基于ZigBee的溫室環(huán)境控制裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)就是提供一種基于ZigBee的溫室環(huán)境控制裝置，包括控制器，所述控制器與處于溫室環(huán)境內(nèi)的所述控制器周圍相應(yīng)的若干傳感器和/或執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)利用終端節(jié)點(diǎn)綁定技術(shù)進(jìn)行綁定，構(gòu)成一本地局域控制網(wǎng)絡(luò)；控制器從傳感器節(jié)點(diǎn)獲取各種溫室環(huán)境內(nèi)的當(dāng)前參數(shù)值，并根據(jù)用戶ZigBee協(xié)議設(shè)定的閾值，向執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)發(fā)送開/關(guān)執(zhí)行器的指令，實(shí)現(xiàn)對作物產(chǎn)物的溫室環(huán)境參數(shù)的調(diào)節(jié)控制。所述控制裝置與處于溫室環(huán)境內(nèi)的所述控制系統(tǒng)周圍相應(yīng)的若干傳感器和/或執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)利用終端節(jié)點(diǎn)綁定技術(shù)進(jìn)行綁定，構(gòu)成一本地局域控制網(wǎng)絡(luò)；所述基于ZigBee無線技術(shù)的溫室作物環(huán)境裝置部署方便，維護(hù)工作量小，運(yùn)行費(fèi)用低。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

：本技術(shù)涉及一種溫室環(huán)境遠(yuǎn)程智能監(jiān)控技術(shù)，特別是基于ZigBee的溫室環(huán)境控制裝置。
技術(shù)介紹
：采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對溫室環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制、提高作物產(chǎn)量并降低人力成本是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。ZigBee無線技術(shù)是一種近距離，低復(fù)雜度，低速率的雙向無線通訊技術(shù)。同時(shí)因其自組網(wǎng)、低功耗、低成本等許多優(yōu)點(diǎn)，已成為溫室監(jiān)控中應(yīng)用最為廣泛的無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。但是，現(xiàn)有的許多基于ZigBee無線技術(shù)的溫室作物環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)存在部署困難，維護(hù)工作量大的缺點(diǎn)。同時(shí)，現(xiàn)有利用ZigBee無線技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如中國專利號(hào)為，2013200406196的《基于物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)》其包括環(huán)境溫度采集節(jié)點(diǎn)，通過WIFI或ZigBee無線通信系統(tǒng)與環(huán)境終端相連接。但是一方面，該系統(tǒng)需要外部提供電源裝置，對控制系統(tǒng)進(jìn)行電源供應(yīng)，在電力電池電源難以達(dá)到的地方，其生產(chǎn)使用即會(huì)受到極大的局限；另一方面，該系統(tǒng)還存在布置困難，因此，在現(xiàn)實(shí)的對溫室環(huán)境的進(jìn)行生產(chǎn)控制中難以推廣使用；且運(yùn)行費(fèi)用也會(huì)相應(yīng)的增加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
