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分布式爬行动物饲养箱的环境监控装置.pdf

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2024-11-16 09:59

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921603116.9 (22)申请日 2019.09.24 (73)专利权人中国地质大学（武汉）地址 430000 湖北省武汉市洪山区鲁磨路 388号 (72)发明人吕金池程卓袁泉黄田野 (74)专利代理机构武汉知产时代知识产权代理有限公司 42238 代理人易滨 (51)Int.Cl. G05D 27/02(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)实用新型名称一种分布式爬行动物饲养箱的环境监控装置 (57)摘要本实用新型公开。

2、了一种分布式爬行动物饲养箱的环境监控装置，包括主机节点、环境测量节点和环境控制节点；所述主机节点用于对环境测量节点中设有的传感器参数进行设置，协调环境测量节点和环境控制节点工作；所述环境测量节点包括传感器模块，用于测量饲养箱内的环境温度、湿度和/或光照强度，并上传数据到主机节点和环境控制节点；所述环境控制节点包括电子开关，用于根据接收到的数据，控制电子开关和环境调节设备之间的连通状态；各节点间采用 ZigBee技术进行无线通信，解决了传统爬行宠物饲养箱监控系统布线复杂、不灵活的问题。权利要求书1页说明书4页附图3页 CN 210864445。

3、 U 2020.06.26 CN 210864445 U 1.一种分布式爬行动物饲养箱的环境监控装置，其特征在于，包括若干个环境监测节点、若干个环境控制节点和主机节点，其中：所述环境监测节点包括传感器模块、以及第一Zigbee模块；其中：所述传感器模块包括若干个传感器，所述传感器模块连接到第一Zigbee模块，用于监测当前环境的温度、湿度和/或光照数据，并基于第一Zigbee模块将监测到的环境数据传输到环境控制节点和主机节点；所述环境控制节点包括微控制器、电子开关和第二Zigbee模块；其中：所述微控制器分别连接到第二Zigbee模块和电子开关；所述微控。

4、制器用于接收环境监测数据，并根据接收到的数据进一步控制电子开关与环境调节设备之间的连通状况；其中，电子开关的导通状态数据，将进一步基于第二Zigbee模块传输到主机节点；所述主机节点包括信息输入模块、信息接收模块、信息处理模块和第三Zigbee模块，所述第一、二和三Zigbee模块通过无线方式连接在一起，在第一Zigbee模块、第二Zigbee模块和第三Zigbee模块之间的协同作用下，进一步控制主机节点、控制模块和环境监测节点之间的信息交互；其中：所述信息输入模块用于配置所述传感器模块中对应传感器的控制参数，且配置到的控制参数数据，将进一步基于第。

5、三Zigbee模块传输到对应的传感器；所述信息接收模块连接到信息处理模块，用于接收并传输环境控制节点反馈的连通状态数据，以及所述环境监测节点反馈的环境数据到信息处理模块；所述信息处理模块，用于对接收到的数据进行实时处理。 2.根据权利要求1所述的环境监控装置，其特征在于，所述信息处理模块包括显示装置，用于对接收到的连通状态数据和环境数据，进行实时显示。 3.根据权利要求1或2所述的环境监控装置，其特征在于，所述信息处理模块还包括 STM32控制芯片和报警蜂鸣装置，所述STM32控制芯片连接到报警蜂鸣装置，其根据接收到的连通状态数据和环境数据，判断在当前的环境。

6、温度、湿度和/或光照不受环境调节设备控制的情况下，驱动报警蜂鸣装置进入工作状态。 4.根据权利要求3所述的环境监控装置，其特征在于，所述环境监测节点还包括电源模块，所述电源模块包括带USB接口的可充电锂电池；所述电源模块连接到每个传感器，为其进行供电。 5.根据权利要求1所述的环境监控装置，其特征在于，所述环境调节设备包括设于饲养箱内的加热垫、加湿器和/或UVB灯，所述电子开关连接到环境调节设备，由微控制器根据接收到的环境数据，判断在需要对饲养箱内的环境进行调节的时候，控制并开启或关闭电子开关。 6.根据权利要求5所述的环境监控装置，其特征在于，所述。

