基于td?lte的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了基于TD?LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括溫室大棚、檢測(cè)傳感器組、環(huán)境調(diào)節(jié)裝置、LQR控制器、GPRS模塊、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中繼器、數(shù)據(jù)平臺(tái)、高清攝像機(jī)和移動(dòng)終端，檢測(cè)傳感器組采集環(huán)境參數(shù)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中繼器傳輸至LQR控制器；高清攝像機(jī)通過TD?LTE網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)平臺(tái)；LQR控制器通過GPRS模塊連接監(jiān)控網(wǎng)關(guān)，并控制環(huán)境調(diào)節(jié)裝置；監(jiān)控網(wǎng)關(guān)連接數(shù)據(jù)平臺(tái)；移動(dòng)終端通過TD?LTE網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)平臺(tái)連接。本實(shí)用新型在雙孢菇栽培溫室的環(huán)境監(jiān)控中采用無(wú)線數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制方式，解決了溫室布線復(fù)雜、控制穩(wěn)定性差的問題，具有控制方便、可靠性高、精確度高等特點(diǎn)。
【專利說明】
基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及雙孢菇栽培領(lǐng)域，具體涉及基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有對(duì)食用菌溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控的研究很少涉及雙孢菇栽培。已有的溫室遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要有兩種方式:①將檢測(cè)傳感器組采集的溫室環(huán)境參數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程數(shù)據(jù)平臺(tái)，提供參數(shù)查詢與報(bào)警功能，不提供實(shí)時(shí)控制功能;且視頻信號(hào)的傳輸因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的要求高，導(dǎo)致移動(dòng)終端服務(wù)通用性差②利用單片機(jī)、PLC等控制器將溫室環(huán)境參數(shù)通過無(wú)線模塊發(fā)送到移動(dòng)終端，移動(dòng)終端通過短信、彩信等發(fā)送控制指令，但實(shí)時(shí)性差，系統(tǒng)穩(wěn)定性差。通過以上分析，傳統(tǒng)的溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，主要考慮的是溫室環(huán)境參數(shù)的遠(yuǎn)程傳遞，沒有獲取雙孢菇生長(zhǎng)的實(shí)時(shí)環(huán)境狀況，影響了監(jiān)控系統(tǒng)的直觀性與交互性。
[0003]TD-LTE即第四代移動(dòng)通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，俗稱“4G”，最高速率達(dá)到100Mb its/s，滿足視頻、圖片、聲音等多種高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?br>【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)雙孢菇栽培溫室的環(huán)境監(jiān)控遇到的問題:溫室布線復(fù)雜;投資成本與維護(hù)成本高；溫室控制精準(zhǔn)度差;遠(yuǎn)程服務(wù)通用性差;監(jiān)控系統(tǒng)的直觀性與交互性差;雙孢菇生長(zhǎng)的實(shí)時(shí)環(huán)境狀況無(wú)法實(shí)時(shí)跟蹤等缺點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案:
[0006]本實(shí)用新型提供一種基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括溫室大棚、檢測(cè)傳感器組、環(huán)境調(diào)節(jié)裝置、LQR控制器、GPRS模塊、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中繼器、數(shù)據(jù)平臺(tái)、高清攝像機(jī)和移動(dòng)終端；
[0007]溫室大棚包括溫室大棚頂部、溫室大棚側(cè)壁以及溫室大棚頂部；
[0008]檢測(cè)傳感器組采集環(huán)境參數(shù)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中繼器傳輸至LQR控制器;檢測(cè)傳感器組設(shè)于所述溫室大棚內(nèi)，方便檢測(cè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
