[发明专利]一种基于物联网的农业大棚智能控制装置

说明书

本发明公开一种基于物联网的农业大棚智能控制装置，包括控制中心、通信模块、数据采集模块、环境调控模块和视频监控模块；控制中心由处理器、数据分析系统、数据库系统、故障诊断系统和预警系统组成；通信模块采取无线网络进行数据传输，无线通信模块负责各个大棚间监测数据的上报和中心站控制命令的下发；数据采集模块包括土壤温湿度检测单元、光照强度检测单元、空气温湿度检测单元和CO₂浓度检测单元；环境调控模块包括雨水收集单元、灌溉单元、通风单元、温湿度调控单元和光照调控单元。本发明农业大棚智能控制装置各个模块相互配合，实现了大棚的智能控制，具有准确性、稳定性、可维护性、可升级扩展性以及经济适用性等特点。

技术领域

本发明涉及大棚智能控制领域，具体的是一种基于物联网的农业大棚智能控制装置。

背景技术

目前，大多数的农业大棚种植依然采用传统的人工方式进行管理，想要获取大棚的作物参数、土壤和环境参数以及控制设备状态，都必须到大棚里进行采集。这样使得大棚的管理既费时费力又效率不高。同时，传统大棚灌溉方式依然采用大水漫灌，这又造成了水资源的大量浪费。农业智能大棚是现代化农业的主要发展方向，它是一种集环境、生物、信息科学等技术于一体的农业生产活动的统称；是一种高效率、高产能、高附加值的现代产业生产方式，已成为农业产业结构的一个重要的组成部分。

现有的智能大棚控制技术存在以下问题：(1)智能大棚环境调控标准不高：现有智能大棚多以日光温室和塑料大棚为主，结构简易、抗恶劣天气能力差，控制方式多采用手动控制，对于大棚内温度、湿度、光照强度等环境因子的调控能力弱；(2)智能大棚智能程度不高：我国智能大棚目前多以组建无线网络，通过MCU微控制器采集大棚内环境因子，并将数据通过无线网络上传至服务器，进而下发控制命令调节大棚内环境，虽然这种控制方式可以无线和远程调控大棚内环境，但是并未添加控制算法，使得智能化程度不高；(3)网络化程度不高。智能大棚控制系统无线网络多采用ZigBee组网或者433MHz频率无线模块组网等方式实现大棚内部数据的无线传输，这种无线网络传输距离为70m左右，并且网络稳定性不强。

因此，亟需一种环境调控标准高、智能程度高和网络化程度高的大棚智能控制装置以满足现代化农业生产的需要。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种基于物联网的农业大棚智能控制装置，具有准确性、稳定性、可维护性、可升级扩展性以及经济适用性等特点。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于物联网的农业大棚智能控制装置，包括控制中心、通信模块、数据采集模块、环境调控模块和视频监控模块，控制中心通过通信模块分别与数据采集模块、环境调控模块和视频监控模块信号连接；

控制中心由处理器、数据分析系统、数据库系统、故障诊断系统和预警系统组成；

通信模块采取无线网络进行数据传输，无线通信模块负责各个大棚间监测数据的上报和中心站控制命令的下发；

数据采集模块包括土壤温湿度检测单元、光照强度检测单元、空气温湿度检测单元和CO₂浓度检测单元；

环境调控模块包括雨水收集单元、灌溉单元、通风单元、温湿度调控单元和光照调控单元。

优选地，数据分析系统通过模糊控制器对采集数据运算后得出控制指令，进而控制大棚内继电器、电磁阀等控制设备，实现对大棚作物的智能控制和最优控制；数据库系统使用Mysql数据库进行开发设计，用于存储上传至处理器的各类数据，并分类整理；故障诊断系统对每次上传的传感器采集数据进行分析，査看设备是否有故障隐患；预警系统在设备出现故障时发出预警信息提醒用户和管理者。

优选地，无线网络是由AP和无线网卡组成的无线Wifi网络。