7、电子开关设备包括220V交流电源插头和插座，用于控制与环境调节设备电源的接通与断开。权利要求书 1/1 页 2 CN 210864445 U 2 一种分布式爬行动物饲养箱的环境监控装置技术领域 0001 本实用新型涉及物联网信息控制领域，更具体地说，涉及一种基于ZigBee网络，实现分布式爬行动物饲养箱的环境监控装置。背景技术 0002 宠物一般是指人为了消除孤寂或娱乐而饲养的动物，传统意义上的宠物一般以哺乳纲或鸟纲动物居多，如今，爬行纲宠物被越来越多的人所接受，与爬行纲宠物相关的节肢门宠物和两栖纲宠物一起被称作为爬行宠物，常见的爬行宠物有蜥蜴、蛇、陆龟、。

8、水龟、蜘蛛等。它们都是变温动物，活动依靠爬行，由于体内没有自身调节体温的机制，仅能靠自身行为来调节体热的散发或从外界环境中吸收热量来提高自身的体温，环境温度及湿度对爬行宠物的健康息息相关。在现有的相关技术中，常用爬宠温控器来调节环境温度，普遍采用导线连接温度传感器，可控制加热垫数不足10个，如实用新型：一种爬宠饲养智能控制器(申请号： CN201620900253.9)；爬宠温控器仅能单一地控制环境温度而无法干预环境湿度和光照强度等；用导线连接的温度传感器在实施过程中容易受到场地和距离的限制；在大规模爬宠饲养的场合下需要配备多个温控器，并且需要分别。

9、设置参数，不仅操作不便，还会增加不必要的成本。实用新型内容 0003 本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有爬宠饲养设备将控制器、传感器接口都集成在主机上，且传感器和主机间采用导线方式连接，造成的监控点数量上和空间上的限制，提供了一种基于ZigBee的分布式爬行宠物饲养箱环境监控装置。 0004 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种分布式爬行动物饲养箱的环境监控装置，包括若干个环境监测节点、若干个环境控制节点和主机节点，其中： 0005 所述环境监测节点包括传感器模块、以及第一Zigbee模块；其中： 0006 所述传感器模块包括若干个传感。

10、器，所述传感器模块连接到第一Zigbee模块，用于监测当前环境的温度、湿度和/或光照数据，并基于第一Zigbee模块将监测到的环境数据传输到环境控制节点和主机节点； 0007 所述环境控制节点包括微控制器、电子开关和第二Zigbee模块；其中： 0008 所述微控制器连接到第二Zigbee模块； 0009 所述微控制器用于接收环境监测数据，并根据接收到的数据进一步控制电子开关与环境调节设备之间的连通状况；其中，电子开关的导通状态数据，将进一步基于第二 Zigbee模块传输到主机节点； 0010 所述主机节点包括信息输入模块、信息接收模块、信息处理模块和第三Zigb。

11、ee模块，所述第一、二和三Zigbee模块通过无线方式连接在一起，在第一Zigbee模块、第二 Zigbee模块和第三Zigbee模块之间的协同作用下，进一步控制主机节点、控制模块和环境监测节点之间的信息交互；其中：说明书 1/4 页 3 CN 210864445 U 3 0011 所述信息输入模块用于配置所述传感器模块中对应传感器的控制参数，且配置到的控制参数数据，将进一步基于第三Zigbee模块传输到对应的传感器； 0012 所述信息接收模块连接到信息处理模块，用于接收并传输环境控制节点反馈的连通状态数据，以及所述环境监测节点反馈的环境数据到信息处理模块；。