[0009]高清攝像機(jī)通過TD-LTE網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)平臺(tái)；高清攝像機(jī)設(shè)于所述溫室大棚頂部；
[0010]LQR控制器通過GPRS模塊連接監(jiān)控網(wǎng)關(guān)，并控制環(huán)境調(diào)節(jié)裝置；
[0011]監(jiān)控網(wǎng)關(guān)連接數(shù)據(jù)平臺(tái)；
[0012]移動(dòng)終端通過TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)平臺(tái)連接
[0013]環(huán)境調(diào)節(jié)裝置包括高壓微霧機(jī)、滴灌裝置、通風(fēng)機(jī)和燈帶以及空調(diào)
[0014]高壓微霧機(jī)與LQR控制器通信連接，高壓微霧機(jī)設(shè)于溫室大棚頂部，用于保持雙孢菇的環(huán)境濕度；
[0015]滴灌裝置與LQR控制器通信連接，滴灌裝置設(shè)于溫室大棚內(nèi)的雙孢菇上方，用于對(duì)雙孢菇進(jìn)行灌溉；
[0016]通風(fēng)機(jī)和燈帶與LQR控制器通信連接，通風(fēng)機(jī)和燈帶設(shè)于溫室大棚頂部，用于對(duì)雙孢菇生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行通風(fēng)和光照；
[0017]空調(diào)與LQR控制器通信連接，空調(diào)設(shè)于溫室大棚側(cè)壁上，用于調(diào)節(jié)雙孢菇生長(zhǎng)環(huán)境的溫度。
[0018]在一些實(shí)施方式中，GPRS模塊采用⑶MWAYWG-8010 GPRS DTUjCOMffAY WG-8010GPRS DTU設(shè)有RS232/485數(shù)據(jù)接口。
[0019]在一些實(shí)施方式中，檢測(cè)傳感器組包括JZH-101無(wú)線溫濕度傳感器、JZH-102無(wú)線二氧化碳傳感器、JZH-O系列無(wú)線水分傳感器和JRFW-28無(wú)線光照采集器。
[0020]在一些實(shí)施方式中，LQR控制器采用ARMll系列的S3C6410芯片為控制核心。
[0021]在一些實(shí)施方式中，高清攝像機(jī)采用?？低暻驒C(jī)41201-D?？梢匀轿坏倪M(jìn)行攝像監(jiān)控。
[0022]在一些實(shí)施方式中，LQR控制器采用ARMll系列的S3C6410芯片為控制核心。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果是:(I)解決了傳統(tǒng)雙孢菇栽培溫室布線復(fù)雜的問題;解決了傳統(tǒng)雙孢菇栽培溫室投資成本與維護(hù)成本高的缺點(diǎn)，減少人員職守;解決了遠(yuǎn)程服務(wù)通用性差的問題;本使用新型采用TD-LTE業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)可以通過移動(dòng)服務(wù)商包月收費(fèi)，費(fèi)用低。(2)本實(shí)用新型通過LQR控制器對(duì)雙孢菇溫室的環(huán)境進(jìn)行不同階段的自動(dòng)調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)度，通過移動(dòng)終端對(duì)雙孢菇溫室的環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)或人工方式進(jìn)行設(shè)備的控制，使得溫室栽培更加智能化;監(jiān)控系統(tǒng)的直觀性與交互性好;雙孢菇生長(zhǎng)的實(shí)時(shí)環(huán)境狀況能即時(shí)跟蹤。(3)本實(shí)用新型提高了雙孢菇栽培溫室環(huán)境報(bào)警的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和直觀性。
【附圖說明】
[0024]附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0025]在附圖中:
[0026]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0029]本實(shí)用新型提供基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，包括溫室大棚、檢測(cè)傳感器組、環(huán)境調(diào)節(jié)裝置、LQR控制器、GPRS模塊、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中繼器、數(shù)據(jù)平臺(tái)、高清攝像機(jī)和移動(dòng)終端；
[0030]溫室大棚包括溫室大棚頂部、溫室大棚側(cè)壁以及溫室大棚頂部；
[0031]檢測(cè)傳感器組采集環(huán)境參數(shù)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中繼器傳輸至LQR控制器;檢測(cè)傳感器組設(shè)于溫室大棚內(nèi)，方便檢測(cè)各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
[0032]高清攝像機(jī)通過TD-LTE網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)平臺(tái)；高清攝像機(jī)設(shè)于所述溫室大棚頂部，設(shè)施在頂部視野開闊，方便監(jiān)控。
[0033]LQR控制器通過GPRS模塊連接監(jiān)控網(wǎng)關(guān)，并控制環(huán)境調(diào)節(jié)裝置；
