基于无线网络的植物声频控制系统技术方案

一种基于无线网络的植物声频控制系统，包括植物声频发生器，传感器模块和电源模块，上位监控计算机连接无线通信模块，无线通信模块连接全球定位模块、传感器模块和植物声频发生器。通过无线网络技术，将传感器收集到的信息通过上位机的数据模型，产生最佳匹配频率和处理时段，发送给设备终端进行操作；能够自动控制和巡检设备的运行情况；克服了以往设备在自治模式下，由于传感器失灵或者误差过大所造成的缺陷；实现农用数据实时采集和监测。解决了设备管理分散、劳动强度高、数据采集困难、采样误差大等问题，具有远距离对大面积的农田和温室大棚内的植物声频发生器设备进行统一操作的优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及物理农业和精确农业两大领域,是针对大面积的农田和温室大棚，对其进行分布式植物声频处理，并且实现农用数据实时采集、监测和控制的系统，具体地说是ー种基于无线网络的植物声频控制系统。
技术介绍
由于化学肥料和杀虫剂在全球范围内的过量使用，造成了土壌退化，农作物品质降低，以及环境污染等严重后果，物理农业便应运而生。人们试图通过物理方法解决以往 “化学农业”所造成的危害。公开号是CN1402964的专利申请公开了“植物声频处理技术及其设备”。公开号是CN201422284的中国专利公开了“ー种植物声频发生器”技木。上述提出的植物声频控制技术，是对植物施加特定频率的声波处理，使之与植物自发声的频率相匹配，发生谐振，提高光合作用效率；同吋，声频信号刺激促使细胞周期同步化，加快细胞分裂，促进植物生长发育，以达到增产、优质、抗病的目的。对于大面积的农田和温室大棚，由于影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等)、实际存在的空间及时间的差异，导致大面积的农田和温室大棚内植物的自发声频率不同。因此与之相匹配的植物声频处理技术也必须随之改变。通过调查发现，现有的植物声频控制技术及产品存在以下三点不足I、无法在远距离集中地对大面积区域内的植物声频发生设备进行统ー操作。例如，现有技术无法对一万亩农田内的全部或特定设备进行同时开、关操作。2、 无法对大面积区域内，大量的设备运行状况进行有效检查。如果依靠人力进行定期巡检，则无疑会提高成本。3、由于受设备硬件条件限制，现有设备的环境采样类别较为単一，特别是无法与国家农业部提供的专业数据库结合，无法对农作物所处的环境数据进行多參数综合分析，进而选择出适合农作物的最佳匹配声频和处理时段。因此，及时获取农作物所处的环境数据并分析影响小区产量差异的原因，根据外部环境特征，区别对待，精确地对植物施予特定频率的声波刺激，从而采取技术上可行、经济上有效的调控措施，实现按需实施定位调控的“处方农业”则显得至关重要。
技术实现思路
为了实现在大面积的农田和温室大棚,对植物的自发声频率精确调控,提出ー种能够远距离提供设备所在地农作物所处的环境数据，进行多參数综合分析，从而选择适合农作物的最佳匹配声频和处理时段，对植物施予特定频率的声波刺激，进而对大面积区域内的植物声频发生设备进行统ー操作、对区域内大量的设备运行状况进行有效检查，实现区别对待，按需实施定位调控的基于无线网络的植物声频控制系统。本技术要解决的技术问题是由以下技术方案实现的一种基于无线网络的植物声频控制系统，包括植物声频发生器，传感器模块和电源模块，上位监控计算机连接无线通信模块，无线通信模块连接全球定位模块、传感器模块和植物声频发生器。利用本技术方案，能够在远距离对大面积区域内的全部或者部分植物声频发生器设备进行统ー操作。操作内容包括但不仅限于开关设备电源等；能够自动巡检设备的运行情况，并将巡检结果显示在上位机的屏幕上，便于管理人员进行查验。巡检内容包括但不仅限于设备加电状况，传感器运行状况，太阳能供电状况等；通过传感器控制和数据传输将传感器收集到的信息传输到上位机，生成该范围内作物的声频处理类别和处理时间，产生匹配频率和处理时段，并将此分析结果发送给设备终端以便设备进行操作。解决了设备在自治模式下，由于传感器失灵或者误差过大所造成的问题。