19 中華人民共和國 國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局 12 發(fā)明專利申請 10 申請公布號(hào) 43 申請公布日 21 申請?zhí)?201910872717 8 22 申請日 2019 09 16 71 申請人 黃山學(xué)院 地址 245041 安徽省黃山市屯溪區(qū)西海路 39號(hào) 72 發(fā)明人 郭一軍 張文祥 張森林 王小康 74 專利代理機(jī)構(gòu) 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限 公司 3125 3 代理人 孫永智 51 Int Cl G05B 19 418 2006 01 A01G 9 24 2006 01 54 發(fā)明名稱 一種智能溫室環(huán)境 監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 57 摘要 本發(fā)明公開了一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié) 系統(tǒng) 包括網(wǎng)關(guān) 所述網(wǎng)關(guān)與Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn) 實(shí)現(xiàn)雙向連接 還包括環(huán)境調(diào)節(jié)裝置 所述環(huán)境 調(diào)節(jié)裝置與處理器實(shí)現(xiàn)雙向連接 所述環(huán)境調(diào)節(jié) 裝置包括RS485協(xié)議終端節(jié)點(diǎn) 所述Zigbee協(xié)調(diào) 器節(jié)點(diǎn)的外部設(shè)有Z igbee終端節(jié)點(diǎn) 所述Z igbee 終端節(jié)點(diǎn)設(shè)有多個(gè) 所述網(wǎng)關(guān)的右側(cè)設(shè)有入口 網(wǎng)關(guān)右側(cè)的頂部且 位于入口的正上方設(shè)有LED屏 幕 本發(fā)明涉及智能溫室環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域 該 智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 解決了現(xiàn)有溫室環(huán) 境監(jiān)測使用的都是網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 不能保證智能 溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng) 的可靠性和準(zhǔn)確性的問題 ZigBee具有穩(wěn)定性好 成本低 功耗低等優(yōu)點(diǎn) ZigBee技術(shù)具有強(qiáng)大的組網(wǎng)能力 可以形成星 型 樹型和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 權(quán)利要求書1頁 說明書3頁 附圖4頁 CN 110780645 A 2020 02 11 CN 110780645 A 1 一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 包括網(wǎng)關(guān) 1 其特征在于 所述網(wǎng)關(guān) 1 與Zigbee 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn) 3 實(shí)現(xiàn)雙向連接 還包括環(huán)境調(diào)節(jié)裝置 4 所述環(huán)境調(diào)節(jié)裝置 4 與處理器 2 實(shí)現(xiàn)雙向連接 所述環(huán)境調(diào)節(jié)裝置 4 包括RS485協(xié)議終端節(jié)點(diǎn) 7 所述Zigbee協(xié)調(diào)器 節(jié)點(diǎn) 3 的外部設(shè)有Zigbee終端節(jié)點(diǎn) 8 所述Zigbee終端節(jié)點(diǎn) 8 設(shè)有多個(gè) 所述網(wǎng)關(guān) 1 的右側(cè)設(shè)有入口 5 所述網(wǎng)關(guān) 1 右側(cè)的頂部且位于入口 5 的正上方設(shè)有LED屏幕 6 多 個(gè)所述Zigbee終端節(jié)點(diǎn) 8 之間并聯(lián) 多個(gè)所述Zigbee終端節(jié)點(diǎn)均與ARM處理器網(wǎng)關(guān)LCD顯 示 9 所述ARM處理器網(wǎng)關(guān)LCD顯示 9 與手機(jī) 10 實(shí)現(xiàn)雙向連接 所述ARM處理器網(wǎng)關(guān)LCD 顯示 9 與計(jì)算機(jī) 11 實(shí)現(xiàn)雙向連接 2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 其特征在于 所述Zigbee終 端節(jié)點(diǎn) 8 分別與溫度傳感器 12 二氧化碳傳感器 13 濕度傳感器 14 和光照強(qiáng)度傳感 器 15 3 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 其特征在于 所述Zigbee終 端節(jié)點(diǎn) 8 之間通過Zigbee無線信號(hào)進(jìn)行連接 4 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 其特征在于 所述處理器 2 的選型為3Intel Xeon E5 2678 v3 5 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 其特征在于 所述手機(jī) 10 通過WiMax協(xié)議與ARM處理器網(wǎng)關(guān)LCD顯示 9 實(shí)現(xiàn)雙向連接 6 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 其特征在于 所述溫度傳感 器 12 二氧化碳傳感器 13 濕度傳感器 14 和光照強(qiáng)度傳感器 15 均設(shè)有多個(gè) 權(quán) 利 要 求 書 1 1 頁 2 CN 110780645 A 一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 技術(shù)領(lǐng)域 0001 本發(fā)明涉及智能溫室環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域 具體為一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系 統(tǒng) 背景技術(shù) 0002 