一種用于大棚環境參數監控的大數據采集系統的制作方法

本發明屬于大棚栽植時環境參數采集、分析、存儲技術領域，尤其是一種用于大棚環境參數監控的大數據采集系統。

背景技術：

大棚是一種經常使用的農業設施，其結構包括后墻1、骨架7和覆膜，后墻豎直建設在地面，后墻上端與其前方的地面之間間隔安裝多個骨架，在兩端的骨架的外側建設側墻3，該側墻后端與后墻的端部連接，一側的側墻上制出用于進出的大門2，在骨架上覆蓋鋪設覆膜，后墻、兩個側墻和覆膜形成了一個封閉的空間，該空間內的溫度、濕度等環境參數與外部的環境參數有所差異，尤其是在冬季溫度較低時，大棚內的溫度、濕度等參數非常適宜，適合一些作物的生長，為人們冬季的餐桌提供了更豐富的食材。除了大棚自身堅固耐用問題需要重點關注外，大棚內的溫度、濕度、氣壓、光照度、土壤的溫度、土壤的濕度等環境參數特別要注意，其是否在合適的范圍直接影響到作物正常的生長，所以一些種植戶會在大棚內安裝溫度、濕度等傳感器，然后定期的通過儀表進行觀察并記錄，但這樣操作效率非常低下，占用了大量的人力，而且傳感器設置的位置也影響了測量結果，還有寫廠家在大棚內安裝小型氣象站，這些小型氣象站將多個傳感器集成在一起，極大地降低了安裝維護的復雜程度，但這些小型氣象站的價格非常昂貴，通常每臺在幾萬元，有些長度較長的大棚需要設置至少兩臺才能有效的記錄各參數，但這樣前期投入的成本過高，很多種植戶無法負擔。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供結構合理、具備多種參數測量功能且自動組網傳輸數據的一種用于大棚環境參數監控的大數據采集系統。

本發明采取的技術方案是：

一種用于大棚環境參數監控的大數據采集系統，其特征在于：多個區域中的每個區域具 有多個大棚，每個大棚內設置多個傳感器單元，在大棚后墻上水平方向上間隔安裝多個傳感器單元，在后墻前方的大棚骨架前端的地面上水平方向上間隔安裝多個傳感器單元，后墻處所裝的傳感器單元與骨架前端所裝的傳感器單元的數量相同且相互對位，在后墻和骨架之間的地面上安裝多個傳感器單元，每個傳感器單元的輸出端連接大棚內設置的無線收發模塊；

離監控中心最遠的大棚通過無線方式與離該大棚最近的另一個大棚通訊，離監控中心最近的大棚通過無線方式與監控中心的數據服務器組連接，離監控中心最遠的大棚和離監控中心最近的大棚之間的所有大棚之間采用上一個大棚將數據傳輸到離其最近的下一個大棚的就近通訊原則，直至所有數據傳輸到監控中心；

所述數據服務器組分別連接數據報警終端組和存儲數據存儲服務器組。

而且，所述后墻的上端部向下三分之一后墻高度的部位水平方向上安裝三個傳感器單元，所述骨架前端地面上距地面30～50厘米的高度上水平間隔安裝三個傳感器單元，所述后墻與骨架之間的地面安裝的支架高度為后墻高度的一半，該處的傳感器單元數量比后墻處的傳感器單元少一個切二者為交錯狀設置。

而且，所述傳感器單元包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、風速傳感器、風向傳感器、光照度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、二氧化碳傳感器和中央控制模塊，中央控制模塊的輸入輸出接口分別連接溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、風速傳感器、風向傳感器、光照度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、二氧化碳傳感器和中央控制模塊，中央控制傳感器用于數據交換的輸入輸出接口連接所述無線收發模塊。

而且，所述數據存儲服務器組連接數據備份服務器組。

本發明的優點和積極效果是：

本發明中，以大棚的數量和所處位置為依據，將所有大棚占用的面積分為多個區域，分別進行數據的采集，并統一由附近或遠端的監控中心對數據進行分析、存儲和報警，而且每個區域中的每個大棚內的不同位置安裝多組傳感器單元，所有數據采集后可形成直觀反應大棚內各參數變化的圖表及作物栽植過程中的圖標，由此形成的大數據，為優化種植方法等農 業技術的創新提供了有力的數據支持，而且監控中心安排較少人員值班即可以對所有大棚進行監控，出現異常時能第一時間反應并盡快做出應對措施，各大棚之間采用自組網方式進行數據通訊，利于判斷哪個大棚的數據采集出現問題，以及避免了大量布線的繁重工作，是一種使用方便、效果顯著、數據量大且勞動強度低的大數據采集系統。

