CN106647493A - 一种基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测系统 - Google Patents

一种基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测系统，环境状态收集装置由实时采集环境信息数据的探测器和实时显示环境数据并将数据转发至服务器端的发送模块组成，探测器与发送模块通过无线通信方式双向通信，发送模块与服务器端通过物联网双向通信，服务器端与客户端上下互相交互数据。本发明还公开了一种基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测方法。用户可以在客户端进行查询当前的环境信息数据，并根据养殖场的正常环境参数信息标准，对山林养殖场环境进行监控。本发明设计节省人力、能够优化控制，对山林养殖场的生产具有很好的监管作用。

Description

一种基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测系统
技术领域
本发明涉及物联网应用技术领域，尤其是一种基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测系统。
背景技术
随着农业现代化发展，物联网远程监控技术具有节约人工和高效管理的优点，因此将越来越受到农业生产的重视。在山林养殖场方面，目前山林养殖场管理的自动化程度低，主要通过人工管理。而人工管理必须经常亲临现场巡视，甚至二十四小时守候现场，以防止突发事件，因此人员工作效率低。同时，人工管理的工作量大，并容易忽视细节问题，造成管理不到位，从而带来不必要的重大损失。人工管理的人力成本占养殖场成本的比重较大，并且管理技术主要依靠养殖场人员的经验确定，因此水平参差不齐，难以形成标准化的养殖场管理方式，生产效率较低。目前，虽然随着电子信息技术的发展，各种探测器、山林养殖场执行设备等电子产品日益先进，但却没有被很好的利用于山林养殖场的自动化管理当中。
在山林养殖场安全管理上，养殖场内各企业安全管理水平不一、企业安全评价的标准不同，并且各企业在布局上较少考虑企业间的相互影响，但在养殖场水平上基本不具备统一的安全管理和应急救援系统，安全监管部门对山林养殖场缺乏有效的监管手段。尤其是作为非常重要作用的放养模式，通常山林里的范围特别大，喂食、监控等方面还依赖人工，并且由于山林距离城市较远，如果能够实现自动化程度高的无人化管理，那么将节省很多成本，从而提高效益。
发明内容
本发明提供一种基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测系统，包括：
环境状态收集装置，环境状态收集装置由实时采集环境信息数据的多个探测器和实时显示环境数据并将数据转发至服务器端的发送模块组成，探测器与发送模块通过无线通信方式双向通信，发送模块与服务器端通过物联网双向通信，服务器端与客户端上下互相交互数据。
其中，所述探测器包括用于采集养殖场环境中温度和湿度指标的温湿度一体化传感器、用于采集养殖场异常气体含量的气体传感器、用于采集养殖场内光照强度的光照传感器、用于采集粉尘含量的微粒传感器以及用于采集不同传感节点处的光照强度的光照传感器，所述温湿度一体化传感器、气体传感器、光照传感器、微粒传感器和光照传感器均与信号调理电路上下互相交互数据，信号调理电路与A/D转换模块上下互相交互数据，A/D转换模块与第一微处理器上下互相交互数据，第一微处理器的输入输出端分别与第一无线通信模块、串口通信模块和存储器相连。
其中，所述发送模块包括用于与探测器通信的第二无线通信模块，其输入输出端通过第一接口与第二微处理器的第一输入输出端相连，第二微处理器的第二输入输出端配置接口，第二微处理器的第三输入输出端通过第二接口与远程通讯模块双向通信，第二微处理器的输入端接键盘，第二微处理器的输出端与LED显示模块的输入端相连。
其中，所述第一微处理器采用多通道处理芯片。
其中，所述第二微处理器采用多通道处理芯片。
其中，所述客户端包括PC机和移动终端。
