一种基于物联网的家庭智能温室系统技术方案

一种基于物联网的家庭智能温室系统，属于物联网技术领域；该系统包括：亚克力温室箱、系统感知层、系统应用层和系统网络层；所述系统感知层包括：ZigBee网络装置、设置于亚克力温室箱中的检测设备和执行设备；所述系统应用层包括移动终端；所述系统网络层包括智能网关控制器；本实用新型专利技术可根据用户需求选择，系统规模灵活多变，具备对植物生长环境所必需的光照、温度、土壤水分、环境湿度等条件的实时检测及控制功能，可将各类传感器采集的温室环境数据及温室内设备运行情况实时上传至用户的各类移动终端设备中，用户可通过移动终端不受距离限制地采集温室内的环境数据，并且控制温室内部各类执行机构设备。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于物联网
，具体涉及一种基于物联网的家庭智能温室系统。
技术介绍
随着生活科技的发展，人们对生活质量的要求逐步提升，绿色环境对与人们的健康生活越来越重要，快节奏下生活的城市人群对自然和绿色有着强烈的向往，人们想在家中拥有一片绿色，却又无暇顾及对植物的呵护与培养。国内外对智能温室的研究普遍集中在农业生产领域，考虑到成本、功耗、开发难度等因素，家庭环境内的智能温室无论在技术研究领域还是市场层面都有着相当大的空白。所以现在急需一种家庭智能温室，可通过移动终端不受距离限制地采集温室内的环境数据，并且控制温室内部各类执行设备。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本技术提供一种基于物联网的家庭智能温室系统。本技术的技术方案：一种基于物联网的家庭智能温室系统，包括：亚克力温室箱、系统感知层、系统应用层和系统网络层；所述系统感知层包括：ZigBee网络装置、设置于亚克力温室箱中的检测设备和执行设备；所述系统应用层包括移动终端；所述系统网络层包括智能网关控制器；所述检测设备包括环境温湿度传感器、土壤湿度传感器和环境光照强度传感器；所述执行设备包括加热灯、加湿装置、滴灌、风扇和植物蓝紫光灯；所述风扇包括：散热风扇、右侧除湿进风风扇和左侧除湿出风风扇；所述滴灌包括滴灌进水管和滴灌喷头。所述检测设备和执行机构设备分别与ZigBee网络装置连接，ZigBee网络装置与智能网关控制器连接，智能网关控制器与移动终端连接。所述智能网关控制器通过带有SPI接口的以太网网络模块与移动终端无线连接。所述ZigBee网络装置包括ZigBee协调器和ZigBee功能节点，ZigBee协调器通过UART串口与智能网关控制器连接，ZigBee协调器与ZigBee功能节点连接，ZigBee功能节点分别连接检测设备和执行设备。ZigBee功能节点包括：ZigBee环境温湿度节点、ZigBee光照节点和ZigBee土壤湿度节点。所述亚克力温室箱包括：亚克力箱体、水槽排水管、潜水泵、水桶、亚克力支撑筋骨、土壤过滤棉、水槽、栽培土、可开闭顶盖和铁丝网；所述亚克力箱体与可开闭顶盖通过亚克力合页相连，铁丝网和植物蓝紫光灯放置在可开闭顶盖上，加热灯和散热风扇放置在铁丝网上；右侧除湿进风风扇和左侧除湿出风风扇分别悬挂在亚克力箱体两侧的排风口上；土壤过滤棉放置于亚克力箱体内底部；栽培土放置于土壤过滤棉上；滴灌进水管一端与放置在水桶中的潜水泵相连，另一端埋在栽培土中并与多个滴灌喷头相连；水槽排水管连接水槽和水桶，水槽设置在亚克力箱体下方；亚克力支撑筋骨与亚克力箱体外底部连接；加湿装置放置于栽培土上；土壤湿度传感器插在栽培土中，环境光照强度传感器和环境温湿度传感器设置与亚克力箱体内。有益效果：本技术的一种基于物联网的家庭智能温室系统与现有技术相比，具有如下优势：(1)针对家居环境而设计，功能可根据用户需求选择，系统规模灵活多变，适用范围广，方便用户搭建造景；(2)具备对植物生长环境所必需的光照、温度、土壤水分、环境湿度等条件的实时检测及相关控制功能，用户可根据自身栽培植物种类选择智能温室具备的各项功能，同时根据用户的种植规模和家居面积大小，灵活选择系统的大小和规模，并轻松完成温室搭建和个性化的美观造景；(3)作为基于物联网的家庭智能温室，可将各类传感器采集的温室环境数据及温室内设备运行情况实时上传至用户的各类移动终端设备中，同时，用户可通过移动终端不受距离限制地采集温室内的环境数据，并且控制温室内部各类执行机构设备。附图说明图1是本技术一种基于物联网的家庭智能温室系统结构示意图；图2是本技术一种基于物联网的家庭智能温室系统硬件连接示意图；图3是本技术一种基于物联网的家庭智能温室系统的亚克力温室箱、检测设备及执行设备示意图；加热灯1，植物蓝紫光灯2，散热风扇3，右侧除湿进风风扇4，土壤湿度传感器5，滴灌喷头6，滴灌进水管7，水槽排水管8，潜水泵9，水桶10，亚克力支撑筋骨11，土壤过滤棉12，水槽13，栽培土14，加湿装置15，左侧除湿出风风扇16，环境光照强度传感器17，环境温湿度传感器18，可开闭顶盖19，铁丝网20，亚克力箱体21，背景板22。具体实施方式下面结合附图对本技术的一种实施方式作详细说明。