12、所述信息处理模块，用于对接收到的数据进行实时处理。 0013 进一步的，所述信息处理模块包括显示装置，用于对接收到的连通状态数据和环境数据，进行实时显示。 0014 进一步的，所述信息处理模块还包括STM32控制芯片和报警蜂鸣装置，所述STM32 控制芯片连接到报警蜂鸣装置，其根据接收到的连通状态数据和环境数据，判断在当前的环境温度、湿度和/或光照不受环境调节设备控制的情况下，驱动报警蜂鸣装置进入工作状态。 0015 进一步的，所述环境监测节点还包括电源模块，所述电源模块包括带USB接口的可充电锂电池；所述电源模块连接到每个传感器，为其进行供电。 0016 。

13、进一步的，所述环境调节设备包括设于饲养箱内的加热垫、加湿器和/或UVB灯，所述电子开关连接到环境调节设备，由微控制器根据接收到的环境数据，判断在需要对饲养箱内的环境进行调节的时候，控制并开启或关闭电子开关。 0017 进一步的，所述电子开关设备包括220V交流电源插头和插座，用于控制与环境调节设备电源的接通与断开。 0018 实施本实用新型的一种分布式爬行动物饲养箱的环境监控装置，具有以下有益效果： 0019 1、各个模块之间采用ZigBee技术进行无线通信，解决了传统爬行宠物饲养箱监控系统布线复杂、不灵活的问题； 0020 2、装置的低功耗，低成本，自。

14、组网能力强，网络容量大，具有良好的抗干扰能力； 0021 3、通过主机节点中设置的显示设备和报警装置，可以直观准确地监控爬宠箱内的环境状态，并对异常情况进行及时报警； 0022 4、可根据需要扩大或缩减网络规模，适合多种应用场景，降低饲养成本。附图说明 0023 下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中： 0024 图1是本发明一种基于ZigBee的分布式爬行宠物饲养箱环境监控网络的结构示意图； 0025 图2是本发明一种基于ZigBee的分布式爬行宠物饲养箱环境监控网络的主机节点结构示意图； 0026 图3是本发明一种基于ZigBee的分布式爬行宠物饲。

15、养箱环境监控网络的环境测量节点结构示意图； 0027 图4是本发明一种基于ZigBee的分布式爬行宠物饲养箱环境监控网络的环境控制节点结构示意图。说明书 2/4 页 4 CN 210864445 U 4 具体实施方式 0028 为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。 0029 请参考图1，其为本发明一种基于ZigBee的分布式爬行宠物饲养箱环境监控网络的结构示意图，包括：主机节点、若干个环境测量节点和若干个环境控制节点；其中，主机节点通过WIFI连接到智能终端，且： 0030 图1中，本实施例的应用环。

16、境，基于的是3个爬宠箱，在每个爬宠箱内分别设有相应的环境测量节点，同时根据爬宠箱所需适应的环境，在爬宠箱内还对应的设有环境调节设备，本实施例中，所述环境调节设备包括加热设备、加湿设备和照明设备，且所述加热设备、加湿设备和照明设备对应连接到环境控制节点；其中： 0031 所述环境测量节点包括传感器模块，所述传感器模块设有若干个温度、湿度和光照传感器，本实施例中，不限于在环境测量节点中仅采用1个或多个传感器，来检测爬宠箱内的温度、湿度和光照信息，可以根据实际的应用环境，对传感器模块中设有的传感器进行组合使用； 0032 传感器模块采集到的环境数据，将。

17、通过ZigBee网络分别上传到主机节点和环境控制节点；其中： 0033 所述主机节点在接收到对应的数据后，一方面做存储处理，另一方面将根据爬宠箱内的当前温度、环境和光照数据，且在用户设置好的传感器模块的系统参数后，将通过 ZigBee网络，进一步更新环境测量节点的工作状态； 0034 所述环境控制节点在接收到的环境数据后，将进一步接通或断开爬宠箱内加热设备、加湿设备和光照设备的电源，来调整爬宠箱内的环境温度、湿度或光照强度。 0035 在智能终端的应用方面，所述主机节点可以通过wifi连接到智能终端，将环境测量节点和环境控制节点反馈的数据，上传到智能终端，。

