統，包括現場監(jiān)控模塊、計算機控制中心、傳感器節(jié)點、智能采集控制終端、控制節(jié)點、智能手機控制單元和中間節(jié)點路由器，其中:
[0029]現場監(jiān)控模塊，用于實時采集溫室大棚的環(huán)境參數，并將采集的環(huán)境參數轉換為數字信號；
[0030]計算機控制中心，采用無線通訊方式接受現場監(jiān)控模塊發(fā)送的數字信號，分析處理數字信號并向智能采集控制終端發(fā)送控制指令；
[0031]傳感器節(jié)點，用于溫室大棚環(huán)境信息采集單元，負責采集監(jiān)測區(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據轉換，其中傳感器節(jié)點包括溫濕度傳感