一种端云一体的智慧大棚管控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种端云一体的智慧大棚管控系统，包括分布于至少一个温室大棚的至少一个核心控制模块；连接所述核心控制模块的无线通信模块、传感器采集控制模块和执行机构控制模块。本实用新型专利技术通过传感设备实时采集大棚环境的空气温度、空气湿度、二氧化碳、光照、土壤水分、土壤温度、棚外温度与风速等数据；将数据通过移动通讯网络传输给服务管理平台，服务管理平台对数据进行分析处理。客户可以在终端设备(APP或者网页等)进行信息的监控和远程控制，及时采取防控措施，降低生产风险；同时在云平台生产者可远程自动控制生产现场的灌溉、通风、降温、增温等设施设备，实现精准作业，减少人工成本的投入。

【技术实现步骤摘要】
一种端云一体的智慧大棚管控系统
本技术涉及智慧大棚领域，尤其涉及一种端云一体的智慧大棚管控系统。
技术介绍
在我国人口数量众多，人均耕种面积少，粮食的供应不足，传统的农业比较落后，对自然环境的依赖相对较大，严重制约了农业发展。同时，随着人口的不断增加及人们生活水平的提高，对农产品的数量和质量的需求越来越高，智慧农业是进行现代农业转型，提高农作物产量和质量的重要组成部分。应用现代农业信息化的技术手段，对土壤资源、气象气候资源、品种资源等进行统一标准化管理，提升智慧农业管理工作的信息化和现代化水平，建成融数据采集、数字传输网络、数据分析处理为一体的数字驱动的农业资源管理体系，促进农业生产管理的数字化、网络化和自动化。随着物联网技术、智能控制技术、传感器技术等技术的发展，融合以上技术的温室大棚智能管控系统的研究，使传统温室大棚实现自动化控制和科学的管理成为可能，进而提高农产品的产量和质量，推动现代化农业建设。
技术实现思路
为了实现通过传感设备实时采集大棚环境数据，将数据通过移动通讯网络传输给服务管理平台，服务管理平台对数据进行分析处理，同时用户通过服务管理平台可以进行信息的远程监控，也可远程自动控制生产现场的灌溉、通风、降温、增温等设施设备，本技术提出一种端云一体的智慧大棚管控系统。本技术的技术方案是这样实现的：一种端云一体的智慧大棚管控系统，包括分布于至少一个温室大棚的至少一个核心控制模块；连接所述核心控制模块的无线通信模块、传感器采集控制模块和执行机构控制模块；所述传感器采集控制模块包括：采集主控板，与所述采集主控板相连的多个采集从板，每个所述采集从板连接一个传感器，所述传感器包括但不限于空气温度传感器、空气湿度传感器、空气二氧化碳含量传感器、光照传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、棚外温度传感器和棚外风速传感器；所述执行机构控制模块包括：执行主控板，与所述执行主控板相连的多个执行从板，每个所述执行从板连接有一个执行机构，所述执行机构包括但不限于灌溉设备、通风设备、降温设备和增温设备；连接所述核心控制模块的物联网云平台；连接所述物联网云平台的后端服务器；和连接所述后端服务器的前端设备。进一步地，所述核心控制模块为平头哥半导体有限公司的自主指令架构CH2201芯片，通过RS-232方式连接所述传感器采集控制模块和执行机构控制模块。进一步地，所述采集主控板与采集从板之间通过RS-485总线或CAN总线轮询的方式进行通信，各采集从板通过包括但不限于SPI、IIC、UART和ADC中的一种方式采集所述空气温度传感器、空气湿度传感器、空气二氧化碳含量传感器、光照传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、棚外温度传感器和棚外风速传感器数据。进一步地，所述核心控制模块通过所述无线通信模块与所述物联网云平台使用MQTT协议的发布/订阅消息进行数据传输。进一步地，所述后端服务器的数据处理与存储部分通过所述物联网云平台的HTTP/2SDK订阅采集设备数据或者执行机构设备数据，通过Mybatis数据持久化框架将数据存入到Mysql数据库中，供系统查询和使用，后端应用可以部署在ECS或者本地电脑上，通过HTTP/2协议获取物联网云平台推送到采集设备数据或者执行机构设备数据的上行数据。进一步地，所述执行主控板与执行从板之间通过485总线或CAN总线连接。进一步地，所述前端设备包括但不限于计算机和手持终端。进一步地，所述前端设备用于完成包括但不限于传感器阈值控制规则设置、计划执行操作规则设置和异常处理规则设置，所述核心控制模块根据设置的规则实现系统离线自动管控。更进一步地，所述前端设备的界面交互与控制部分通过ajax技术向所述后端服务器进行网络请求，所述后端服务器收到请求后对数据库进行操作，返回JSON数据给前端设备，前端设备把相应数据展示在网页上。本技术的有益效果在于，与现有技术相比，本技术通过传感设备实时采集大棚环境的空气温度、空气湿度、二氧化碳、光照、土壤水分、土壤温度、棚外温度与风速等数据；将数据通过移动通讯网络传输给服务管理平台，服务管理平台对数据进行分析处理。客户可以在终端设备(APP或者网页等)进行信息的监控和远程控制，及时采取防控措施，降低生产风险；同时在云平台生产者可远程自动控制生产现场的灌溉、通风、降温、增温等设施设备，实现精准作业，减少人工成本的投入。附图说明图1是本技术一种端云一体的智慧大棚管控系统一个实施例的系统机构图；图2是本技术一个实施例中单个大棚内的无线通信模块、传感器采集控制模块和执行机构控制模块结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参见图1和图2，本技术一种端云一体的智慧大棚管控系统，包括分布于温室大棚1、温室大棚2、温室大棚3…的至少一个核心控制模块；连接所述核心控制模块的无线通信模块、传感器采集控制模块和执行机构控制模块；所述传感器采集控制模块包括：采集主控板，与所述采集主控板相连的采集从板1、采集从板2、采集从板3…，所述采集从板连接有传感器1、传感器2、传感器3…，所述传感器包括传感器空气温度传感器、空气湿度传感器、空气二氧化碳含量传感器、光照传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、棚外温度传感器和棚外风速传感器；所述执行机构控制模块包括：执行主控板，与所述执行主控板相连的执行从板1、执行从板2、执行从板3…，所述执行从板连接有灌溉设备、通风设备、降温设备和增温设备；连接所述核心控制模块的物联网云平台；连接所述物联网云平台的后端服务器；和连接所述后端服务器的前端设备。其中所述传感器采集控制模块，用于采集分布在大棚内的传感器数据。传感器采集控制模块由采集主控板和采集从板构成，采集主控板控制各采集从板采集传感器数据，采集主控板与采集从板之间通过RS-485总线或CAN总线使用轮询方式通信，各采集从板通过SPI、IIC、UART、ADC等方式采集传感器数据；所述无线通信模块用于将各传感器数据整理后按指定的周期上传到物联网云平台，同时接收物联网云平台确定的传感器阈值、计划执行操作、异常处理设置、控制等指令，当满足相应条件后向执行机构控制模块发送控制指令，可通过指令向传感器采集控制模块的采集主控板发送采集周期指令修改采集周期，该模块主控芯片为平头哥半导体有限公司的自主指令架构CH2201芯片，通过RS-232方式与传感器采集控制模块和执行机构控制模块通信。执行机构控制模块用于将指令送入各执行机构控制模块输出，执行机构控制模块由执行主控板和执行从板构成，执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种端云一体的智慧大棚管控系统，其特征在于，包括/n分布于至少一个温室大棚的至少一个核心控制模块；/n连接所述核心控制模块的无线通信模块、传感器采集控制模块和执行机构控制模块；/n所述传感器采集控制模块包括：采集主控板，与所述采集主控板相连的多个采集从板，每个所述采集从板连接有一个传感器，所述传感器包括但不限于空气温度传感器、空气湿度传感器、空气二氧化碳含量传感器、光照传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、棚外温度传感器和棚外风速传感器；/n所述执行机构控制模块包括：执行主控板，与所述执行主控板相连的多个执行从板，每个所述执行从板连接有一个执行机构，所述执行机构包括但不限于灌溉设备、通风设备、降温设备和增温设备；/n连接所述核心控制模块的物联网云平台；/n连接所述物联网云平台的后端服务器；和/n连接所述后端服务器的前端设备。/n

