CN209514442U - 基于Wi-Fi的温室环境远程监控终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于Wi‑Fi的温室环境远程监控终端，包括空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器、Wi‑Fi远传通信装置、STM32主控制器、干簧管继电器、灌溉阀门继电器、补光灯继电器、排气扇继电器、开天窗继电器、关天窗继电器、灌溉阀门、补光灯、排气扇、天窗舵机、电流传感器、角度传感器、交流供电***和双路直流供电***。优点为：增加Wi‑Fi远传通信装置，将Wi‑Fi这一日益普及的无线网络接入技术应用到农业物联网中，实现了温室大棚环境的远程监控，通过Wi‑Fi无线网络接入互联网，从而既不用布设网线，又节省了移动互联网的流量资费。因此可以大大提高农业物联网的普及度。

Description

基于Wi-Fi的温室环境远程监控终端

技术领域

本实用新型属于农业物联网信息采集与控制技术领域，具体涉及一种基于Wi-Fi的温室环境远程监控终端。

背景技术

随着经济和科学技术的飞速发展，人民生活水平的不断提高，资源短缺、环境恶化与人口剧增的矛盾却越来越突出，发展设施农业，提高我国农产品的质量和生产效率已经刻不容缓，性能良好的温室环境远程监控终端为发展设施农业提供了良好的技术保障。

现有的温室环境远程监控终端，普遍具有以下不足：主要采用以太网或者GPRS/3G/4G等方式进行远程通信，前者需布设网线到温室内极不方便，后者需要支付流量费且存在某些区域无移动信号覆盖的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种基于Wi-Fi的温室环境远程监控终端，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种基于Wi-Fi的温室环境远程监控终端，包括空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器、Wi-Fi远传通信装置、STM32主控制器、第一干簧管继电器、第二干簧管继电器、第三干簧管继电器、第四干簧管继电器、第五干簧管继电器、灌溉阀门继电器、补光灯继电器、排气扇继电器、开天窗继电器、关天窗继电器、灌溉阀门、补光灯、排气扇、天窗舵机、第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、角度传感器、交流供电***和双路直流供电***；

在温室大棚的灌溉管路上面安装所述灌溉阀门；在温室大棚的顶部设置天窗，所述天窗装配用于打开或关闭天窗的所述天窗舵机；在温室大棚的顶部安装所述补光灯和所述排气扇；在温室大棚的棚内安装所述空气温度传感器、所述空气湿度传感器和所述光照度传感器；

所述空气温度传感器、所述空气湿度传感器、所述光照度传感器和所述Wi-Fi远传通信装置的输出端分别连接到所述STM32主控制器的输入接口；所述STM32主控制器的第一输出接口依次通过所述第一干簧管继电器和所述灌溉阀门继电器后，连接到所述灌溉阀门的控制端口；所述STM32主控制器的第二输出接口依次通过所述第二干簧管继电器和所述补光灯继电器后，连接到所述补光灯的控制端口；所述STM32主控制器的第三输出接口依次通过所述第三干簧管继电器和所述排气扇继电器后，连接到所述排气扇的控制端口；所述STM32主控制器的第四输出接口依次通过所述第四干簧管继电器和所述开天窗继电器后，连接到所述天窗舵机的第一控制端口；所述STM32主控制器的第五输出接口依次通过所述第五干簧管继电器和所述关天窗继电器后，连接到所述天窗舵机的第二控制端口；

所述交流供电***的第一供电接口通过第一供电线缆连接到所述灌溉阀门的供电接口，在所述第一供电线缆上面安装所述第一电流传感器，用于检测经过所述第一供电线缆的电流值；所述第一电流传感器的数据输出接口通过第一数据线连接到所述STM32主控制器的数据采集口；

所述交流供电***的第二供电接口通过第二供电线缆连接到所述补光灯的供电接口，在所述第二供电线缆上面安装所述第二电流传感器，用于检测经过所述第二供电线缆的电流值；所述第二电流传感器的数据输出接口通过第二数据线连接到所述STM32主控制器的数据采集口；

所述交流供电***的第三供电接口通过第三供电线缆连接到所述排气扇的供电接口，在所述第三供电线缆上面安装所述第三电流传感器，用于检测经过所述第三供电线缆的电流值；所述第三电流传感器的数据输出接口通过第三数据线连接到所述STM32主控制器的数据采集口；