所謂的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)指的是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要由節(jié)點(diǎn) 和網(wǎng)關(guān)組成 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以其低功耗 低成本 分布式和自組織的特點(diǎn)的到廣泛的應(yīng) 用 利用計(jì)算機(jī)技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù) 可以將各個(gè)環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)的傳感器和調(diào) 節(jié)裝置結(jié)合在一起 從而組成一個(gè)方便用戶管理的智能溫室 現(xiàn)有的三種ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 各有優(yōu)勢 網(wǎng)狀拓?fù)渲懈鱾€(gè)節(jié)點(diǎn)相互連接起來 每個(gè)節(jié)點(diǎn)至少與其他兩個(gè)節(jié)點(diǎn)連接起來 兩 節(jié)點(diǎn)彼此之間可以互傳信息 效率較高 本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于RS485與ZigBee網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)相結(jié)合的新型 智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 0003 目前 溫室環(huán)境監(jiān)測使用的都是網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 但是不能保證智能 溫室環(huán)境監(jiān)測 系統(tǒng) 的可靠性和準(zhǔn)確性 但是選用ZigBee無線通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)對溫室環(huán)境的監(jiān)測調(diào)節(jié)需要 與其他技術(shù)相結(jié)合 并且還要需要調(diào)整好節(jié)點(diǎn)間的距離 發(fā)明內(nèi)容 0004 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足 本發(fā)明提供了一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 解決了現(xiàn) 有溫室環(huán)境監(jiān)測使用的都是網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 不能保證智能 溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng) 的可靠性和 準(zhǔn)確性的問題 0005 為實(shí)現(xiàn)以上目的 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn) 一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào) 節(jié)系統(tǒng) 包括網(wǎng)關(guān) 所述網(wǎng)關(guān)與Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)雙向連接 還包括環(huán)境調(diào)節(jié)裝置 所 述環(huán)境調(diào)節(jié)裝置與處理器實(shí)現(xiàn)雙向連接 所述環(huán)境調(diào)節(jié)裝置包括RS485協(xié)議終端節(jié)點(diǎn) 所述 Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的外部設(shè)有Zigbee終端節(jié)點(diǎn) 所述Zigbee終端節(jié)點(diǎn)設(shè)有多個(gè) 所述網(wǎng)關(guān) 的右側(cè)設(shè)有入口 所述網(wǎng)關(guān)右側(cè)的頂部且位于入口的正上方設(shè)有LED屏幕 多個(gè)所述Zigbee 終端節(jié)點(diǎn)之間并聯(lián) 多個(gè)所述Zigbee終端節(jié)點(diǎn)均與ARM處理器網(wǎng)關(guān)LCD顯示 所述ARM處理器 網(wǎng)關(guān)LCD顯示與手機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向連接 所述ARM處理器網(wǎng)關(guān)LCD 顯示與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向連接 0006 優(yōu)選的 所述Zigbee終端節(jié)點(diǎn)分別與溫度傳感器 二氧化碳傳感器 濕度傳感器和 光照強(qiáng)度傳感器 0007 優(yōu)選的 所述Zigbee終端節(jié)點(diǎn)之間通過Zigbee無線信號(hào)進(jìn)行連接 0008 優(yōu)選的 所述處理器的選型為3Intel Xeon E5 2678 v3 0009 優(yōu)選的 所述手機(jī)通過WiMax協(xié)議與ARM處理器網(wǎng)關(guān)LCD顯示實(shí)現(xiàn)雙向連接 0010 優(yōu)選的 所述溫度傳感器 二氧化碳傳感器 濕度傳感器和光照強(qiáng)度傳感器均設(shè)有 多個(gè) 0011 有益效果 0012 本發(fā)明提供了一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效 說 明 書 1 3 頁 3 CN 110780645 A 果 0013 1 該智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 通過ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn) 路由器節(jié)點(diǎn) 終端節(jié) 點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 當(dāng)其中某個(gè)路由節(jié)點(diǎn)故障時(shí) 由于ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 系統(tǒng)會(huì)使用另 外一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸 提高了系統(tǒng)的容錯(cuò)率 使系統(tǒng)更加可靠 0014 