：本技術(shù)就是要克服上述缺點(diǎn)，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于ZigBee的溫室環(huán)境控制裝置，所述控制裝置與處于溫室環(huán)境內(nèi)的所述控制系統(tǒng)周圍相應(yīng)的若干傳感器和/或執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)利用終端節(jié)點(diǎn)綁定技術(shù)進(jìn)行綁定，構(gòu)成一本地局域控制網(wǎng)絡(luò)；所述基于ZigBee無線技術(shù)的溫室作物環(huán)境裝置部署方便，維護(hù)工作量小，運(yùn)行費(fèi)用低。本技術(shù)一種基于ZigBee的溫室環(huán)境控制裝置，包括控制器 ，所述控制器與處于溫室環(huán)境內(nèi)的所述控制器周圍相應(yīng)的若干傳感器和/或執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)利用終端節(jié)點(diǎn)綁定技術(shù)進(jìn)行綁定，構(gòu)成一本地局域控制網(wǎng)絡(luò)；控制器從傳感器節(jié)點(diǎn)獲取各種溫室環(huán)境內(nèi)的當(dāng)前參數(shù)值，并根據(jù)用戶ZigBee協(xié)議設(shè)定的閾值，向執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)發(fā)送開/關(guān)執(zhí)行器的指令，實(shí)現(xiàn)對作物產(chǎn)物的溫室環(huán)境參數(shù)的調(diào)節(jié)控制。所述控制器包括CC2530模塊、ZigBee天線模塊、按鍵模塊、閃燈模塊、太陽能模塊、電池模塊、電源管理模塊；所述CC2530模塊分別與電源管理模塊、ZigBee天線模塊、藍(lán)牙模塊、按鍵模塊、閃燈模塊相連接；所述太陽能模塊經(jīng)電池模塊與電源管理模塊相連接；所述電源管理模塊藍(lán)牙模塊、按鍵模塊相連接。所述溫室環(huán)境包括溫室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤水分、CO2濃度、光照強(qiáng)度、溫室外風(fēng)速、溫室外風(fēng)向；所述控制器分別與室內(nèi)環(huán)境的若干土壤或水分傳感器及執(zhí)行器相對應(yīng)連接。所述按鍵模塊包括復(fù)位按鈕和綁定按鈕，所述復(fù)位按鈕控制系統(tǒng)復(fù)位；所述綁定按鈕控制觸發(fā)終端節(jié)點(diǎn)綁定事件，實(shí)現(xiàn)本地局域控制網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。所述控制器還包括若干軟件控制器，所述軟件控制器控制溫室環(huán)境內(nèi)微氣候與土壤參數(shù)，包括溫度控制器、空氣濕度控制器、光照控制器、CO2濃度控制器、土壤水分控制器。所述控制器包括本地局域控制網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)注冊機(jī)制，是在用戶設(shè)置完成本地控制網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)后，控制器將該標(biāo)識(shí)發(fā)送至上位機(jī)，為溫室環(huán)境控制系統(tǒng)注冊一新的本地局域控制網(wǎng)絡(luò)。所述控制器還包括對溫室環(huán)境的溫室內(nèi)微氣候和土壤參數(shù)的控制；所述溫室內(nèi)微氣候控制是包括空氣溫度、空氣濕度、CO2濃度與光照強(qiáng)度控制；所述土壤參數(shù)控制是包括土壤水分、土壤溫度、土壤養(yǎng)分、pH值控制。所述控制器包含傳感器和/或執(zhí)行器虛擬設(shè)備，所述虛擬設(shè)備代理實(shí)際的與物理傳感器和執(zhí)行器之間的無線通信，各軟控制器連接于虛擬設(shè)備。所述軟件控制器的溫度控制器與空氣溫度虛擬傳感器、土壤溫度虛擬傳感器、光照強(qiáng)度虛擬傳感器、虛擬暖風(fēng)機(jī)、虛擬天窗、虛擬溫室門、虛擬卷膜器、虛擬風(fēng)機(jī)及空氣濕度虛擬控制器相連接；空氣濕度控制器與空氣濕度虛擬傳感器、虛擬加濕器、虛擬卷膜器、虛擬風(fēng)機(jī)、虛擬溫室門相連接；光照控制器與光照虛擬傳感器、虛擬遮陽網(wǎng)相連接；CO2濃度控制器與CO2濃度虛擬傳感器及虛擬CO2釋放器相連接；土壤水分控制器與土壤水分虛擬傳感器、虛擬澆灌設(shè)備、虛擬施肥機(jī)相連接。本技術(shù)所述裝置采用上述結(jié)構(gòu)，存在下述優(yōu)點(diǎn)，一是裝置易于部署，表現(xiàn)在：（1）用戶只需要進(jìn)行按鍵綁定，并通過PAD設(shè)置好本地局域網(wǎng)各裝置設(shè)備標(biāo)識(shí)，就可以將本技術(shù)的裝置設(shè)備與傳感器/執(zhí)行器進(jìn)行關(guān)聯(lián)，構(gòu)建起一個(gè)本地局域控制網(wǎng)絡(luò)。