一种基于物联网的温室内农业环境监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于物联网的温室内农业环境监测系统，包括服务器、网关、协调节点以及各个传感装置；传感装置包括固定支架、空气传感节点、土壤传感节点、散热风扇以及水泵；固定支架包括底座、竖向套管、升降杆以及横向杆；协调节点包括协调控制器以及与协调控制器电连接的协调节点无线通信模块以及显示屏；空气传感节点包括节点外壳以及安装在节点外壳外侧面上的空气温湿度传感器。该基于物联网的温室内农业环境监测系统设计了一种升降机构，能够根据温室高度进行调节，增强传感装置的适应能力；利用散热风扇和水泵作为执行机构，能够根据检测结果进行通风散热和/或喷洒水雾的选择，使环境得到迅速改善，无需人工参与调节。

A Greenhouse Agricultural Environment Monitoring System Based on Internet of Things

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的温室内农业环境监测系统
本技术涉及一种农业环境监测系统，尤其是一种基于物联网的温室内农业环境监测系统。
技术介绍
适宜的环境对促进农作物的生长和高产起着举足轻重的作用，因此对作物生长环境进行实时的监测与控制一直是农业发展的一项重要任务。目前，国内外对农业监控技术的研究都十分重视，也取得了一些成果。但我国的作物生长环境监控系统仍存在监测项目单一、成本高、可靠性低等缺点。最近几年出现了成本低、体积小、功耗低且具有多种功能的无线传感器网络，它主要是由多个传感器节点构成，融合了多种技术，如集成电路、片上系统、无线通信、微机电系统及低功耗嵌入式技术等。ZigBee技术是非常具有代表性的无线传感器网络，具有无线传感器网络的全部优点，已被广泛的应用到智能家居、工业监控和军事侦查等方面，都取得了良好的效益。因此设计出一种基于物联网的温室内农业环境监测系统，能够实现系统对温室内农作物生长环境的远程监控，对实现科学种植具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供一种基于物联网的温室内农业环境监测系统，能够实现系统对温室内农作物生长环境的远程监控。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种基于物联网的温室内农业环境监测系统，包括服务器、网关、协调节点以及各个传感装置；传感装置包括固定支架、空气传感节点、土壤传感节点、散热风扇以及水泵；固定支架包括底座、竖向套管、升降杆以及横向杆；竖向套管固定安装在底座的上侧面中心处；升降杆的下端竖向插装在竖向套管上，并在升降杆的下端上设有外螺纹；在外螺纹上旋合安装有从动伞齿轮；在竖向套管的上端管口外壁上旋转式安装有转轴；在转轴上固定安装有与从动伞齿轮相啮合的驱动伞齿轮；在转轴的轴头上固定安装有调节摇把；横向杆横向安装在升降杆的上端部上；在横向杆的端部安装有水雾喷头；散热风扇固定安装在横向杆上且位于升降杆的上方；水泵固定安装在底座上，水泵的出水口通过水管与水雾喷头相连接，水泵的进水口通过与水箱相连接；协调节点包括协调控制器以及与协调控制器电连接的协调节点无线通信模块以及显示屏；空气传感节点包括节点外壳以及安装在节点外壳外侧面上的空气温湿度传感器；节点外壳安装在升降杆上，并在节点外壳内设置有空气节点控制器、风扇控制继电器以及空气节点无线通信模块；空气节点控制器分别与风扇控制继电器、空气温湿度传感器以及空气节点无线通信模块电连接；风扇控制继电器与散热风扇的电源端电连接，用于控制散热风扇的电源通断；土壤传感节点包括防水外壳以及土壤湿度传感器；防水外壳安装在底座上，并在防水外壳内安装有土壤节点控制器、土壤节点无线通信模块以及水泵控制继电器；土壤节点控制器分别与土壤湿度传感器、土壤节点无线通信模块以及水泵控制继电器电连接；水泵控制继电器与水泵的电源端电连接，用于控制水泵的电源通断；协调节点无线通信模块与空气节点无线通信模块以及土壤节点无线通信模块无线通信；协调控制器通过网关与服务器网络通信。