[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

说明书

本发明涉及植物栽培的技术领域，尤其涉及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，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。本发明对植物生长参数的测量功能齐全，具备多路视频监控功能，系统自带独立的无线收发链路，通信距离远且支持数据加密，集成度高，在现代农业和智能家居领域可取得良好的社会效益和经济效益。

技术领域

本发明涉及植物栽培的技术领域，尤其涉及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。

背景技术

目前的植物栽培智能监控管理系统主要作为创意家居或实验室科研仪器的形式出现，前者功能相对单一，仅支持单一的光照补偿及水份提醒等功能，智能化程度不足，后者虽然可监控更多的植物生成环境参数，但设备复杂，多为非标定制产品，生产及维护成本很高，并不适用于现代农业及普通家庭使用。而且，现有的植物栽培智能监控管理系统的无线通信功能普遍缺失或较弱，即使具备无线通信功能，也多采用简单的WIFI协议，传输距离及速率均有限，难以满足需要远程监控和管理的特殊场合。

发明内容

本发明是针对植物栽培领域的技术现状和不足，提供一种配置有TLS2561光强传感器、大气温湿度测量模块、土壤温湿度测量模块以及土壤EC值传感器，并包含有植物成长保障模块、LED补光灯、营养液补给槽和水箱，可支持各种植物生长的具有专用无线通信链路的植物栽培智能监控管理装置。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

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，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(2400MHz-2483.4MHz)。

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。

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。

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。