[实用新型]一种设施农业无线传感器网络节点

说明书

技术领域

本实用新型属于电子监测设备领域。

背景技术

随着科学技术水平的提高和高新科技在农业上的广泛应用，我国农业产业结构已发生巨大变化。其中以蔬菜产业为主的设施农业在我国农业生产中已成为极其重要的创新产业，在社会经济生活中的地位日渐提升。设施农业是对作物栽培环境能有效控制 ,运用先进工程技术与种植管理技术的高投入、高产出的集约化农业，是确保农产品淡季供应，调节市场供求季节性波动、增加农民收入、提高人们生活水平的有效途径。目前我国设施农业普及面积最大的是以温室为代表的大棚蔬菜生产。改革开放以来，我国设施栽培发展迅速，设施农业栽培面积已达到86.7万公顷，其中塑料中小棚40.7万公顷，占46.9％；塑料大棚23.3万公顷，占26.9％；温室22.7万公顷，占26.2％。按绝对面积计算已为世界第一。我国在农业物联网方面的研究取得了一定的进展，但是这些研究和应用大多数仍停留在理论研究层次，或者只是应用在科研院所的展示项目中，而在传统温室中(占设施栽培总面积超过90%的塑料大棚和日光温室)特别是吉林省大部分地区，农户们仍采用简易控制系统甚至是手工控制的方式，测控系统的普及率非常低，没有将物联网技术真正的应用于大规模环境监测上，所以这种新型技术还没有真正发挥其作用。

在现代化农业生产中，越来越多的农户选择使用温室大棚种植果蔬产品，因为其自身气候效应和隔离效果等特点，可以反季节种植并调控作物，起到了旱涝保收、空间隔绝的作用。但是在国内现有的大部分温室中， 1采用传统的管理的方式，凭借人的经验来种植温室内作物，需要劳动力量大，会因为人的经验判断失误导致作物的不良生长。

2采用人为管理的办法，手动布线室内电子监测设备，当作物更替时重新布置线缆和移动监测设备，布置不当会影响设备采集精度并减少设备使用寿命，设备维护难度大，耗费人力物力，增加了温室建设的投资成本。

3 采用现代无线设备，测量温室内特定环境参数，成本高，推广难度大。

发明内容

本实用新型的目的是在温室内农作物生长环境的基础上，结合当今无线传感网络技术的优势和特点，设计了基于ZigBee无线传感网络的设施农业无线传感器网络节点。

本实用新型在抽插杆上端安装有电器盒，电器盒上安装有温湿度传感器和无线接收天线；抽插杆插入上套内，在上套内部的空腔内有偏心套，偏心套的底面为斜面，与上套内壁上的斜台对应，偏心套的上端套有复位弹簧，在上套的侧壁上安装有按键，按键置于上套的空腔内部的一端为斜面，偏心套底端斜面的最低点顶在按键的斜面上；上套下端通过螺纹安装有连接套，连接套下端的凸台置于下套上端的凹槽内；下套下端固定安装有支杆，支杆底端是探针；

 在电器盒内有中央处理器、拨码开关、采集模块电路、电源模块、串口通信模块、控制电路模块、反馈电路；

拨码开关与中央处理器的IO11 、IO12、 IO13三个引脚相连接；

J4是空气温湿度传感器通过IO口0，1连接到中央处理器；

电源模块将外接入的6V电压经过TPS5430电压转换芯片转换成中央处理器所需要的3.3V电压；

串口模块中MAX232与中央处理器的TXD、RXD、CTS、RTS相连；

控制电路模块TP521-4光耦连接中央处理器的IO0、1、8、14口；

UP2_Limit和DOWN1_LIMIT采集卷帘机的位置信息，经过光耦的光电隔离，将此信号传送给微处理器的IO18、IO19引脚。

本实用新型集成了空气温湿度、光照强度、CO₂浓度、土壤水分/温度六个参数的采集，节约了一个节点只测量一个环境参数的成本，并且传输距离在空旷环境下可以传输一千米，可以减少监测区域内布置点数，相比较于传统的ZigBee节点有更高的处理效率和更远的传输距离。同时还具备控制功能，可以控制水泵和卷帘机的动作。是一套完备的温室环境监控设备。具有低成本、低功耗等优点。

本实用新型对于种植反季节、高附加值的农作物，温室大棚环境监测在整个农作物的生长周期中起着举足轻重的作用。运用物联网智能监测技术实时获取大棚内的环境信息，不仅能让种植者在第一时间内掌握作物的生长状况，还能让种植者根据环境信息及时地调控大棚内的整体环境参数（如开关天窗，开启卷帘机等）。有利于精准施肥、节水灌溉和虫药资源的高效利用，可有效减轻环境污染，提升作物的品质。是实现农业现代化、农业标准化、农民组织化和农业可持续发展的必然趋势。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型中央处理器示意图；