2 該智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 通過ZigBee具有自組織 易擴(kuò)展的特點(diǎn)與 RS485的較遠(yuǎn)距離通訊的特點(diǎn)相結(jié)合使控制更加簡單 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍更加廣 0015 3 該智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 通過將整個(gè)溫室控制系統(tǒng)劃分為三個(gè)部分 可 以進(jìn)行更合理的控制 使整個(gè)控制系統(tǒng)控制范圍擴(kuò)大 效率提高 運(yùn)行更加合理 0016 4 該智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 通過加入RS485通訊 解決了ZigBee 技術(shù)通信 距離短 傳輸能力差的缺點(diǎn) 并在一定程度上減少了節(jié)點(diǎn) 節(jié)約了成本 降低了系統(tǒng)所需要 的能耗 0017 5 該智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 通過采用預(yù)先設(shè)定的程序 通過PID 串級(jí)負(fù)反 饋的調(diào)節(jié)方式 可以使溫室環(huán)境參數(shù)有效的克服溫室外部環(huán)境變化 達(dá)到設(shè)定值 并保持下 去解決了現(xiàn)有溫室環(huán)境監(jiān)測使用的都是網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 不能保證智能 溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng) 的可靠性和準(zhǔn)確性的問題 ZigBee具有穩(wěn)定性好 成本低 功耗低等優(yōu)點(diǎn)ZigBee技術(shù)具有強(qiáng) 大的組網(wǎng)能力 可以形成星型 樹型和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 附圖說明 0018 圖1為ZigBee網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 0019 圖2為本發(fā)明中RS485與ZigBee節(jié)點(diǎn)布局 0020 圖3為本發(fā)明中監(jiān)測部分控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 0021 圖4為本發(fā)明中ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn) 路由器節(jié)點(diǎn) 終端節(jié)點(diǎn)工作方式流程圖 0022 圖5為本發(fā)明中RS485通信流程圖 0023 圖中 1 網(wǎng)關(guān) 2 處理器 3 Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn) 4 環(huán)境調(diào)節(jié)裝置 5 入口 6 LED 屏幕 7 RS485協(xié)議終端節(jié)點(diǎn) 8 Zigbee終端節(jié)點(diǎn) 9 ARM處理器網(wǎng)關(guān)LCD顯示 10 手機(jī) 11 計(jì)算機(jī) 12 溫度傳感器 13 二氧化碳傳感器 14 濕度傳感器 15 光照強(qiáng)度傳感器 具體實(shí)施方式 0024 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖 對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚 完 整地描述 顯然 所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例 而不是全部的實(shí)施例 基于 本發(fā)明中的實(shí)施例 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例 都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍 0025 請參閱圖1 5 本發(fā)明提供一種技術(shù)方案 一種智能溫室環(huán)境監(jiān)測調(diào)節(jié)系統(tǒng) 包括 網(wǎng)關(guān)1 網(wǎng)關(guān) 與Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)3實(shí)現(xiàn)雙向連接 還包括環(huán)境調(diào)節(jié)裝置4 環(huán)境調(diào)節(jié)裝置 與處理器2實(shí)現(xiàn)雙向連接 環(huán)境調(diào)節(jié)裝置4包括 RS485協(xié)議終端節(jié)點(diǎn)7 Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)3 的外部設(shè)有Zigbee終端節(jié)點(diǎn)8 Zigbee終端節(jié)點(diǎn)8設(shè)有多個(gè) 網(wǎng)關(guān)1的右側(cè)設(shè)有入口5 網(wǎng)關(guān)1 右側(cè)的頂部且位于入口5的正上方設(shè)有LED屏幕6 多個(gè)Zigbee終端節(jié)點(diǎn)8之間并聯(lián) 多個(gè) Zigbee終端節(jié)點(diǎn)8均與ARM處理器網(wǎng)關(guān)LCD顯示9 ARM處理器網(wǎng)關(guān)LCD 顯示9與手機(jī)10實(shí)現(xiàn)雙 向連接 ARM處理器網(wǎng)關(guān)LCD顯示9與計(jì)算機(jī)11實(shí)現(xiàn)雙向連接 解決了現(xiàn)有溫室環(huán)境監(jiān)測使用 說 明 書 2 3 頁 4 CN 110780645 A 的都是網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 不能保證智能 溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng) 的可靠性和準(zhǔn)確性的問題 ZigBee具有穩(wěn)定性好 成本低 功耗低等優(yōu)點(diǎn)ZigBee技術(shù)具有強(qiáng)大的組網(wǎng)能力 可以形成星 型 樹型和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 0026 Zigbee終端節(jié)點(diǎn)8分別與溫度傳感器12 二氧化碳傳感器13 濕度傳感器14和光照 強(qiáng)度傳感器15 