大棚监控系统集中器的设计

摘 要：本发明涉及一种大棚监控系统，包括大棚，还包括农场云系统和与该云系统连接的服务器，大棚内设有与该服务器连接的采集装置、监控装置以及报警提醒系统；云系统上连接有终端；采集装置包括集中器和传感器，集中器与服务器连接，传感器包括棚室温度传感器、土壤温度传感器、棚室湿度传感器、土壤湿度传感器、棚室光照度传感器、田地水质传感器以及土壤肥力传感器。本发明提升了农产品的品牌价值，消费者或相关的监管人员、工作人员等均可以通过本发明的系统查看有机蔬菜的整个培育过程，使消费者能够更全面的了解，更放心的食用；此外，该系统能够有效减少人力，且能全天24小时服务，并具有精度高、性能稳定、安装简单、易维护等优点。

关键词： 温湿度、光照强度、co2浓度、主控芯片

前言：我国是一个农业大国且人口众多,对粮食、蔬菜、水果的等农作物的需求量巨大,而且南方与北方的自然条件和社会背景条件相差较大,这使得传统的农业生产模式已经不能很好的满足当前的需要,随着温室大棚种植技术、软件技术以、无线通讯技术以及物联网技术不断发展,使得我们具备了解决现有问题的先决条件,因此开发一套我国自主知识产权的温室大棚监控监控系统也就变得十分有意义。基于物联网技术的温室大棚监控系统(以下简称大棚监控系统)的服务对象主要有农民、消费者和农业专家等,一方面通过物联网的感知技术,采集温室大棚中的各种环境指标如温度、相对湿度、二氧化碳浓度、PH值、光照轻度等,并对这些数据进行分析和处理以帮助农民自高作物产量和质量,与此同时还可以实现生产过程的自动化管控;另一方面农业专家可以通过大棚监控系统获得温室大棚中的农作物生长情况和其它相关信息,通过对这些数据的分析,可以为种植过程中出现的问题提供解决方案;最后对于消费者来说,系统为消费者的食品安全的可追溯性提供了保障并且支持农产品的私人定制以及个性化需求。

1. 选题的目的及意义

本课题来源于生产企业的实际应用需求。为了推动农业生产结构改革，减轻农村劳动力成本，进一步提高生产效率 、节约资源、提高生产能力、提高综合竞争力，实现人与自然的可持续发展。借助互联网技术、智能控制技术，实现对大棚环境实时监控、合理安排工作时间、促进农业生产组织化、集中化，加强农业之间的信息交流、信息管理。对温湿度、光照强度和CO2浓度进行实时监测，便于生产者合理安排生产。以dsPIC33EP256MU806芯片作为控制芯片，主控芯片连接GPRS模块实现与手机端的对棚内水阀，排风扇，遮阳板等的启停控制的信息交互；连接433无线模块实现与大棚内部的温湿度，光照强度和CO2浓度数值的信息交互以及对棚内水阀，排风扇，遮阳板等的启停控制的信息交互；连接显示屏将大棚内部的温湿度，光照强度和CO2浓度数值和对棚内水阀，排风扇，遮阳板等的启停控制状态显示出来。

1. 课题的国内外研究现状

近年来由于温室大棚良好的经济收益，使得对温室大棚的研究迅速发展起来，尤其是对温室环境参数进行监测的研究。

国外对农作物生长监测开始于20世纪70年代，发展速度较快，特别是欧美发达国家，如荷兰、美国等实现了机械化。随着信息技术的飞速发展，一些发达国家在实现了对温室大棚的实时监测和自动控制的基础上，还进行了人工智能的应用研究，将网络技术、遥测技术以及专家系统引入到监测系统中，真正做到了远程监控、无人值班和完全自动化。

我国是农业大国，农业是国家的根本，因此，对农作物生长环境的监测就显得尤为重要。传统的、低效率的农业生产方式已不能满足安全、优质、高效、高产的现代农业的要求。随着物联网技术被引入到农业领域，农业产业化、信息化出现了前所未有的机遇。农业信息化主要围绕以下几个方面来展开，包括发展现代农业，提升科学技术水平，转变农业生产方式，满足优质、高产、高效、生态、安全的要求，使农业现代化成为未来农业的发展趋势。物联网将近距离无线收发装置嵌入到大量的器件和日常生活用品中，使人与物、物与物之间能够随时随地地相互通讯，从而构成相对于互联网而言更为广阔的网络。将物联网技术应用到温室环境的监测系统中，建立基于物联网技术的温室环境监测系统，为农民和监测人员提供可靠的环境监测数据，帮助农户采取及时、有效的措施，对农产品的生产以及社会经济的发展具有重要的现实意义。

1. 本课题研究的具体内容如下：

1、采用dsPIC33EP256MU806数字信号控制器作为主控芯片，设计出相关的接口电路；