CN107846469A - 一种基于物联网和云计算技术的智能温室监控*** - Google Patents

一种基于物联网和云计算技术的智能温室监控*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于物联网和云计算技术的智能温室监控***，包括信息采集单元组、监控中心和控制单元组，所述信息采集单元组将所采集到的温室信息传输给监控中心，所述监控中心接收并分析温室信息以及向控制单元组输送控制信号，所述控制单元组接收控制信号并根据控制信号做相应的控制操作。本发明的智能温室监控***，运用物联网和云计算技术，可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分、土壤温度、CO2浓度和光照强度等信息，通过GPRS等网络传输到监控中心，经过作物生长模型分析，可由用户远程控制或控制中心自动控制，使控制单元组的增湿机、加温补光和CO2气肥机等设备做相应操作，以保证温室大棚内环境适宜作物生长。

Description

一种基于物联网和云计算技术的智能温室监控***
本发明涉及一种温室监控***，具体涉及一种基于物联网和云计算技术的智能温室监控***。
所谓物联网就是物与物相连的互联网，是指将各种信息传感设备，如射频识别装置、红外感应器、全球定位***、激光扫描器等设备按约定的协议，把任何物品与互联网相连，进行信息交换和通信，以实现智能化识别定位、跟踪、监控和管理的一个巨大网络。其包括两层意思：1.物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；2.其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。
云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。其特点是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储***。云计算是近些年发展起来的网络技术，各大IT公司已纷纷推出自己的基于云计算技术的平台服务，如谷歌、微软、雅虎、亚马逊等等。
物联网和云计算技术的发展，为温室的智能监控和管理，实现规模化、产业化提供了契机。目前市场上还未有适于大规模温室的智能监控***，随着社会发展，现有技术水平已不能满足用户对如何高效、科学地管理大型温室的需求。
本发明的目的在于为解决上述问题，提供一种基于物联网和云计算技术的智能温室监控***。
为实现本发明目的所采用的技术方案为：一种基于物联网和云计算技术的智能温室监控***，包括信息采集单元组、监控中心和控制单元组，所述信息采集单元组将所采集到的温室信息传输给监控中心，所述监控中心接收并分析温室信息以及向控制单元组输送控制信号，所述控制单元组接收控制信号并根据控制信号做相应的控制操作；所述信息采集单元组包括空气温湿度传感器、土壤水分温度传感器、光照传感器和二氧化碳传感器；所述监控中心与互联网连接并相互通讯，监控中心包括中心服务器、云服务器和用户操作平台，云服务器、用户操作平台与中心服务器连接；所述控制单元组包括温室拉幕、风机、空气增湿设备、空气温度控制设备、灌溉***和二氧化碳气肥机。
更优的，所述用户操作平台包括移动平台和固定平台，所述移动平台包括掌上电脑、笔记本电脑和手机，所述固定平台包括PC个人电脑。
更优的，所述风机包括循环风机、排风机、热风机和抽风机。
更优的，所述控制单元组还包括用于控制温室窗口、通风口开关的控制设备。
更优的，所述监控中心还包括***、大屏幕显示体统和UPS电源。
更优的，所述信息采集单元组还包括视频监控***。
更优的，所述信息采集单元组还包括气象监测站，所述气象监测站包括空气温度湿度传感器、风速风向传感器、雨量传感器、太阳辐射传感器和太阳能供电***。
更优的，包括中继节点，所述信号采集单元组所采集得到的温室信号通过中继节点传输给监控中心，所述监控中心所发出的控制信号通过中继节点传输给控制单元组。
更优的，所述中继节点与信号采集单元组和控制单元组之间通过有线或无线的方式传输信号，其中无线传输的方式包括WSN、WIFI和GPRS。
更优的，所述中继节点与监控中心之间通过有线或无线的方式传输信号，其中无线传输的方式包括WSN、WIFI和GPRS。
本发明的智能温室***，运用物联网和云计算技术，可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分、土壤温度、CO2浓度、光照强度及视频图像等信息，通过WSN和GPRS等网络传输到监控中心，经过作物生长模型分析，可由用户远程控制或控制中心自动控制，使控制单元组的增湿机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光、CO2气肥机等设备做相应操作，以保证温室大棚内环境适宜作物生长。
同时，可以根据作物长势或病虫草害情况，由农业专家给予远程农技指导。此外，农户可以通过手机、掌上电脑、计算机等信息终端实时查询温室大棚内环境信息和作物长势，同时可以通过信息终端远程控制温室大棚环境调节设备，从而实现温室大棚集约化、网络化、智能化管理，有效降低劳动强度和生产成本，减少病害发生，提升农产品品质和经济效益。
图1为本发明实施例温室的示意图
图2为本发明实施例智能温室监控***的连接示意图
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步说明：
如图1和图2所示，一种基于物联网和云计算技术的智能温室监控***，包括信息采集单元组131、监控中心和控制单元组132，所述信息采集单元组131将所采集到的温室信息传输给监控中心，所述监控中心接收并分析温室信息以及向控制单元组132输送控制信号，所述控制单元组132接收控制信号并根据控制信号做相应的控制操作。
监控中心包括本地监控中心11和异地监控中心5，异地监控中心5通过互联网4与本地监控中心11连接，从而让农场管理人员方便异地监控。本实施例的本地监控中心11是指位于农场内的监控中心，异地监控中心5不在农场范围内，可以是家里，其他农场，或其他可以上网的地方。本智能温室监控***可以将多个农场(1、2、3)通过互联网4连接实现异地、多地监控，每个农场(1、2、3)内又可以将多个温室13(13a、13b)连接，方便温室大棚集约化、网络化、智能化管理，有效降低劳动强度和生产成本，减少病害发生，提升农产品品质和经济效益。
本实施例的智能温室***，运用物联网和云计算技术，可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分、土壤温度、CO2浓度、光照强度及视频图像等信息，通过WSN和GPRS等网络传输到监控中心，经过作物生长模型分析，可由用户远程控制或控制中心自动控制，使控制单元组的增湿机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光、CO2气肥机等设备做相应操作，以保证温室大棚内环境适宜作物生长。
所述信息采集单元组131包括空气温湿度传感器、土壤水分温度传感器、光照传感器和二氧化碳传感器，还包括视频监控***、气象监测站。所述气象监测站包括空气温度湿度传感器、风速风向传感器、雨量传感器、太阳辐射传感器和太阳能供电***。
温室信息采集单元组131由各种环境信息采集终端组成，可实时监测空气温湿度、土壤含水量、土壤温度、光照强度、CO2浓度、作物长势等信息，以及农业气象信息，实现监控中心对各温室大棚环境信息的监控。
视频监控***作为数据信息的有效补充，基于网络技术和视频信号传输技术，对温室大棚内部作物生长状况进行全天候视频监控。该***由网络型视频服务器、高分辨率摄像头组成，网络型视频服务器主要用以提供视频信号的转换和传输，并实现远程的网络视频服务。在已有Internet上，只要能够上网就可以根据用户权限进行远程的图像访问、实现多点、在线、便捷的监测方式。
所述监控中心(11、5)与互联网4连接并相互通讯，监控中心(11、5)包括中心服务器、云服务器和用户操作平台，云服务器、用户操作平台与中心服务器连接，还包括***、大屏幕显示体统和UPS电源。所述用户操作平台包括移动平台6和固定平台，所述移动平台6包括掌上电脑、笔记本电脑和手机，所述固定平台包括PC个人电脑。
本实施例还包括中继节点12(12a、12b)，所述信号采集单元组131所采集得到的温室信号通过中继节点12(12a、12b)传输给监控中心11，所述监控中心11所发出的控制信号通过中继节点12(12a、12b)传输给控制单元组132。所述中继节点12(12a、12b)与信号采集单元组131和控制单元组132之间通过有线或无线的方式传输信号，其中无线传输的方式包括WSN、WIFI和GPRS；所述中继节点12(12a、12b)与监控中心11之间通过有线或无线的方式传输信号，其中无线传输的方式包括WSN、WIFI和GPRS。
监控中心(11、5)还包括内置的软件操作平台，通过应用软件平台可将土壤信息感知设备、空气环境监测感知设备、外部气象感知设备、视频信息感知设备等各种感知设备的基础数据进行统一存储、处理和挖掘，通过中央控制软件的智能决策，形成有效指令，通过声光电报警指导管理人员或者直接控制执行机构的方式调节设施内的小气候环境，为作物生长提供优良的生长环境。监控中心可对整个示范园区进行信息化管理并进行成果展示。
所述控制单元组132包括温室拉幕、风机、空气增湿设备、空气温度控制设备、灌溉***和二氧化碳气肥机，还包括用于控制温室窗口、通风口开关的控制设备。所述风机包括循环风机、排风机、热风机和抽风机。
温室控制单元组132根据监控中心传输的控制信号对温室大棚内空气温湿度、土壤温度水分、光照强度及CO2浓度等参数，对环境调节设备进行控制，包括内遮阳、外遮阳、风机、湿帘水泵、顶部通风、灌溉电磁阀、CO2气肥机等设备。
本智能温室***还可以根据作物长势或病虫草害情况，由农业专家给予远程农技指导。此外，农户可以通过手机、掌上电脑、计算机等信息终端实时查询温室大棚内环境信息和作物长势，同时可以通过信息终端远程控制温室大棚环境调节设备，从而实现温室大棚集约化、网络化、智能化管理，有效降低劳动强度和生产成本，减少病害发生，提升农产品品质和经济效益。
本发明面向现代设施农业发展需求，运用物联网和云计算技术构建智能温室***，提供温室大棚环境信息智能感知、可靠传输、智能控制、精细管理、病虫害预警与远程诊断等服务，全面提升设施农业的信息化水平，实现设施农业的高产、优质、高效、生态、安全和可持续发展。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (5)

