[发明专利]一种农业大棚无线监控节点及方法

权利要求书

1.一种农业大棚无线监控节点，包括低功耗单片机、温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器、氧气检测部分、日光辐照传感器、继电器、ZigBee射频透明传输模块、供电部分及定向天线，其特征在于：

低功耗单片机，用于接收处理上位机发来的控制指令；对温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器、氧气检测部分及日光辐照传感器，实时监测农业大棚内的环境信息，若某一监测参数超过预先设定的危险阈值，则发出告警信号；操作ZigBee射频透明传输模块；向继电器给出控制信号；用于输出脉宽调制信号，通过该脉宽调制信号对农业大棚内设备进行控制；

温湿度传感器，用于采集农业大棚内的环境温湿度，根据具体监测的对象灵活选择温湿度传感器在农业大棚内的布设位置；

土壤温度传感器，用于监测植物根系附近的土壤温度，在布设土壤温度传感器时需要考虑植物根系深度与覆盖范围；

土壤水分传感器，用于检测土壤中水分含量，在使用时，土壤水分传感器置于平坦且与农业大棚内的喷灌装置有一定距离的地面上；

氧气检测部分包括相连的氧气传感器与放大器，氧气传感器基于氧气电池结构，由放大器对氧气传感器与的输出信号进行放大以提高采样精度；

日光辐照传感器，用于检测日光在穿透农业大棚的覆盖物后的强度，日光辐照传感器布设在作物枝叶上方垂线0.5-1米位置处；

通过继电器的通/断及低功耗单片机输出的脉宽调制信号的占空比，分别对农业大棚内相应的机电设备进行控制，低功耗单片机与继电器之间通过光耦电路进行隔离；

ZigBee射频透明传输模块，用于实现无线数据收发功能；

定向天线，用于增加ZigBee射频透明传输模块向外发射及接收无线信号的传输距离，同时也可以部分克服障碍物对无线信号造成的遮挡；

供电部分采用铅酸电池结合DC-DC模块的方式，将铅酸电池的输出通过DC-DC变换，为系统电路部分提供稳定的供电，该铅酸电池使用太阳能进行充电；

低功耗单片机、继电器、放大器、ZigBee射频透明传输模块及供电部分封装在防水箱内。

2.如权利要求1所述的一种农业大棚无线监控节点，其特征在于：所述温湿度传感器选用有一定防水能力、超低能耗、传输距离远、已经预校准的数字式温湿度传感器；所述土壤温度传感器选用不锈钢封装的接触式温度传感器；所述土壤水分传感器选用FDR插针式土壤水分传感器；所述日光辐照传感器选用出厂预校准、适用于户外环境的辐照传感器；所述ZigBee射频透明传输模块选用工业级高增益透明传输模块，所述ZigBee射频透明传输模块与所述低功耗单片机之间的接口为RS-232接口；所述定向天线选用八木天线或平板天线；采用蜂鸣器发出所述告警信号。