进一步地，在底座的下侧面上竖向设置有用于插入土壤的插杆。进一步地，协调节点还包括与协调控制器电连接的GSM模块。进一步地，在升降杆上固定安装有限位条形板；在限位条形板上设有水管限位孔和导向限位孔；水管贯穿水管限位孔；在竖向套管上固定安装有L形杆，L形杆的竖向杆竖向贯穿导向限位孔，并在竖向杆的上端部上设置有限位凸圈。进一步地，在竖向套管的外壁上设有挡水板，且挡水板延伸至防水外壳的上方。本技术的有益效果在于：利用升降杆、竖向套管、外螺纹、从动伞齿轮、驱动伞齿轮以及调节摇把构成升降机构，能够根据温室高度进行调节，增强传感装置的适应能力；利用散热风扇和水泵作为执行机构，能够根据检测结果进行通风散热和/或喷洒水雾的选择，使环境得到迅速改善，无需人工参与调节。附图说明图1为本技术的电路结构示意图；图2为本技术的传感装置结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术公开的基于物联网的温室内农业环境监测系统包括：服务器、网关、协调节点以及各个传感装置；传感装置包括固定支架、空气传感节点、土壤传感节点、散热风扇22以及水泵7；固定支架包括底座1、竖向套管8、升降杆9以及横向杆20；竖向套管8固定安装在底座1的上侧面中心处；升降杆9的下端竖向插装在竖向套管8上，并在升降杆9的下端上设有外螺纹10；在外螺纹10上旋合安装有从动伞齿轮11；在竖向套管8的上端管口外壁上旋转式安装有转轴13；在转轴13上固定安装有与从动伞齿轮11相啮合的驱动伞齿轮12；在转轴13的轴头上固定安装有调节摇把14；横向杆20横向安装在升降杆9的上端部上；在横向杆20的端部安装有水雾喷头21；散热风扇22固定安装在横向杆20上且位于升降杆9的上方；水泵7固定安装在底座1上，水泵7的出水口通过水管19与水雾喷头21相连接，水泵7的进水口通过与水箱相连接；协调节点包括协调控制器以及与协调控制器电连接的协调节点无线通信模块以及显示屏；空气传感节点包括节点外壳4以及安装在节点外壳4外侧面上的空气温湿度传感器6；节点外壳4安装在升降杆9上，并在节点外壳4内设置有空气节点控制器、风扇控制继电器以及空气节点无线通信模块；空气节点控制器分别与风扇控制继电器、空气温湿度传感器6以及空气节点无线通信模块电连接；风扇控制继电器与散热风扇22的电源端电连接，用于控制散热风扇22的电源通断；土壤传感节点包括防水外壳3以及土壤湿度传感器5；防水外壳3安装在底座1上，并在防水外壳3内安装有土壤节点控制器、土壤节点无线通信模块以及水泵控制继电器；土壤节点控制器分别与土壤湿度传感器5、土壤节点无线通信模块以及水泵控制继电器电连接；水泵控制继电器与水泵7的电源端电连接，用于控制水泵7的电源通断；协调节点无线通信模块与空气节点无线通信模块以及土壤节点无线通信模块无线通信；协调控制器通过网关与服务器网络通信。进一步地，在底座1的下侧面上竖向设置有用于插入土壤的插杆2。采用插杆2能够方便固定底座1。进一步地，协调节点还包括与协调控制器电连接的GSM模块。利用GSM模块能够定期向用户手机发送土壤湿度传感器5和空气温湿度传感器6采集的环境参数。进一步地，在升降杆9上固定安装有限位条形板16；在限位条形板16上设有水管限位孔和导向限位孔；水管19贯穿水管限位孔；在竖向套管8上固定安装有L形杆17，L形杆17的竖向杆竖向贯穿导向限位孔，并在竖向杆的上端部上设置有限位凸圈18。采用L形杆17与导向限位孔的配合能够限制升降杆9的旋转，利用水管限位孔便于安装水管19。进一步地，在竖向套管8的外壁上设有挡水板15，且挡水板15延伸至防水外壳3的上方。采用挡水板15能够对防水外壳3上方的无线天线进行挡水防护。