[发明专利]一种具有专用无线通信链路的植物栽培智能监控管理装置

权利要求书

1.一种具有专用无线通信链路的植物栽培智能监控管理装置，其特征在于：包括放置于植物生长环境内的现场系统、收发天线、以及与收发天线相连的远程控制系统，所述的现场系统包括视频监控子系统、与视频监控子系统连接的现场数据处理子系统、与现场数据处理子系统连接的传感器阵列子系统和无线通信子系统一，所述的无线通信子系统一与收发天线相连，所述的远程控制系统包括与收发天线相连的无线通信子系统二、以及与无线通信子系统二连接的人机交互子系统，所述的无线通信子系统一以现场可编程门阵列FPGA和AD9361单片集成射频收发器为核心，完成与远程控制系统的全双工通信，通信频段采用2.4G免执照频段；所述的视频监控子系统包括安装在植物生长环境内的多个监控摄像头、以及通过同轴电缆与多个监控摄像头均连接的多路视频压缩编码器和红外光源控制器；所述的人机交互子系统包括接受无线通信子系统二输出数据的视频与传感分离模块、接受视频与传感分离模块处理后的视频数据的视频监控循环记录器、接受视频与传感分离模块处理后的传感数据的植物生长监视数据库、与视频监控循环记录器和植物生长监视数据库均连接的大容量存储器、以及与植物生长监视数据库相连的人机交互界面，所述的人机交互界面则利用键盘鼠标、显示终端完成与操作者的信息交互，可实现远程指令发送、监控视频管理、植物生长数据库管理系列功能。

2.根据权利要求1所述的一种具有专用无线通信链路的植物栽培智能监控管理装置，其特征在于：所述的多个监控摄像头均含有红外光源，所述的多路视频压缩编码器和红外光源控制器均与现场数据处理子系统相连接，所述的现场数据处理子系统向多路视频压缩编码器和红外光源控制器分别分送控制信号1与控制信号2，所述的现场数据处理子系统的控制信号1与控制信号2的电气物理接口采用RS422差分电平异步传输模式，所述的多路视频压缩编码器和红外光源控制器内部均设置有一颗电平转换芯片，用于将RS422电平转成嵌入式微处理器(MCU)可识别的TTL电平。

3.根据权利要求2所述的一种具有专用无线通信链路的植物栽培智能监控管理装置，其特征在于：所述的传感器阵列子系统包括安装在植物生长环境内的多个TLS2561光强传感器、多个大气温湿度测量模块、多个土壤温湿度测量模块、以及多个MAGR-06a土壤EC值传感器，所述的多个TLS2561光强传感器、多个大气温湿度测量模块、多个土壤温湿度测量模块、以及多个MAGR-06a土壤EC值传感器通过I2C总线与现场数据处理子系统相连接，所述的MAGR-06a土壤EC值传感器与I2C总线之间设置有现场可编程门阵列(FPGA)低端芯片EP1C3T100，所述的现场可编程门阵列(FPGA)低端芯片EP1C3T100用于异步串行TTL电平与I2C总线的相互转换。

4.根据权利要求3所述的一种具有专用无线通信链路的植物栽培智能监控管理装置，其特征在于：所述的大气温湿度测量模块包括大气温湿度探头和SHT20温湿度传感器，所述的土壤温湿度测量模块包括土壤温湿度探头和SHT20湿温度传感器。

5.根据权利要求3所述的一种具有专用无线通信链路的植物栽培智能监控管理装置，其特征在于：所述的现场数据处理子系统包括与视频监控子系统连接的以太网收发器、与I2C总线相连的I2C总线主机模块、以及接受无线通信子系统一的命令的远程指令译码模块，所述的以太网收发器依次通过视频码流提取器和无线通信数据封装模块与无线通信子系统一相连接，所述的I2C总线主机模块通过传感数据处理模块分别连接有无线通信数据封装模块和植物生长保障模块，所述的植物生长保障模块连接有LED补光灯、营养液补给槽、水箱和电热丝，所述的植物生长保障模块与红外光源控制器相连接，所述的远程指令译码模块可根据接收到的无线通信子系统一的命令，直接控制I2C总线主机模块和植物生长保障模块，所述的植物生长保障模块根据实时传感数据或远程控制指令，加上内建的植物生长数据库，动态调节监控红外光源控制器、LED补光灯、营养液补给槽、水箱和电热丝。