附圖說明

圖1是本發明中傳感器單元安裝位置的示意圖；

圖2是本發明的原理圖。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實施例來限定本發明的保護范圍。

一種用于大棚環境參數監控的大數據采集系統，如圖1～2所示，本發明的創新在于：多個區域中的每個區域具有多個大棚，每個大棚內設置多個傳感器單元5，在大棚后墻上水平方向上通過安裝架4間隔安裝多個傳感器單元，在后墻前方的大棚骨架前端的地面8上通過支架6水平方向上間隔安裝多個傳感器單元，后墻處所裝的傳感器單元與骨架前端所裝的傳感器單元的數量相同且相互對位，在后墻和骨架之間的地面上通過支架安裝多個傳感器單元，每個傳感器單元的輸出端連接大棚內設置的無線收發模塊；

離監控中心最遠的大棚通過無線方式與離該大棚最近的另一個大棚通訊，離監控中心最近的大棚通過無線方式與監控中心的數據服務器組9連接，離監控中心最遠的大棚和離監控中心最近的大棚之間的所有大棚之間采用上一個大棚將數據傳輸到離其最近的下一個大棚的就近通訊原則，直至所有數據傳輸到監控中心；

所述數據服務器組分別連接數據報警終端組10和存儲數據存儲服務器組12。

本實施例中，如圖2所示，大棚共有300個，占據的面積分為區域1～x，區域中的大棚數量為1～n，按15個大棚為一個區域，所以x等于20，n等于15。大棚1內的傳感器單元數量為1～m，按照圖1的表示，傳感器單元共有8個，后墻上有3個，骨架前端有3個，二 者之間的地面有2個。

圖2中可知，離監控中心最遠的大棚編號為7，最近的大棚編號為15，編號7將數據傳送到離其最近的編號6，編號6傳送到編號2，編號2傳送到編號1，編號1傳送到編號4，編號n-3通過編號3也傳送到編號4，編號4和編號n-5將數據傳送到編號5，編號5通過編號n-1傳送到編號n，最后所有數據到達監控中心，其余的區域也是這種方式進行傳輸。

每個區域的每個大棚的遠近程度事先設置好拓補結構，然后所有大棚的數據均編入唯一識別碼以區分其它大棚的數據，當某一個區域內的某一個大棚處的無線收發模塊發生故障，上一個大棚自動經過幾次握手信息交換后無法得到有效的連接應答，那么其會自動按照拓補結構連接第二個靠近其的大棚的無線收發模塊，由此實現了網絡不間斷的數據傳輸，在監控中心設置相應的檢查程序，發現長時間內某一個識別碼的數據為空時，可以判斷其代表的大棚內的設備出現故障，應及時檢查或維修。

所述后墻的上端部向下三分之一后墻高度的部位水平方向上安裝三個傳感器單元，所述骨架前端地面上距地面30～50厘米的高度上水平間隔安裝三個傳感器單元，所述后墻與骨架之間的地面安裝的支架高度為后墻高度的一半，該處的傳感器單元數量比后墻處的傳感器單元少一個切二者為交錯狀設置。

所述傳感器單元包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、風速傳感器、風向傳感器、光照度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、二氧化碳傳感器和中央控制模塊，中央控制模塊的輸入輸出接口分別連接溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、風速傳感器、風向傳感器、光照度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、二氧化碳傳感器和中央控制模塊，中央控制傳感器用于數據交換的輸入輸出接口連接所述無線收發模塊。所述數據存儲服務器組連接數據備份服務器組11。

本發明中，以大棚的數量和所處位置為依據，將所有大棚占用的面積分為多個區域，分別進行數據的采集，并統一由附近或遠端的監控中心對數據進行分析、存儲和報警，而且每個區域中的每個大棚內的不同位置安裝多組傳感器單元，所有數據采集后可形成直觀反應大 棚內各參數變化的圖表及作物栽植過程中的圖標，由此形成的大數據，為優化種植方法等農業技術的創新提供了有力的數據支持，而且監控中心安排較少人員值班即可以對所有大棚進行監控，出現異常時能第一時間反應并盡快做出應對措施，各大棚之間采用自組網方式進行數據通訊，利于判斷哪個大棚的數據采集出現問題，以及避免了大量布線的繁重工作，是一種使用方便、效果顯著、數據量大且勞動強度低的大數據采集系統。