[0034]監(jiān)控網(wǎng)關(guān)連接數(shù)據(jù)平臺(tái)；
[0035]移動(dòng)終端通過TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)平臺(tái)連接
[0036]環(huán)境調(diào)節(jié)裝置包括高壓微霧機(jī)、滴灌裝置、通風(fēng)機(jī)和燈帶以及空調(diào)
[0037]高壓微霧機(jī)與LQR控制器通信連接，高壓微霧機(jī)設(shè)于溫室大棚頂部，用于保持雙孢菇的環(huán)境濕度；
[0038]滴灌裝置與LQR控制器通信連接，滴灌裝置設(shè)于溫室大棚內(nèi)的雙孢菇上方，用于對(duì)雙孢菇進(jìn)行灌溉；
[0039]通風(fēng)機(jī)和燈帶與LQR控制器通信連接，通風(fēng)機(jī)和燈帶設(shè)于溫室大棚頂部，用于對(duì)雙孢菇生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行通風(fēng)和光照；
[0040]空調(diào)與LQR控制器通信連接，空調(diào)設(shè)于溫室大棚側(cè)壁上，用于調(diào)節(jié)雙孢菇生長(zhǎng)環(huán)境的溫度。
[0041 ] GPRS模塊采用COMffAY WG-8010 GPRS DTU,COMffAY WG-8010 GPRS DTU設(shè)有RS232/485數(shù)據(jù)接口。
[0042]LQR控制器采用ARMll系列的S3C6410芯片為控制核心。
[0043]高清攝像機(jī)采用海康威視球機(jī)41201-D。可以全方位的進(jìn)行攝像監(jiān)控。
[0044]LQR控制器采用ARMll系列的S3C6410芯片為控制核心，LQR控制器由存儲(chǔ)模塊、電源模塊、復(fù)位電路、晶振電路、顯示模塊、輸入和輸出擴(kuò)展電路、通信模塊組成。
[0045]移動(dòng)終端包括智能手機(jī)、電視屏幕、PAD和PC機(jī)。
[0046]數(shù)據(jù)平臺(tái)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程控制。
[0047]檢測(cè)傳感器組包括溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、水分傳感器和光照傳感器，溫濕度傳感器型號(hào)為JZH-101無(wú)線溫濕度傳感器，二氧化碳傳感器型號(hào)為JZH-102無(wú)線二氧化碳傳感器，水分傳感器型號(hào)為JZH-O系列無(wú)線水分傳感器，光照傳感器型號(hào)為JRFW-28無(wú)線光照采集器。
[0048]基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方法如下:
[0049](I)檢測(cè)傳感器組采集溫室環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0050](2)環(huán)境調(diào)節(jié)裝置接收LQR控制器發(fā)出的指令，實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境的調(diào)節(jié)控制；
[0051 ] (3)LQR控制器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)控制；
[0052](4)GPRS模塊通過TD-LTE技術(shù)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的快速傳輸；
[0053](5)監(jiān)控網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)LQR控制器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中繼器與數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸；
[0054](6)數(shù)據(jù)平臺(tái)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)和傳輸遠(yuǎn)程控制指令。
[0055]雙孢菇溫室栽培環(huán)境的要求如下:
[0056]①溫度。菌絲生長(zhǎng)的溫度范圍為6?32°C，最適22?24°C，其生長(zhǎng)所需溫度的調(diào)控方式主要采用空調(diào)作為控溫方式，能對(duì)溫室內(nèi)的溫度精準(zhǔn)調(diào)控，迅速達(dá)到預(yù)期的溫度目標(biāo)。
[0057]②濕度。菌絲體生長(zhǎng)階段要求培養(yǎng)料含水量60%?65%，空氣相對(duì)濕度80%左右。子實(shí)體生長(zhǎng)階段要求培養(yǎng)料含水量60 %?65 % ;覆土含水量保持在18 %?20 % ;空氣相對(duì)濕度85%?90%。對(duì)于雙孢菇溫室內(nèi)濕度的調(diào)控主要主要指加濕。加濕的方式采用高壓微霧機(jī)加濕和滴灌裝置滴灌裝置灌溉的方式。
[0058]③光照。雙孢菇的菌絲體和子實(shí)體均不需要光線，為了不影響其生長(zhǎng)形態(tài)，在雙孢菇生長(zhǎng)過程中光線不足時(shí)利用燈帶進(jìn)行補(bǔ)光，主要是通過開啟燈帶來實(shí)現(xiàn)。
[0059]④通風(fēng)。雙孢菇需要有良好的通風(fēng)條件。出菇階段，二氧化碳濃度應(yīng)控制在0.1%以下，可以通過通風(fēng)來降低二氧化碳濃度，當(dāng)二氧化碳濃度高于雙孢菇生長(zhǎng)所需要的溫度時(shí)，啟動(dòng)通分機(jī)進(jìn)行換氣。
