[发明专利]一种内置无线通信模块的室内外环境监测设备及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于室内外的内置无线通信模块的室内外环境监测设备及监测方法，能够在无人值机的状态下自动检测室内外环境的各项参数，如温度、湿度、光照强度、风速、风向、CO₂浓度、土壤温度、土壤水分等，并能够根据环境变化自动调节设备的工作模式。该内置无线通信模块的室内外环境监测设备及监测方法可以应用于农业、林业等植物生长管理领域，还可以应用于球场草坪维护、城市环境管理等。

背景技术

在现代农业生产中，需要实时采集各种环境参数，从而根据环境的变化调整生产手段。例如，在大棚种植的情况下，需要根据光照度信息，打开/关闭大棚顶部卷帘设备，补充/减少自然光照量。再例如，在农作物生长的不同阶段，需要根据对于CO₂浓度的不同要求，对环境CO₂浓度进行控制，进行科学精细管理。控制作物生长周期以及产量。同时，现代化规模农业的要求需要将作物生长环境参数实时传输记录，便于分析和调整。

然而，目前的室内外环境监测仪所受限制较多，难以满足上述要求。一方面监测功能较为单一，通常只能测量有限数目的环境参数。例如，有专门的土壤检测仪，可以检测土壤的温度、水分等；又有空气温湿度检测仪，可以测量空气的温度、湿度。现有的这些环境监测仪不能全面地检测与农作物生长有关的环境信息，给农业生产和研究带来了不便。另一方面，这些监测仪由于通信方式及通信连线的限制，其测量数据不能方便实时地上传，从而无法记录和分析数据。

此外，现有的无人值守型室内外环境监测仪无法根据环境变化而灵活地调整其工作模式，也造成了维修/保养等方面人力成本的增加。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种内置无线通信模块的室内外环境监测设备及监测方法，能够全面地检测农作物、植物生长有关的各种环境信息，并且在无人值守的模式下，能够根据环境的变化而自动调整其工作模式；此外，本发明的室内外环境监测设备能够将测量所得的数据实时无线传输至中控站。本发明还配有太阳能板和防雨防辐射罩，使其能方便安全地应用于室外条件下。

根据本发明的一个方面，提供了一种内置无线通信模块的室内外环境监测设备，包括：控制器；传感器组，用于测量多种环境参数；无线通信模块，用于将由所述传感器组测量的多种环境参数发送到远程中控站，或从该远程中控站接收命令；以及外部壳体，所述控制器、传感器组和信模块设置在该外部壳体内；其中，所述传感器组通过总线与所述控制器连接，所述无线通信模块与所述控制器连接。

根据本发明第一方面的室内外环境监测设备，所述传感器组包括：光照度传感器、风向/风速传感器、温度/湿度传感器、气体传感器、预留传感接口；所述控制器是单片机或微处理器；所述供电模块是外部接入直流电源或者太阳能板和充电电池组合电源；所述无线通信模块是Zigbee短距离无线通信模块、433短距离无线通信模块或者GSM/GPRS无线通信模块。所述防护组件，是指防雨防辐射罩以及保温盒。

根据本发明的室内外环境监测设备，所述预留接口连接有：土壤水分传感器、土壤温度传感器和土壤PH值传感器；所述气体传感器是CO₂传感器、SO₂传感器或碳氢化合物传感器。

本发明的室内外环境监测设备可以采用外部电源供电，或者以太阳能板和充电电池组合的模式进行供电。此外，该室内外环境监测设备还可以包括加热保温盒，该保温盒与所述控制器相连，所述气体传感器设置在该保温盒内。

根据本发明的另一方面，提供了一种室内外环境监测方法，利用内置无线通信模块的室内外环境监测设备测量多种环境参数，并将所测量的多种环境参数发送到远程中控站，或从该远程中控站接收命令，该室内外环境监测设备包括：控制器；传感器组，用于测量多种环境参数；无线通信模块，用于将由所述传感器组测量的多种环境参数发送到远程中控站，或从该远程中控站接收命令；以及外部壳体，所述控制器、传感器组和信模块设置在该外部壳体内；其中，所述传感器组通过总线与所述控制器连接，所述无线通信模块与所述控制器连接，并且，所述传感器组包括：光照度传感器、风向/风速传感器、温度/湿度传感器、气体传感器以及预留接口；所述室内外环境监测方法包括如下步骤：由所述光照度传感器、风向/风速传感器、温度/湿度传感器、气体传感器分别测量室内外环境中的光照度、风向/风速、温度/湿度以及预设气体的浓度；在所述室内外环境监测设备采用太阳能板和充电电池的组合进行供电的情况下，根据所测量的光照度和充电电池的电量，改变所述室内外环境监测设备的工作模式。