18、供用户实时掌握当前箱内的环境数据；本实施例中，所述智能终端可以为手机、平板或其他可显示数据的智能终端设备。 0036 请参考图2，其为本发明一种基于ZigBee的分布式爬行宠物饲养箱环境监控网络的主机节点结构示意图，所述主机节点包括中央处理模块(本实施例中采用STM32控制芯片)、显示模块、输入模块、报警模块、电源模块、 ZigBee模块和WIFI模块；其中 0037 所述主机节点存储着监控网络的参数和状态数据，存储的参数和状态数据将进一步通过显示模块进行实时显示，这样用户就可以通过显示模块来观察当前爬宠箱内的环境数据，同时，根据当前反映的数据，通过输入。

19、模块输入环境测量节点的控制参数，来对环境测量节点工作状态的更新； 0038 所述主机节点也可以通过WIFI模块，与智能终端进行无线连接，这样用户就可以通过智能终端，进一步实现对参数的配置或查看监控状态； 0039 所述主机节点可以通过Zigbee模块连接到环境测量节点和环境控制节点，基于 Zigbee网络实现3个节点之间的信息交互。 0040 在主机节点结构的连接关系上，从图2中可知，所述中央处理模块作为一个中部疏通控制器，其依次连接到显示模块、输入模块、报警模块、 ZigBee模块和WIFI模块，由所述中央处理模块进一步基于处理得到的数据，调控其他模块的工作模。

20、式；其中，主机节点中包括的电源模块将进一步为该节点上的其他设备进行供电，保证设备的正常运行。说明书 3/4 页 5 CN 210864445 U 5 0041 主机节点中，报警模块的工作模式具体为： 0042 由中央控制模块进一步接收环境数据和设备的连通状态数据，并根据接收到的数据，判断在当前的环境温度、湿度和/或光照不受环境调节设备控制的情况下，驱动报警蜂鸣装置进入工作状态；例如，在环境调节设备未能与电子开关导通，无法对饲养箱内的环境进行调节的情况；或者，在环境调节设备对箱内的环境调节力度已达到用户的实际需求时，即可通过报警模块，进一步通知用户左下一步。

21、处理。 0043 请参考图3，其为本发明一种基于ZigBee的分布式爬行宠物饲养箱环境监控网络的环境测量节点结构示意图，图中可见，所述环境测量节点包括ZigBee模块、传感器模块和电源模块；其中： 0044 电源模块还包括带USB接口的可充电锂电池，其电池的电量可以通过电量指示灯、主机面板或智能终端查看； 0045 该节点中，可以通过Zigbee模块连接到主机节点和环境控制节点，基于Zigbee网络实现3个节点之间的信息交互； 0046 传感器模块用于监测当前的环境物理量，其连接到Zigbee模块，基于Zigbee网络，实现其监测得到的环境物理量传输，以及从其他。

22、节点反馈控制调节数据到传感器模块，传感器模块根据接收到的控制调节数据，进行工作状态的更新。 0047 请参考图4，所述环境控制节点包括微控制器、 ZigBee模块和电子开关模块；其中： 0048 所述电子开关模块包含220V交流电源插头和插座，可以控制例如加热垫、加湿器、 UVB灯等外部环境调节设备电源的接通与断开；该节点中，可以通过Zigbee模块连接到主机节点和环境测量节点，基于Zigbee网络实现3个节点之间的信息交互；该节点中，所述微控制器连接到电子开关模块，由所述微控制器对传感器传输的环境监测数据进行接收和处理，并根据处理结果进一步调整电子开关模块与。

23、外部环境调节设备的连通状态。 0049 本发明基于zigbee网卡实现多节点之间的无线信息交互，并可根据实际情况，对应增加或减少网络规模，适用于多种应用场景，且在主机节点中设置了显示设备和报警装置，进一步实现了装置的自动化信息显示，以及自动化报警，具有良好的应用场景。 0050 上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。说明书 4/4 页 6 CN 210864445 U 6 图1 说明书附图 1/3 页 7 CN 210864445 U 7 图2 图3 说明书附图 2/3 页 8 CN 210864445 U 8 图4 说明书附图 3/3 页 9 CN 210864445 U 9 。