[实用新型]一种基于FPGA的温室大棚环境智能监控系统

说明书

技术领域

本实用新型属于环境监控技术领域，具体涉及一种基于FPGA的温室大棚环境智能监控系统。

背景技术

随着计算机技术、电子技术、人工智能技术的飞速发展和人们生活水平的提高，人们对反季节蔬菜、水果、花卉等农产品提出了更高的要求，并且农业低效高耗的增长方式必须改变，因而对生产温室的需求逐年上升。而现在常用的温室大棚有线监控系统存在布线困难、劳动力成本高和无线监测点移动性差。

实用新型内容

本实用新型要解决的是现有温室大棚有线监控系统存在布线困难、劳动力成本高和无线监测点移动性差等问题，从而提供一种以机器人为移动监测点的温室大棚环境智能监控系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种基于FPGA的温室大棚环境智能监控系统，包括FPGA控制器、模式按钮、移动机器人行走电机、检测机构、执行机构、红外遥控器、无线传输模块、触摸显示屏和人机交互机构，模式按钮和检测机构分别与FPGA控制器的输入端连接，移动机器人行走电机和执行机构分别与FPGA控制器的输出端连接；人机交互机构通过无线传输模块与FPGA控制器双向连接；触摸显示屏、红外遥控器与FPGA控制器双向连接；所述检测机构包括环境检测电路和避障检测电路；所述环境检测电路包括温湿度传感器、光照强度传感器和CO₂浓度传感器；所述避障检测电路包括超声波传感器、接触传感器和红外传感器；所述人机交互机构包括监控PC机、GPRS模块和移动终端；监控PC机通过无线传输模块与FPGA控制器双向连接，移动终端通过GPRS模块与监控PC机无线连接。

所述执行机构包括湿帘系统、升温系统、通风系统、补灯光系统、天窗电机、侧窗电机、遮阳幕电机、保温幕电机和CO₂发生器。

所述模式按钮包括自动模式和手动模式两种模式，自动模式时，避障检测电路和环境检测电路分别将各自的检测信号传输给FPGA控制器，FPGA控制器接收处理后发送相应的控制命令给触摸显示屏、移动机器人行走电机和执行机构；触摸显示屏显示环境参数和执行结构的运行状态，移动机器人行走电机带动移动机器人行走动态检测环境状态，执行机构动作维持或改变环境状态；FPGA控制器通过无线传输模块将环境参数值和执行机构执行情况发送至监控PC机上，监控PC机通过GPRS模块传输至移动终端上；当手动模式时，通过红外遥控器或监控PC机或移动终端或触摸显示屏给FPGA控制器发送控制命令，FPGA控制器接收命令进行处理后，控制触摸显示屏显示环境参数和执行结构的运行状态，控制移动机器人行走电机带动移动机器人行走动态检测环境状态，执行机构动作维持或改变环境状态；FPGA控制器通过无线传输模块将环境参数值和执行机构执行情况发送至监控PC机上，监控PC机通过GPRS模块传输至移动终端上。

所述环境检测电路包括DHT11温湿度传感器、GY-30光照强度传感器和MH-Z14二氧化碳浓度传感器，所述DHT11温湿度传感器的DATA接口与 FPGA控制器的管脚pin28双向连接，且DHT11温湿度传感器的VCC接口与5V外部电源连接，且在VCC接口与DATA接口之间设置有上拉电阻R1；所述GY-30光照强度传感器的SDA接口与FPGA控制器的管脚pin8双向连接，FPGA控制器的输出管脚pin9与GY-30光照强度传感器的SCL接口连接，且GY-30光照强度传感器的VCC接口与5V外部电源连接；所述MH-Z14二氧化碳浓度传感器的RXD接口与FPGA控制器的输出管脚pin86连接，MH-Z14二氧化碳浓度传感器的TXD接口与FPGA控制器的输入管脚pin87连接，MH-Z14二氧化碳浓度传感器的VCC接口与5V外部电源连接；且在VCC接口与RXD接口之间设置有上拉电阻R2，在VCC接口与TXD接口之间设置有上拉电阻R3。