（2）本系統(tǒng)裝置是提供了本地局域控制網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)注冊機(jī)制，從而可以由上位機(jī)自動(dòng)、動(dòng)態(tài)設(shè)置各項(xiàng)控制參數(shù)。大大減少作物環(huán)境參數(shù)設(shè)置的工作量。二是本技術(shù)的裝置設(shè)備易于維護(hù)，表現(xiàn)在（1）具有通用性。本裝置設(shè)備可以用于任何作物的控件環(huán)境的控制，可以大大減少用戶維護(hù)不同類型設(shè)備的工作量；（2）用戶不需要在系統(tǒng)的裝置設(shè)備的外殼上標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)用途，從而大大減少記憶與查找相應(yīng)設(shè)備的負(fù)擔(dān)。附圖說明：圖1，為本技術(shù)的控制裝置與傳感器與執(zhí)行器的實(shí)施方式連接示意圖；圖2，為本技術(shù)裝置設(shè)備的各模塊連接示意圖；圖3，為本技術(shù)裝置各軟控制器的虛擬設(shè)備傳感器與執(zhí)行器的無線通信的環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸連接控制圖；圖1中，作物A代表溫室內(nèi)種植的某作物，MC，為主控制節(jié)點(diǎn)，即為本裝置，m1、m2，為二土壤水分傳感器點(diǎn)，di，為滴灌執(zhí)行器點(diǎn)。具體實(shí)施方式：下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明；通過下述實(shí)施例將有助于進(jìn)一步理解本技術(shù)，但不限制本技術(shù)的內(nèi)容。實(shí)施例：如圖1-3所示，本技術(shù)一種基于ZigBee的溫室環(huán)境控制裝置，所述控制裝置與周圍相應(yīng)的若干傳感器和/或執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)通過終端節(jié)點(diǎn)綁定技術(shù)綁定，構(gòu)成一本地局域控制網(wǎng)絡(luò)；所述控制裝置從傳感器節(jié)點(diǎn)獲取各種溫室環(huán)境當(dāng)前參數(shù)值，并根據(jù)用戶設(shè)定的閾值，向執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)發(fā)送開/關(guān)執(zhí)行器的指令，實(shí)現(xiàn)對作物溫室環(huán)境參數(shù)的調(diào)節(jié)。本技術(shù)所述控制裝置下稱控制器，與其周圍的若干個(gè)傳感器/執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)通過終端設(shè)備綁定技術(shù)進(jìn)行綁定，組成一個(gè)本地局域控制網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示，每種作物的環(huán)境感知與控制都通過部署一個(gè)本地局域控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。即控制器定期從傳感器節(jié)點(diǎn)獲取各種溫室環(huán)境參數(shù)的當(dāng)前值，并根據(jù)用戶設(shè)定的閾值，向執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)發(fā)送開/關(guān)執(zhí)行器的指令從而完成作物環(huán)境參數(shù)的調(diào)節(jié)。本技術(shù)控制裝置由7個(gè)模塊組成，如圖2所示，分別為CC2530模塊、ZigBee天線模塊、按鍵模塊、閃燈模塊、太陽能模塊、電池模塊、電源管理模塊。CC2530模塊分別與ZigBee天線模塊、按鍵模塊、閃燈模塊相連接；而太陽能模塊、電池模塊、電源管理模塊依次連接后與CC2530模塊相連，而電源管理模塊進(jìn)一步的與按鍵模塊、藍(lán)牙模塊相連接為其提供電源。所述CC2530模塊其主功能是負(fù)責(zé)：檢測用戶是否按鍵，從而觸發(fā)終端節(jié)點(diǎn)綁定事件；向閃燈模塊發(fā)送高低電平信號(hào)，以開/關(guān)LED燈；通過ZigBee無線模塊向傳感器發(fā)送獲取當(dāng)前環(huán)境參數(shù)的無線消息，以獲取當(dāng)前環(huán)境數(shù)據(jù)；執(zhí)行各種控制算法。