本發(fā)明涉及一種農(nóng)業(yè)大棚技術(shù)，具體涉及一種基于RFID技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

作為提高農(nóng)業(yè)效率的一種手段，農(nóng)業(yè)大棚一直以來都是重要的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。長久以來自動控制、計算機等領(lǐng)域都以提高對農(nóng)業(yè)大棚的監(jiān)控能力作為重點研究方向。農(nóng)業(yè)監(jiān)控通過對需監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度和二氧化碳濃度等生化參數(shù)進行監(jiān)控，為農(nóng)業(yè)精細化管理提供數(shù)據(jù)支持，以達到提髙生產(chǎn)效率、提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)以及降低生產(chǎn)成本的目的。

智能農(nóng)業(yè)控制通過實時采集農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)溫度、濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤水分等環(huán)境參數(shù)，自動開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備。可以根據(jù)用戶需求，隨時進行處理，為農(nóng)業(yè)生態(tài)信息自動監(jiān)測、對設(shè)施進行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。通過農(nóng)業(yè)大棚的控制各生化參數(shù)，達到節(jié)能、舒適、便利的目的。但是，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)控，多采用有線監(jiān)控系統(tǒng)，普遍存在施工難度大、維護不便等諸多問題。為了解決這些問題，業(yè)界嘗試了很多辦法，但基本上都屬于封閉式的，多采用私有協(xié)議，彼此間難以互通，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不透明，靈活性、擴充性不佳。

RFID技術(shù)，是一種新興的短距離、低復(fù)雜度、低速率、低功耗、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于近距離無線通信。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有農(nóng)業(yè)大棚控制技術(shù)所在施工難度大、維護不便等問題，而提供基于RFID技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)，且性能穩(wěn)定可靠。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

基于RFID技術(shù)的農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括若干傳感模塊、控制系統(tǒng)，所述大棚系統(tǒng)還包括信息采集傳輸設(shè)備、管理平臺，所述傳感模塊上集成有RFID發(fā)送模塊，并通過RFID網(wǎng)絡(luò)與信息采集傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)相接，所述信息采集傳輸設(shè)備與管理平臺數(shù)據(jù)相接，所述管理平臺與控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)通信，所述控制系統(tǒng)與大棚中的執(zhí)行設(shè)備數(shù)據(jù)相接。

在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，所述信息采集傳輸設(shè)備與管理平臺之間通過移動無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)相接。

進一步的，所述管理平臺與控制系統(tǒng)之間通過移動無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信。根據(jù)上述方案形成的本發(fā)明相較于傳統(tǒng)的大棚系統(tǒng)，施工容易、維護方便，操作簡單，運行穩(wěn)定可靠。

本發(fā)明能夠真正的實時采集農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)溫度、濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤水分等環(huán)境參數(shù)，其能夠自動開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備；可以根據(jù)用戶需求，隨時進行處理，為農(nóng)業(yè)生態(tài)信息自動監(jiān)測、對設(shè)施進行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。

附圖說明

以下結(jié)合附圖和具體實施方式來進一步說明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。

參見圖1，其所示為本發(fā)明提供的農(nóng)業(yè)大棚系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。由圖可知，該系統(tǒng)100主要由若干傳感模塊101、信息采集傳輸設(shè)備102、管理平臺103以及控制系統(tǒng)104組成。

傳感模塊101,主要負責(zé)溫室內(nèi)部光照、溫度、濕度和土壤含水量以及視頻等數(shù)據(jù)的采集和控制。同時這些傳感模塊101上集成有相應(yīng)的RFID發(fā)送模塊，使得數(shù)據(jù)傳感器的上傳采用RFID模式。

在RFID傳輸模式中，傳感模塊101采集到的傳感器數(shù)據(jù)通過RFID發(fā)送模塊傳送到信息采集傳輸設(shè)備102上。

信息采集傳輸設(shè)備102主要將設(shè)備采集到的數(shù)值傳送到管理平臺103上，現(xiàn)有大棚設(shè)備支持4G、有線等多種數(shù)據(jù)傳輸方式，在傳輸協(xié)議上支持IPv6現(xiàn)網(wǎng)協(xié)議。

管理平臺103作為用戶終端，負責(zé)對用戶提供智能大棚的所有功能展示，主要功能包括環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)空間/時間分布、歷史數(shù)據(jù)、超閾值告警和遠程控制五個方面。用戶還可以根據(jù)需要添加視頻設(shè)備實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控功能。數(shù)據(jù)空間/時間分布將系統(tǒng)采集到的數(shù)值通過直觀的形式向用戶展示時間分布狀況(折線圖)和空間分布狀況(場圖)、歷史數(shù)據(jù)可以向用戶提供歷史一段時間的數(shù)值展示；超閾值告警則允許用戶制定自定義的數(shù)據(jù)范圍，并將超出范圍的情況反映給用戶。