如图1所示，本实施方式的一种基于物联网的家庭智能温室系统，包括：亚克力温室箱、系统感知层、系统应用层和系统网络层；所述系统感知层包括：ZigBee网络装置、设置于亚克力温室箱中的检测设备和执行设备；所述ZigBee网络装置由ZigBeecc2530无线模块构成，包括ZigBee协调器和ZigBee功能节点，ZigBee协调器通过UART串口与智能网关控制器通信，ZigBee协调器与ZigBee功能节点连接，ZigBee功能节点分别连接检测设备和执行机构设备。系统感知层可以实时获取并上传环境参数和报警信号，并控制执行设备；所述检测设备包括环境温湿度传感器、土壤湿度传感器、环境光照强度传感器；所述执行设备包括：加热灯、风扇、加湿装置、滴灌、植物蓝紫光灯；本实施方式中，风扇包括散热风扇、右侧除湿进风风扇和左侧除湿出风风扇；滴灌包括滴灌喷头和滴灌进水管；所述系统应用层包括多个移动终端；所述移动终端可选用各类运行Android系统的移动设备，例如智能手机、平板电脑，移动终端具有网络连接、系统环境数据显示、系统执行设备状态、控制执行设备、系统报警信号显示的功能；用户通过移动终端，可实时获取家居环境情况，接收环境异常报警，控制处于系统感知层的各类执行设备。如图2所示，所述系统网络层包括智能网关控制器；智能网关控制器是以STM32F103VCT6芯片作为核心处理器的控制器，智能网关控制器与移动终端通过以太网网络模块连接，以太网网络模块为带有SPI接口的ENC28J60模块，智能网关控制器连接SPI接口，通过ENC28J60网络模块与移动终端无线连接。智能网关控制器通过串口通信与系统感知层的ZigBee网络装置进行数据交互，实现系统各层间数据实时快捷的交互，确保系统感知层与系统应用层的数据流通，智能网关控制器可以分析系统感知层检测的异常环境报警数据，并向系统感知层发送相应的命令，控制系统感知层的执行设备，处理环境异常并消除报警。本实施方式中，智能网关控制器上设有控制按钮、LED工作状态指示灯和LCD触摸显示屏。系统中层间通信协议包括命令协议和数据协议，命令协议包括系统应用层与系统网络层命令协议和系统网络层与系统感知层命令协议，数据协议包括系统网络层与系统感知层数据协议和系统应用层与系统网络层数据协议，系统应用层与系统网络层命令协议和系统应用层与系统网络层数据协议结构为：帧头、长度、地址、类型、命令或数据，系统网络层与系统感知层命令协议和系统网络层与系统感知层数据协议结构为：帧头、长度、地址、类型、命令或数据、结束位高、结束位低。如图3所示，本实施方式中，亚克力温室箱包括：水槽排水管8、潜水泵9、水桶10、亚克力支撑筋骨11、土壤过滤棉12、水槽13、栽培土14、可开闭顶盖19、铁丝网20、亚克力箱体21和背景板22；所述亚克力箱体21为拼接式亚克力箱体，加热灯1、散热风扇3放置在铁丝网20上，铁丝网20和植物蓝紫光灯2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的家庭智能温室系统，其特征在于，包括：亚克力温室箱、系统感知层、系统应用层和系统网络层；所述系统感知层包括：ZigBee网络装置、设置于亚克力温室箱中的检测设备和执行设备；所述系统应用层包括移动终端；所述系统网络层包括智能网关控制器；所述检测设备包括环境温湿度传感器、土壤湿度传感器和环境光照强度传感器；所述执行设备包括加热灯、加湿装置、滴灌、风扇和植物蓝紫光灯；所述检测设备和执行机构设备分别与ZigBee网络装置连接，ZigBee网络装置与智能网关控制器连接，智能网关控制器与移动终端连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的家庭智能温室系统，其特征在于，包括：亚克力温室箱、系统感知层、系统应用层和系统网络层；所述系统感知层包括：ZigBee网络装置、设置于亚克力温室箱中的检测设备和执行设备；所述系统应用层包括移动终端；所述系统网络层包括智能网关控制器；所述检测设备包括环境温湿度传感器、土壤湿度传感器和环境光照强度传感器；所述执行设备包括加热灯、加湿装置、滴灌、风扇和植物蓝紫光灯；所述检测设备和执行机构设备分别与ZigBee网络装置连接，ZigBee网络装置与智能网关控制器连接，智能网关控制器与移动终端连接。2.根据权利要求1所述的基于物联网的家庭智能温室系统，其特征在于，所述智能网关控制器通过带有SPI接口的以太网网络模块与移动终端无线连接。3.根据权利要求1所述的基于物联网的家庭智能温室系统，其特征在于，所述ZigBee网络装置包括ZigBee协调器和ZigBee功能节点，ZigBee协调器通过UART串口与智能网关控制器连接，ZigBee协调器与ZigBee功能节点无线连接，ZigBee功能节点分别连接检测设备和执行设备。4.根据权利要求1所述的基于物联网的家庭智能温室系统，其特征在于，所述风扇包括：散热风扇、右侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩忠华，朱毅，吕哲，孟付，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21