【技术特征摘要】
1.一种端云一体的智慧大棚管控系统，其特征在于，包括
分布于至少一个温室大棚的至少一个核心控制模块；
连接所述核心控制模块的无线通信模块、传感器采集控制模块和执行机构控制模块；
所述传感器采集控制模块包括：采集主控板，与所述采集主控板相连的多个采集从板，每个所述采集从板连接有一个传感器，所述传感器包括但不限于空气温度传感器、空气湿度传感器、空气二氧化碳含量传感器、光照传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、棚外温度传感器和棚外风速传感器；
所述执行机构控制模块包括：执行主控板，与所述执行主控板相连的多个执行从板，每个所述执行从板连接有一个执行机构，所述执行机构包括但不限于灌溉设备、通风设备、降温设备和增温设备；
连接所述核心控制模块的物联网云平台；
连接所述物联网云平台的后端服务器；和
连接所述后端服务器的前端设备。


2.如权利要求1所述的端云一体的智慧大棚管控系统，其特征在于，所述核心控制模块为平头哥半导体有限公司的自主指令架构CH2201芯片，通过RS-232方式连接所述传感器采集控制模块和执行机构控制模块。


3.如权利要求1所述的端云一体的智慧大棚管控系统，其特征在于，所述采集主控板与采集从板之间通过RS-485总线或CAN总线轮询的方式进行通信，各采集从板通过包括但不限于SPI、IIC、UART和ADC中的一种方式采集所述空气温度传感器、空气湿度传感器、空气二氧化碳含量传感器、光照传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、棚外温度传感器和棚外风速传感器数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏，郭岚，郑厚泽，傅兆阳，刘璐，孔东一，马栋林，包广斌，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃;62