从而达到及时获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素、实际存在的空间及时间差异性信息，经过分析进行分布式的植物声频处理。实现农用数据实时采集、监测和调控的目的。上位监控计算机连接国家农业部提供的专业数据库。优选的连接国家农业部提供的“测土配方”数据库。上位机结合数据库信息，对采样数据进行处理，产生该范围内作物的最佳匹配频率和处理时段，并将适合的频段类别和处理时段发给指定的終端，终端执行相关处理,并将结果反馈给上位机,完成本次操作。传感器模块是空气温湿度传感器、土壌PH值传感器、光照传感器、土壌湿度传感器和ニ氧化碳浓度传感器中的ー种或ニ种以上。用以获取并对农作物所处的环境数据进行多參数综合分析，区别对待，按需实施定位调控，从而选择出适合农作物的最佳匹配声频和处理时段。实现在大面积的农田和温室大棚，对植物的自发声频率精确调控的目的。温湿度传感器优选的采用DHTll传感器，PH值传感器优选的采用PH-BTA传感器，光照传感器优选的采用BH1750FVI模块。声频控制系统采用Zigbee网络、GPRS网络、专用无线网或无线数传电台网。也可以扩展为其它类型的网络拓扑形式。对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。例如，本系统除了使用2. 4GHz的开放频段以外，也可以使用431MHz 436MHz的开放ISM频段，或者无线数传电台网223. 025 MHz 235 MHz/821 MHz 825 MHz/2 400 MHz 24 835 MHz，向国家无线电管理委员会申请专用数传网频段来实现。全球定位模块是GPS全球定位模块。植物声频控制技术与无线采样技术相结合， 针对设备采样信息，结合全球定位系统(GPS)和国家农业部提供的“测土配方”数据库，在上位机内进行分析运算，并对设备发送最佳匹配声频和处理时段。GPS全球定位模块优选的采用台湾H0LUX-GR-87模块。无线通信模块的无线频段是2. 4GHz开放频段和ISM开放频段。此外，还可以向国家无线电管理委员会申请专用频点，作为本技术无线通信模块的无线频段。无线通信模块是Zigbee无线通信模块或者无线数传模块。优选的是Zigbee无线通信模块。Zigbee技术是ー种基于IEEE802. 15. 4的无线通信协议，是近年来发展起来的适用于自动化和远程控制的无线通信技术，它具有以下优点1、省电。两节5号电池即可使用半年至2年时间；2、简单可靠。该技术采用了碰撞避免机制，避免了模块之间的冲突和竞争。同时，模块之间具有自动动态组网功能，安装简单，而且该技术支持自动路由功能， 从而保证了信息传输的可靠性；3、时延短。设备接入、通信时延和激活时间均在毫秒级别；4、网络容量大。可支持多达65000个网络节点；5、安全和保密性高。采取AES-128加密算法，安全性高；6、无线频段免费。采用2. 4GHz全球免费频段，使用方便；7、网络拓扑模式灵活。Zigbee技术支持三种网络拓扑结构，即星型结构，树形结构，和网状结构。基于无线网络，特别是Zigbee网络技术的植物声频控制系统，能够对大量的植物声频设备进行集中统一地管理和操作。该技术近年来开始被应用于农业生产领域，特别是通过该技术与农田信息检测，以及滴管技术相结合，在实际生产中产生了巨大的经济效益。Zigbee模块优选的采用JN5139-Z01-M04模块。该模块通过了 FCC，ETSI和TELEC认证，是ー种批量生产的标准化Zigbee硬件模块。上位监控计算机是以PC机作为上位机。上位机通过RS232串ロ与无线网络模块的网络协调器连接；无线通信模块、传感器模块、全球定位模块和声频发生器终端连接太阳能电池。Zigbee无线通信模块分为主机模块和从机模块两种类别,其中主机模块作为网络协调器使用，通过RS232串ロ与上位机相连。网络协调器的主要功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯凯，侯旋，
申请(专利权)人：侯凯，
类型：实用新型
国别省市：