0027 Zigbee終端節(jié)點(diǎn)8之間通過Zigbee無線信號(hào)進(jìn)行連接 0028 處理器2的選型為3Intel Xeon E5 2678 v3 0029 手機(jī)10通過WiMax協(xié)議與ARM處理器網(wǎng)關(guān)LCD顯示9實(shí)現(xiàn)雙向連接 0030 溫度傳感器12 二氧化碳傳感器13 濕度傳感器14和光照強(qiáng)度傳感器 15均設(shè)有多 個(gè) ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)包括協(xié)調(diào)器 路由器 終端節(jié)點(diǎn) 網(wǎng)關(guān) 1和各種采集環(huán)境信息的傳 感器 用戶計(jì)算機(jī)11可以與RS485總線進(jìn)行通訊 ARM處理器中的GSM可以實(shí)現(xiàn)與用戶手機(jī) 的通訊 通過GSM網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)關(guān)1可實(shí)現(xiàn)將ZigBee網(wǎng)絡(luò)所采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩羰謾C(jī)和電 腦 采集環(huán)境信息的傳感器包括溫度傳感器12 濕度傳感器15 CO2濃度傳感器 光照強(qiáng)度傳 感器 15 所采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過A D轉(zhuǎn)換后通過TTL轉(zhuǎn)485模塊 將數(shù)據(jù)利用RS485 總線傳輸 到ARM芯片 環(huán)境調(diào)節(jié)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有濕度調(diào)節(jié)器 溫度調(diào)節(jié)器 CO2 調(diào)節(jié)器 光照調(diào)節(jié)裝置 這些裝置通過RS485總線與ARM處理器相連 用戶既可以使用手機(jī)10藍(lán)牙連接RS485總線 在 短時(shí)間內(nèi)對控制的設(shè)備進(jìn)行管理 提高控制的可靠性 也可以利用LCD顯示模塊將必要的數(shù) 據(jù)實(shí)時(shí)的顯示在屏幕上 讓管理人員及時(shí)掌握溫室的狀況 方便管理 0031 使用時(shí) 用戶通過計(jì)算機(jī)11 手機(jī)10發(fā)送的指令發(fā)送給網(wǎng)關(guān)1再由網(wǎng)關(guān) 1傳送給協(xié) 調(diào)器節(jié)點(diǎn)再由協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)再發(fā)送給終端節(jié)點(diǎn) 終端節(jié)點(diǎn)接收到指令 驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的傳感器和 執(zhí)行器工作 同時(shí)傳感器再將采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送給LCD顯示模塊和用戶的計(jì)算機(jī)11或 者手機(jī)10 用戶以此來判斷本次調(diào)節(jié)是否合理 正常 ZigBee終端節(jié)點(diǎn)8 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn) 路由 節(jié)點(diǎn)采用CC2530芯片來連接多個(gè)設(shè)備 進(jìn)行傳感器與ARM控制模塊間的數(shù)據(jù)傳輸 ARM處理 器采用STM32F107VX 來控制整個(gè)監(jiān)測和調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò) 當(dāng)調(diào)節(jié)溫室環(huán)境時(shí) 用戶通過手機(jī)10或 者是計(jì)算機(jī)11對溫室進(jìn)行預(yù)設(shè)環(huán)境參數(shù) 預(yù)設(shè)的參數(shù)通過RS485 或者GSM發(fā)送給ARM 利用 ARM處理器預(yù)先編寫的PID負(fù)反饋調(diào)節(jié)程序處理參數(shù) 再將處理好的參數(shù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)1 網(wǎng)關(guān) 1在傳送給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn) 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送給終端節(jié)點(diǎn) 終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)經(jīng)過放大后發(fā)送 給相應(yīng)的調(diào)節(jié)模塊 完成溫室環(huán)境的自動(dòng)調(diào)節(jié) 0032 需要說明的是 在本文中 諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí) 體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來 而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存 在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序 而且 術(shù)語 包括 包含 或者其任何其他變體意在涵蓋 非排他性的包含 從而使得包括一系列要素的過程 方法 物品或者設(shè)備不僅包括那些要 素 而且還包括沒有明確列出的其他要素 或者是還包括為這種過程 方法 物品或者設(shè)備 所固有的要素 0033 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例 對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言 可以 理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化 修改 替換 和變型 本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定 說 明 書 3 3 頁 5 CN 110780645 A 圖1 圖2 說 明 書 附 圖 1 4 頁 6 CN 110780645 A 圖3 說 明 書 附 圖 2 4 頁 7 CN 110780645 A 圖4 說 明 書 附 圖 3 4 頁 8 CN 110780645 A 圖5 說 明 書 附 圖 4 4 頁 9 CN 110780645 A