所述ZigBee無線模塊，向執(zhí)行器、傳感器發(fā)送無線信號(hào)。所述藍(lán)牙模塊,用于與用戶的PDA通信；所述按鍵模塊，用于接收用戶的按鍵輸入。按鍵模塊包括有兩個(gè)按鈕：復(fù)位按鈕和綁定按鈕。用戶按下復(fù)位按鈕時(shí)，將引起系統(tǒng)復(fù)位。當(dāng)用戶按下綁定按鈕，將觸發(fā)終端節(jié)點(diǎn)綁定事件以實(shí)現(xiàn)本地控制網(wǎng)絡(luò)的組建。所述閃燈模塊用于向用戶發(fā)出系統(tǒng)故障、綁定成功、設(shè)備OK等不同的提示信息。太陽能模塊用于吸收太陽能，并對電池進(jìn)行充電；電源管理模塊對對電池本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于ZigBee的溫室環(huán)境控制裝置，包括控制器，其特征是所述控制器與處于溫室環(huán)境內(nèi)的所述控制器周圍相應(yīng)的若干傳感器和/或執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)通過終端設(shè)備裝置綁定，構(gòu)成一本地局域控制網(wǎng)絡(luò)；控制器從傳感器節(jié)點(diǎn)獲取各種溫室環(huán)境內(nèi)的當(dāng)前參數(shù)值，并根據(jù)用戶ZigBee協(xié)議設(shè)定的閾值，向執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)發(fā)送開/關(guān)執(zhí)行器的指令，實(shí)現(xiàn)對作物產(chǎn)物的溫室環(huán)境參數(shù)的調(diào)節(jié)控制。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于ZigBee的溫室環(huán)境控制裝置，包括控制器，其特征是所述控制器與處于溫室環(huán)境內(nèi)的所述控制器周圍相應(yīng)的若干傳感器和/或執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)通過終端設(shè)備裝置綁定，構(gòu)成一本地局域控制網(wǎng)絡(luò)；控制器從傳感器節(jié)點(diǎn)獲取各種溫室環(huán)境內(nèi)的當(dāng)前參數(shù)值，并根據(jù)用戶ZigBee協(xié)議設(shè)定的閾值，向執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)發(fā)送開/關(guān)執(zhí)行器的指令，實(shí)現(xiàn)對作物產(chǎn)物的溫室環(huán)境參數(shù)的調(diào)節(jié)控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的溫室環(huán)境控制裝置，其特征是所述控制器包括是CC2530模塊、ZigBee天線模塊、按鍵模塊、閃燈模塊、太陽能模塊、電池模塊、電源管理模塊；所述CC2530模塊分別與電源管理模塊、ZigBee天線模塊、藍(lán)牙模塊、按鍵模塊、閃燈模塊相連接；所述太陽能模塊經(jīng)電池模塊與電源管理模塊相連接；所述電源管理模塊還與藍(lán)牙模塊、按鍵模塊相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的溫室環(huán)境控制裝置，其特征是所述溫室環(huán)境包括溫室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤水分、CO2濃度、光照強(qiáng)度、溫室外風(fēng)速、溫室外風(fēng)向；所述控制器分別與室內(nèi)環(huán)境的若干土壤或水分傳感器及執(zhí)行器相對應(yīng)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于ZigBee的溫室環(huán)境控制裝置，其特征是所述按鍵模塊包括復(fù)位按鈕和綁定按鈕，所述復(fù)位按鈕控制系統(tǒng)復(fù)位；所述綁定按鈕控制觸發(fā)終端節(jié)點(diǎn)綁定事件。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的溫室環(huán)境控制裝置，其特征是所述控制器還包括若干軟件控制器，所述軟件控制器控制溫室環(huán)境內(nèi)微氣候與土壤參數(shù)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳翠和，
申請(專利權(quán))人：宜春學(xué)院，
類型：新型
國別省市：江西;36