[发明专利]基于物联网技术的智能温室示范测控系统

摘要

本发明公开了一种基于物联网技术的智能温室示范测控系统，包括多个现场控制站网络、多个嵌入式网关、中心服务器；一个现象控制站网络接入一个嵌入式网关，所述嵌入式网关实现中心服务器与现场控制站网络的通讯。本发明通过物联网的传感网来采集温室内外、作物生长土壤成分参数；物联网的网络层对多种数据传输网络融合，最后以嵌入式以太网控制器接口与中心服务器通信，实现各个节点之间互相通信；物联网应用层即中心服务器实现对参数的优化控制、页面发布、短信查询控制。

主权项

基于物联网技术的智能温室示范测控系统，其特征在于：包括多个现场控制站网络、多个嵌入式网关、中心服务器；一个现象控制站网络接入一个嵌入式网关，所述嵌入式网关实现中心服务器与现场控制站网络的通讯；所述现场控制站网络包括传感节点、执行节点、传输中继节点，其中：所述传感节点分为两种，一种传感节点由多种对温室环境进行测量的传感器构成，另一种传感节点由多种对温室中植株进行测量的传感器构成，其中对温室环境进行测量的每个传感器网络配置有Zigbee无线传输模块，对植株进行测量的每个传感器网络配置有RFID射频读写器；所述执行节点为改变温室环境参数的各个执行装置，所述执行装置分别连接有继电器，通过继电器控制各个执行装置实现对温室环境参数的改变；所述传输中继节点由传感节点和嵌入式网关组成的通讯网络构成，其中对温室环境进行测量的传感器构成的传感节点通过Zigbee无线传输模块与对应的嵌入式网关构成Zigbee网络，对温室中植株进行测量的传感器构成的传感节点通过RFID射频读写器与对应的嵌入式网关构成RFID通信网，每个Zigbee无线传输模块、RFID射频读写器还分别配置有数据处理单元，所述数据处理单元对数据格式处理，所述现场控制站网络的传感节点各个传感器通过传输中继节点向嵌入式网关传输信息，以实现汇聚数据的协调和与网关之间的传输；所述嵌入式网关包括单片机系统、接入单片机系统的嵌入式以太网控制器接口，其中对应于对温室环境进行测量的传感节点的嵌入式网关中设置有Zigbee无线网络接口，所述嵌入式网关通过Zigbee无线网络接口与现场控制站网络中对应的Zigbee无线传输模块通讯，对应于对植株进行测量的传感节点的嵌入式网关中设置有RFID无线网络接口，所述嵌入式网关通过RFID无线网络接口与现场控制站网络中对应的RFID射频读写器通讯，所述嵌入式网关负责现场控制站网络与中心服务器的互联互通、协议栈换和局部控制，其中：所述单片机系统上外接有E2PROM存储器、实时时钟芯片、A/D转换器接口、扩展I/O接口、电源供电模块，用于控制对应的传感节点对现场参数数据采集和处理，并将参数传输至中心服务器，同时接受中心服务器下达的命令监控温室内的参数；所述Zigbee无线网络接口包括Zigbee芯片，Zigbee芯片与单片机系统通过UART接口相连，以IEEE 802.15.4 规范、Zigbee 2006协议构建现场无线通信网络，实现嵌入式网关中单片机系统与所述传输中继节点进行通信，传输监控现场的信息；所述RFID无线网络接口包括RFID无线射频芯片、单片机控制模块，RFID无线射频芯片以14443A协议规范对植株上的RFID射频读写器进行读写操作；所述嵌入式以太网控制器接口包括带SPI接口的独立以太网控制器，所述嵌入式网关中单片机系统通过嵌入式以太网控制器与所述中心服务器通讯，所述以太网控制器符合IEEE 802.3 的全部规范，采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制，以太网控制器还提供了一个内部DMA 模块，以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算；所述中心服务器包括工控PC、带USB接口的GSM模块、交换机；所述工控PC通过交换机与嵌入式网关通讯连接，用于web界面的发布控制，GSM查询服务，工控PC中写入有对温室参数优化控制算法；所述GSM模块通过USB接口接入工控PC，GSM模块通过GSM网络与外部手机通讯，手机通过GSM模块发送固定格式的短信到中心服务器可以查询、控制温室的环境参数；所述交换机负责将各个嵌入式网关与中心服务器中工控PC通讯连接，实现多个现场控制站网络的网关数据的传输。