控制系統(tǒng)104與管理平臺103之間數(shù)據(jù)相接，具體可通過以太網(wǎng)或移動無線網(wǎng)絡(luò)進行相接。該控制系統(tǒng)用來傳遞管理平臺103的控制指令、響應(yīng)控制執(zhí)行設(shè)備，實現(xiàn)對大棚內(nèi)的電動卷簾、智能噴水、智能通風(fēng)等行為的遠程自動控制。該控制系統(tǒng)具體主要由一體化控制器、執(zhí)行設(shè)備和相關(guān)線路組成，通過一體化控制器可以自由控制各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行設(shè)備，包括噴水系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，噴水系統(tǒng)可支持噴淋、滴灌等多種設(shè)備，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可支持卷簾、風(fēng)機等設(shè)備。

其中，用戶終端和控制系統(tǒng)104中一體化控制器間傳送的控制指令也通過RFID發(fā)送模塊傳送到中心節(jié)點上(即信息采集傳輸設(shè)備102),省去了通訊線纜的部署工作。中心節(jié)點再經(jīng)過邊緣網(wǎng)關(guān)將傳感器數(shù)據(jù)、控制指令發(fā)送到上位機的管理平臺。用戶可以通過有線網(wǎng)絡(luò)/無線網(wǎng)絡(luò)訪問上位機系統(tǒng)管理平臺，實時監(jiān)測大棚現(xiàn)場的傳感器參數(shù)，控制大棚現(xiàn)場的相關(guān)設(shè)備。RFID模式具有部署靈活、擴展方便等優(yōu)點。

以下通過一個具體應(yīng)用實例來說明上述系統(tǒng)的運行過程：在每個智能農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部署空氣溫濕度傳感器4只，用來監(jiān)測大棚內(nèi)空氣溫度、空氣濕度參數(shù)；每個農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)部署土壤溫度傳感器4只、土壤濕度傳感器4只、光照度傳感器4只以及二氧化碳傳感器4只，用來監(jiān)測大棚內(nèi)土壤溫度、土壤水分、光照度以及二氧化碳等參，同時大棚內(nèi)還布置由脈沖水表、24V交流電磁閥等。所有傳感器一律采用直流24V電源供電，大棚內(nèi)僅需提供交流220V市電即可。

為了實現(xiàn)RFID傳輸數(shù)據(jù)，脈沖水表上設(shè)置有RFID模塊AS06-(01)_2K；空氣溫濕度傳感器上集成有RFID模塊AS06-(DTH)-2K；24V交流電磁閥上集成有RFID模塊AS06-(04)-2K土壤水分傳感器上集成有RFID模塊AS06-(05/04)-2K；二氧化碳傳感器上集成有RFID模塊AS06-(0A)-2K。

同時在每個農(nóng)業(yè)大棚園區(qū)部署1套信息采集傳輸設(shè)備(包含中心節(jié)點、無線3G路由器、無線3G網(wǎng)卡等)，用來傳輸園區(qū)內(nèi)各農(nóng)業(yè)大棚的傳感器數(shù)據(jù)、設(shè)備控制指令數(shù)據(jù)等到internet上與管理平臺交互。具體的該數(shù)據(jù)采集設(shè)備具體采用AS02-2K模塊。

對于如果有障礙物遮擋，相關(guān)的傳感器無法將數(shù)據(jù)傳遞至信息采集傳輸設(shè)備中的中心節(jié)點，可以在傳輸不到的地方適當(dāng)加幾個中繼路由，幫助更好的將終端節(jié)點的數(shù)據(jù)傳到中心。該中繼路由同樣采用信息采集傳輸模塊AS02-2K。

在每個需要控制功能的大棚內(nèi)安裝控制設(shè)備(即控制系統(tǒng))1套(包含一體化控制器、擴展控制配電箱、電磁閥、電源轉(zhuǎn)換適配設(shè)備等)，用來傳遞控制指令、響應(yīng)控制執(zhí)行設(shè)備。實現(xiàn)對大棚內(nèi)的電動卷簾、智能噴水、智能通風(fēng)等行為的控制。由此，設(shè)置在大棚內(nèi)的傳感器實時獲取大棚內(nèi)各項數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)通過RFID傳輸模式傳至該大棚內(nèi)的信息采集傳輸設(shè)備。

信息采集傳輸設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)傳遞至管理平臺。管理平臺接收到數(shù)據(jù)后進行處理并顯示，這樣管理人員能夠?qū)崟r觀察觀察大棚內(nèi)的各項指標的情況。若有異常情況形成相應(yīng)的控制指令，并傳至安置在大棚內(nèi)的控制設(shè)備(即控制系統(tǒng))，由該控制設(shè)備根據(jù)控制指令對大棚內(nèi)的電動卷簾、智能噴水、智能通風(fēng)等進行遠程控制。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。