1.一种基于物联网和云计算技术的智能温室监控***，其特征在于：包括信息采集单元组、监控中心和控制单元组，所述信息采集单元组将所采集到的温室信息传输给监控中心，所述监控中心接收并分析温室信息以及向控制单元组输送控制信号，所述控制单元组接收控制信号并根据控制信号做相应的控制操作；
所述信息采集单元组包括空气温湿度传感器、土壤水分温度传感器、光照传感器和二氧化碳传感器；
所述监控中心与互联网连接并相互通讯，监控中心包括中心服务器、云服务器和用户操作平台，云服务器、用户操作平台与中心服务器连接；
所述控制单元组包括温室拉幕、风机、空气增湿设备、空气温度控制设备、灌溉***和二氧化碳气肥机。
2.按照权利要求1所述的基于物联网和云计算技术的智能温室监控***，其特征在于：所述用户操作平台包括移动平台和固定平台，所述移动平台包括掌上电脑、笔记本电脑和手机，所述固定平台包括PC个人电脑。
3.按照权利要求1所述的基于物联网和云计算技术的智能温室监控***，其特征在于：所述风机包括循环风机、排风机、热风机和抽风机。
4.按照权利要求1所述的基于物联网和云计算技术的智能温室监控***，其特征在于：所述控制单元组还包括用于控制温室窗口、通风口开关的控制设备。
5.按照权利要求1所述的基于物联网和云计算技术的智能温室监控***，其特征在于：所述监控中心还包括***、大屏幕显示体统和UPS电源。
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