本技术公开的基于物联网的温室内农业环境监测系统中，协调节点无线通信模块、空气节点无线通信模块以及土壤节点无线通信模块均采用ZigBee无线通信模块；显示屏采用TFT显示彩屏；空气节点控制器、土壤节点控制器以及协调控制器均采用增强型的8051单片机构成；整个传感装置由电源模块供电，采用220V交流电源，通过电源适配器将220V交流电转变为5V直流电，然后再采用低压稳压芯片将5V电源转换为3.3V；水泵7和散热风扇22均采用220V供电；空气温湿度传感器6采用DHT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的温室内农业环境监测系统，其特征在于：包括服务器、网关、协调节点以及各个传感装置；传感装置包括固定支架、空气传感节点、土壤传感节点、散热风扇(22)以及水泵(7)；固定支架包括底座(1)、竖向套管(8)、升降杆(9)以及横向杆(20)；竖向套管(8)固定安装在底座(1)的上侧面中心处；升降杆(9)的下端竖向插装在竖向套管(8)上，并在升降杆(9)的下端上设有外螺纹(10)；在外螺纹(10)上旋合安装有从动伞齿轮(11)；在竖向套管(8)的上端管口外壁上旋转式安装有转轴(13)；在转轴(13)上固定安装有与从动伞齿轮(11)相啮合的驱动伞齿轮(12)；在转轴(13)的轴头上固定安装有调节摇把(14)；横向杆(20)横向安装在升降杆(9)的上端部上；在横向杆(20)的端部安装有水雾喷头(21)；散热风扇(22)固定安装在横向杆(20)上且位于升降杆(9)的上方；水泵(7)固定安装在底座(1)上，水泵(7)的出水口通过水管(19)与水雾喷头(21)相连接，水泵(7)的进水口通过与水箱相连接；协调节点包括协调控制器以及与协调控制器电连接的协调节点无线通信模块以及显示屏；空气传感节点包括节点外壳(4)以及安装在节点外壳(4)外侧面上的空气温湿度传感器(6)；节点外壳(4)安装在升降杆(9)上，并在节点外壳(4)内设置有空气节点控制器、风扇控制继电器以及空气节点无线通信模块；空气节点控制器分别与风扇控制继电器、空气温湿度传感器(6)以及空气节点无线通信模块电连接；风扇控制继电器与散热风扇(22)的电源端电连接，用于控制散热风扇(22)的电源通断；土壤传感节点包括防水外壳(3)以及土壤湿度传感器(5)；防水外壳(3)安装在底座(1)上，并在防水外壳(3)内安装有土壤节点控制器、土壤节点无线通信模块以及水泵控制继电器；土壤节点控制器分别与土壤湿度传感器(5)、土壤节点无线通信模块以及水泵控制继电器电连接；水泵控制继电器与水泵(7)的电源端电连接，用于控制水泵(7)的电源通断；协调节点无线通信模块与空气节点无线通信模块以及土壤节点无线通信模块无线通信；协调控制器通过网关与服务器网络通信。...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的温室内农业环境监测系统，其特征在于：包括服务器、网关、协调节点以及各个传感装置；传感装置包括固定支架、空气传感节点、土壤传感节点、散热风扇(22)以及水泵(7)；固定支架包括底座(1)、竖向套管(8)、升降杆(9)以及横向杆(20)；竖向套管(8)固定安装在底座(1)的上侧面中心处；升降杆(9)的下端竖向插装在竖向套管(8)上，并在升降杆(9)的下端上设有外螺纹(10)；在外螺纹(10)上旋合安装有从动伞齿轮(11)；在竖向套管(8)的上端管口外壁上旋转式安装有转轴(13)；在转轴(13)上固定安装有与从动伞齿轮(11)相啮合的驱动伞齿轮(12)；在转轴(13)的轴头上固定安装有调节摇把(14)；横向杆(20)横向安装在升降杆(9)的上端部上；在横向杆(20)的端部安装有水雾喷头(21)；散热风扇(22)固定安装在横向杆(20)上且位于升降杆(9)的上方；水泵(7)固定安装在底座(1)上，水泵(7)的出水口通过水管(19)与水雾喷头(21)相连接，水泵(7)的进水口通过与水箱相连接；协调节点包括协调控制器以及与协调控制器电连接的协调节点无线通信模块以及显示屏；空气传感节点包括节点外壳(4)以及安装在节点外壳(4)外侧面上的空气温湿度传感器(6)；节点外壳(4)安装在升降杆(9)上，并在节点外壳(4)内设置有空气节点控制器、风扇控制继电器以及空气节点无线通信模块；空气节点控制器分别与风扇控制继电器、空气温湿度传感器(6)以及空气节点无线通...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴浩，何亮，张扬鑫，余坤键，王志超，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：新型
国别省市：四川,51