所述交流供电***的第四供电接口通过第四供电线缆连接到所述天窗舵机的供电接口，在所述第四供电线缆上面安装所述角度传感器，所述角度传感器用于检测所述天窗舵机的开启角度值；所述角度传感器的数据输出接口通过第四数据线连接到所述STM32主控制器的数据采集口；

所述双路直流供电***具有12V供电接口和5V供电接口；所述12V供电接口分别与所述空气温度传感器、所述空气湿度传感器、所述光照度传感器、所述Wi-Fi远传通信装置、所述灌溉阀门继电器、所述补光灯继电器、所述排气扇继电器、所述开天窗继电器、所述关天窗继电器电性连接；所述5V供电接口与所述STM32主控制器的用电接口连接。

本实用新型提供的基于Wi-Fi的温室环境远程监控终端具有以下优点：

(1)增加Wi-Fi远传通信装置，将Wi-Fi这一日益普及的无线网络接入技术应用到农业物联网中，实现了温室大棚环境的远程监控，通过Wi-Fi无线网络接入互联网，从而既不用布设网线，又节省了移动互联网的流量资费。因此可以大大提高农业物联网的普及度。

(2)集成空气温度、空气湿度和光照度传感器，实现对温室环境的全面监测；通过对灌溉阀门、补光灯、排气扇和开天窗的调节，从而精确调节温室环境，调节参数全面。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于Wi-Fi的温室环境远程监控终端的结构示意图；

图2为本实用新型提供的Wi-Fi远传通信装置运行流程图；

图3为本实用新型提供的手机完成Wi-Fi远传通信装置配置入网流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种基于Wi-Fi的温室环境远程监控终端，参考图1，包括空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器、Wi-Fi远传通信装置、STM32主控制器、第一干簧管继电器、第二干簧管继电器、第三干簧管继电器、第四干簧管继电器、第五干簧管继电器、灌溉阀门继电器、补光灯继电器、排气扇继电器、开天窗继电器、关天窗继电器、灌溉阀门、补光灯、排气扇、天窗舵机、第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、角度传感器、交流供电***和双路直流供电***；

在温室大棚的灌溉管路上面安装灌溉阀门；在温室大棚的顶部设置天窗，天窗装配用于打开或关闭天窗的天窗舵机；在温室大棚的顶部安装补光灯和排气扇；在温室大棚的棚内安装空气温度传感器、空气湿度传感器和光照度传感器；

空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器和Wi-Fi远传通信装置的输出端分别连接到STM32主控制器的输入接口；STM32主控制器的第一输出接口依次通过第一干簧管继电器和灌溉阀门继电器后，连接到灌溉阀门的控制端口；STM32主控制器的第二输出接口依次通过第二干簧管继电器和补光灯继电器后，连接到补光灯的控制端口；STM32主控制器的第三输出接口依次通过第三干簧管继电器和排气扇继电器后，连接到排气扇的控制端口；STM32主控制器的第四输出接口依次通过第四干簧管继电器和开天窗继电器后，连接到天窗舵机的第一控制端口；STM32主控制器的第五输出接口依次通过第五干簧管继电器和关天窗继电器后，连接到天窗舵机的第二控制端口；

交流供电***的第一供电接口通过第一供电线缆连接到灌溉阀门的供电接口，在第一供电线缆上面安装第一电流传感器，用于检测经过第一供电线缆的电流值；第一电流传感器的数据输出接口通过第一数据线连接到STM32主控制器的数据采集口；

交流供电***的第二供电接口通过第二供电线缆连接到补光灯的供电接口，在第二供电线缆上面安装第二电流传感器，用于检测经过第二供电线缆的电流值；第二电流传感器的数据输出接口通过第二数据线连接到STM32主控制器的数据采集口；

交流供电***的第三供电接口通过第三供电线缆连接到排气扇的供电接口，在第三供电线缆上面安装第三电流传感器，用于检测经过第三供电线缆的电流值；第三电流传感器的数据输出接口通过第三数据线连接到STM32主控制器的数据采集口；

交流供电***的第四供电接口通过第四供电线缆连接到天窗舵机的供电接口，在第四供电线缆上面安装角度传感器，角度传感器用于检测天窗舵机的开启角度值；角度传感器的数据输出接口通过第四数据线连接到STM32主控制器的数据采集口；

双路直流供电***具有12V供电接口和5V供电接口；12V供电接口分别与空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器、Wi-Fi远传通信装置、灌溉阀门继电器、补光灯继电器、排气扇继电器、开天窗继电器、关天窗继电器电性连接；5V供电接口与STM32主控制器的用电接口连接。