[0060]需要說明的是，本實(shí)用新型為基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，在雙孢菇栽培溫室的環(huán)境監(jiān)控中采用無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集方式，解決了溫室布線復(fù)雜的問題，具有控制方便、可靠性高、精確度高、節(jié)能等特點(diǎn)，通過LQR控制器18對(duì)雙孢菇溫室的環(huán)境進(jìn)行不同階段的自動(dòng)調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)度，通過移動(dòng)終端對(duì)雙孢菇溫室的環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)或人工方式進(jìn)行設(shè)備的控制，使得溫室栽培更加智能化。
[0061]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干相似的變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括溫室大棚、檢測(cè)傳感器組、環(huán)境調(diào)節(jié)裝置、LQR控制器、GPRS模塊、監(jiān)控網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中繼器、數(shù)據(jù)平臺(tái)、高清攝像機(jī)和移動(dòng)終端； 所述溫室大棚包括溫室大棚頂部、溫室大棚側(cè)壁以及溫室大棚頂部； 所述檢測(cè)傳感器組采集環(huán)境參數(shù)通過所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中繼器傳輸至LQR控制器，所述檢測(cè)傳感器組設(shè)于所述溫室大棚內(nèi)； 所述高清攝像機(jī)通過TD-LTE網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)平臺(tái)，所述高清攝像機(jī)設(shè)于所述溫室大棚頂部； 所述LQR控制器通過GPRS模塊連接監(jiān)控網(wǎng)關(guān)，并控制所述環(huán)境調(diào)節(jié)裝置； 所述監(jiān)控網(wǎng)關(guān)連接所述數(shù)據(jù)平臺(tái)； 所述移動(dòng)終端通過TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)平臺(tái)連接所述環(huán)境調(diào)節(jié)裝置包括高壓微霧機(jī)、滴灌裝置、通風(fēng)機(jī)和燈帶以及空調(diào)所述高壓微霧機(jī)與所述LQR控制器通信連接，所述高壓微霧機(jī)設(shè)于溫室大棚頂部，用于保持雙孢菇的環(huán)境濕度； 所述滴灌裝置與所述LQR控制器通信連接，所述滴灌裝置設(shè)于所述溫室大棚內(nèi)的雙孢菇上方，用于對(duì)雙孢菇進(jìn)行灌溉； 所述通風(fēng)機(jī)和燈帶與所述LQR控制器通信連接，所述通風(fēng)機(jī)和燈帶設(shè)于所述溫室大棚頂部，用于對(duì)雙孢菇生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行通風(fēng)和光照； 所述空調(diào)與所述LQR控制器通信連接，所述空調(diào)設(shè)于所述溫室大棚側(cè)壁上，用于調(diào)節(jié)雙孢菇生長(zhǎng)環(huán)境的溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述GPRS模塊采用⑶MWAY WG-8010 GPRS DTU,所述⑶MWAY WG-8010 GPRS DTU設(shè)有RS232/485數(shù)據(jù)接口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)傳感器組包括溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、水分傳感器和光照采集器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述LQR控制器采用ARMl I系列的S3C6410芯片為控制核心。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述高清攝像機(jī)采用?？低暻驒C(jī)41201-D。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TD-LTE的雙孢菇栽培溫室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述LQR控制器采用ARMl I系列的S3C6410芯片為控制核心。
【文檔編號(hào)】G05D27/02GK205680027SQ201620616828
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日 公開號(hào)201620616828.4, CN 201620616828, CN 205680027 U, CN 205680027U, CN-U-205680027, CN201620616828, CN201620616828.4, CN205680027 U, CN205680027U
【發(fā)明人】吳中華
【申請(qǐng)人】南通科技職業(yè)學(xué)院