本实用新型提供一种基于Wi-Fi的温室环境远程监控终端，其工作原理为：

基于Wi-Fi的温室环境远程监控终端，用于对设施农业中温室大棚环境进行远程监测与控制，通过空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器，实现对温室内环境温度、环境湿度和光照强度的监测。

STM32主控制器通过五路继电器，实现对灌溉阀门、补光灯、排气扇和天窗开关的控制，具体的，STM32主控制器依次通过第一干簧管继电器和灌溉阀门继电器，实现对灌溉阀门开启度的控制，从而调节温室内环境湿度；STM32主控制器依次通过第二干簧管继电器和补光灯继电器，实现对补光灯的光照度的控制，进而调节温室内光照强度。STM32主控制器依次通过第三干簧管继电器和排气扇继电器，实现对排气扇的开启度的控制，从而调节温室内环境温度；STM32主控制器依次通过第四干簧管继电器和开天窗继电器，实现对天窗舵机的控制，从而调节天窗开启角度，STM32主控制器依次通过第五干簧管继电器和关天窗继电器，实现对天窗舵机的控制，从而调节天窗关闭角度，由此实现对天窗开启和关闭角度的调节，进而调节室内环境参数。

需要特别指出的是，本***中，通过两级串联继电器实现对温室设备的控制，原因为：由于STM32主控制器的驱动能力为3.3v，所以与STM32主控制器直接相连的是第一级继电器：干簧管继电器，控制信号经干簧管继电器进入驱动能力更强的第二级继电器，继而实现对大功率设备的开关控制。

本***还有一个特色，即：STM32主控制器通过数据采集口实时检测被控设备的工作状态，从而确定对被控设备的控制是否达到相应的效果。实现方法为：在灌溉阀门、补光灯、排气扇设备电路中加装电流传感器，以检测这些设备是否在工作以及工作是否异常(如电流是否超过额定值)；在天窗舵机上加装角度传感器，以检测天窗是否打开或关闭，以及打开或关闭的角度。]

另外，本申请采用双路直流供电***，分别提供12V供电接口和5V供电接口，通过5V供电接口对STM32主控制器供电；通过12V供电接口对其他设备(不包括干簧管继电器)供电。对STM32主控制器内置降压芯片，将5V降压为3.3V，进而向干簧管继电器供电。

另外，STM32主控制器还接了一个Wi-Fi远传通信装置，实现终端通过Wi-Fi无线网络接入后台云服务器。用户可以通过手机APP或微信小程序等方式接入本***的云服务器，继而与本终端建立远程连接，实现对温室环境数据、设备工作状态的实时查看和对相应设备的远程控制。采用Wi-Fi远传通信装置接入互联网，既解除了布线不便的烦恼，又节省了流量资费。

本实用新型中，Wi-Fi远传通信装置运行流程如附图2所示。本终端中，Wi-Fi远传通信装置负责联网以及往来数据的转发，众所周知，Wi-Fi远传通信装置连接Wi-Fi热点时需要输入热点的SSID和密码，由于本终端使用的Wi-Fi远传通信装置没有按键或触摸屏等输入设备，所以需要借助手机完成配置入网，其过程如图3所示。本终端通过通用的Wi-Fi网络接入互联网、终端的Wi-Fi模块接入Wi-Fi网络时所需的参数是通过普通智能手机进行配置的、终端可以采集温室内的空气温湿度和光照度等参数并通过Wi-Fi模块远程发送给云服务器、终端可以通过Wi-Fi模块接收远程云服务器下发的控制命令进而实现对灌溉补光通风等设备的控制、终端对监测参数的上传以及控制命令的处理都是实时进行的，无延时。

因此，通过通用的Wi-Fi网络实现了对设施农业中温室大棚环境的远程监测与控制。终端设备可以像手机和平板电脑一样方便的接入日益普及的Wi-Fi网络，而使用者也可以随时随地掏出手机对温室内的实时环境进行查看和调节，如此大大地减轻了生产管理人员的劳动强度，提高生产效率，继而促进农业物联网的快速普及。

需要强调的是，图2和图3所示的流程，仅为一种具体实施例，仅用于解释本申请，本申请的主要创新为硬件创新，其流程的实现方式，可采用现有技术中非常成熟的已知技术实现，并不属于本申请的创新。

本实用新型提供的基于Wi-Fi的温室环境远程监控终端，具有以下优点：

(1)增加Wi-Fi远传通信装置，将Wi-Fi这一日益普及的无线网络接入技术应用到农业物联网中，实现了温室大棚环境的远程监控，通过Wi-Fi无线网络接入互联网，从而既不用布设网线，又节省了移动互联网的流量资费。因此可以大大提高农业物联网的普及度。

(2)集成空气温度、空气湿度和光照度传感器，实现对温室环境的全面监测；通过对灌溉阀门、补光灯、排气扇和开天窗的调节，从而精确调节温室环境，调节参数全面。

(3)通过两级串联继电器实现对温室设备的控制，控制信号经干簧管继电器进入驱动能力更强的第二级继电器，继而实现对大功率设备的开关控制，对大功率设备的控制更为可靠。

(4)农业生产需要与信息技术结合、与物联网结合来提高生产效率和农产品品质。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于Wi-Fi的温室环境远程监控终端，其特征在于，包括空气温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器、Wi-Fi远传通信装置、STM32主控制器、第一干簧管继电器、第二干簧管继电器、第三干簧管继电器、第四干簧管继电器、第五干簧管继电器、灌溉阀门继电器、补光灯继电器、排气扇继电器、开天窗继电器、关天窗继电器、灌溉阀门、补光灯、排气扇、天窗舵机、第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、角度传感器、交流供电***和双路直流供电***；

在温室大棚的灌溉管路上面安装所述灌溉阀门；在温室大棚的顶部设置天窗，所述天窗装配用于打开或关闭天窗的所述天窗舵机；在温室大棚的顶部安装所述补光灯和所述排气扇；在温室大棚的棚内安装所述空气温度传感器、所述空气湿度传感器和所述光照度传感器；

所述空气温度传感器、所述空气湿度传感器、所述光照度传感器和所述Wi-Fi远传通信装置的输出端分别连接到所述STM32主控制器的输入接口；所述STM32主控制器的第一输出接口依次通过所述第一干簧管继电器和所述灌溉阀门继电器后，连接到所述灌溉阀门的控制端口；所述STM32主控制器的第二输出接口依次通过所述第二干簧管继电器和所述补光灯继电器后，连接到所述补光灯的控制端口；所述STM32主控制器的第三输出接口依次通过所述第三干簧管继电器和所述排气扇继电器后，连接到所述排气扇的控制端口；所述STM32主控制器的第四输出接口依次通过所述第四干簧管继电器和所述开天窗继电器后，连接到所述天窗舵机的第一控制端口；所述STM32主控制器的第五输出接口依次通过所述第五干簧管继电器和所述关天窗继电器后，连接到所述天窗舵机的第二控制端口；

所述交流供电***的第一供电接口通过第一供电线缆连接到所述灌溉阀门的供电接口，在所述第一供电线缆上面安装所述第一电流传感器，用于检测经过所述第一供电线缆的电流值；所述第一电流传感器的数据输出接口通过第一数据线连接到所述STM32主控制器的数据采集口；

所述交流供电***的第二供电接口通过第二供电线缆连接到所述补光灯的供电接口，在所述第二供电线缆上面安装所述第二电流传感器，用于检测经过所述第二供电线缆的电流值；所述第二电流传感器的数据输出接口通过第二数据线连接到所述STM32主控制器的数据采集口；

所述交流供电***的第三供电接口通过第三供电线缆连接到所述排气扇的供电接口，在所述第三供电线缆上面安装所述第三电流传感器，用于检测经过所述第三供电线缆的电流值；所述第三电流传感器的数据输出接口通过第三数据线连接到所述STM32主控制器的数据采集口；

所述交流供电***的第四供电接口通过第四供电线缆连接到所述天窗舵机的供电接口，在所述第四供电线缆上面安装所述角度传感器，所述角度传感器用于检测所述天窗舵机的开启角度值；所述角度传感器的数据输出接口通过第四数据线连接到所述STM32主控制器的数据采集口；

所述双路直流供电***具有12V供电接口和5V供电接口；所述12V供电接口分别与所述空气温度传感器、所述空气湿度传感器、所述光照度传感器、所述Wi-Fi远传通信装置、所述灌溉阀门继电器、所述补光灯继电器、所述排气扇继电器、所述开天窗继电器、所述关天窗继电器电性连接；所述5V供电接口与所述STM32主控制器的用电接口连接。