由上述技术方案可知，本发明通过探测器中的温湿度一体化传感器、光照传感器、气体传感器、微粒传感器等采集山林养殖场环境中的相关数据信息；通过通信模块将数据传输到发送模块；发送模块根据键盘的预先设置，显示当前的环境信息，并通过配置的远程通讯模块将环境信息数据转发到远程的服务器端，用户可以在客户端进行查询当前的环境信息数据，并根据养殖场的正常环境参数信息标准，对山林养殖场环境进行监控。本发明设计节省人力、能够优化控制，对山林养殖场的生产具有很好的监管作用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测系统，环境状态收集装置10，环境状态收集装置由实时采集环境信息数据的多个探测器和实时显示环境数据并将数据转发至服务器端的发送模块组成，探测器与发送模块通过无线通信方式双向通信，发送模块与服务器端通过物联网双向通信，服务器端与客户端上下互相交互数据。所述客户端包括PC机和移动终端。
所述探测器包括用于采集养殖场环境中温度和湿度指标的温湿度一体化传感器、用于采集养殖场异常气体含量的气体传感器、用于采集养殖场内光照强度的光照传感器、用于采集粉尘含量的微粒传感器以及用于采集不同传感节点处的光照强度的光照传感器，所述温湿度一体化传感器、气体传感器、光照传感器、微粒传感器和光照传感器均与信号调理电路上下互相交互数据，信号调理电路与A/D转换模块上下互相交互数据，A/D转换模块与第一微处理器上下互相交互数据，第一微处理器的输入输出端分别与第一无线通信模块、串口通信模块和存储器相连。
所述发送模块包括用于与探测器通信的第二无线通信模块，其输入输出端通过第一接口与第二微处理器的第一输入输出端相连，第二微处理器的第二输入输出端配置接口，第二微处理器的第三输入输出端通过第二接口与远程通讯模块双向通信，第二微处理器的输入端接键盘，第二微处理器的输出端与LED显示模块的输入端相连。所述第一微处理器和第二微处理器均采用多通道处理芯片。
监控方法包括下列顺序的步骤：
(1)上电后系统初始化，客户端发送采集命令，转发节点接收到采集指令，读取指令信息，指令信息包括节点编号以及要采集的参数，并将该指令信息发送至相应编号的传感节点；
(2)传感节点接收到采集指令后，各传感器采集相应的、空气温湿度、光照、PM和风速数据，参数信息采集完成后上传至发送模块；
(3)发送模块将接收到的环境信息数据通过物联网传送到远程的服务器端进行存储；
(4)用户通过PC机或者移动终端查看环境信息数据并作出相应的控制。
在探测器中，存储器进行对传感节点的传感器采集规则进行多级配置；第一无线通信模块负责将环境信息数据传送到发送模块；在发送模块中，所述第二无线通信模块接收探测器传送的实时环境数据，键盘可以对传感节点采样周期进行设置，LED显示模块对当前的采集数据进行显示，远程通讯模块负责将环境信息数据通过蜂窝网远程传输到服务器端。农户可以通过WEB端即PC机或者移动终端来进行当前环境信息数据的查询并根据生产实践经验结合当前环境数据进行分析并做出相应的控制操作。
多通道处理芯片内部具有供电监控器、电压调节器等电源管理模块，并且支持低功耗模式，采用2.0-3.6V为内核和I/O引脚供电，其中VDD(2.0-3.6V)提供I/O引脚与内部调压器的供电；VDDA(2.0-3.6V)为ADC、复位模块、RC振荡器和PLL的模拟部分提供供电。
GPRS是通用分组无线服务技术的简称，通常被描述成为2.5G，它利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递；物联网主要包括GPRS骨干网、GGSN、SGSN、本地位置寄存器HLR、移动交换中心、移动台、分组数据网络等；数据速率可以高达114Kbps，完全满足山林养殖场环境监测系统的需要。
各个传感器采集的信号值经过信号调理电路进行相应的流压转换、滤波调整，再由第一微处理器经过A/D转换模块进行采集。最终将采集的参数值经过第一无线通信模块传送到发送模块。串口通信模块用来将外部配置好的传感器数据写入芯片的存储器中，存储器中存储着传感节点的初始化信息。
发送模块的第二无线通信模块与传感节点的第一无线通信模块进行通信，既可以接受来自发送模块第二微处理器的采集指令，同时又能够将探测器上报的环境数据上报给发送模块中第二微处理器。远程通讯模块负责将采集的环境数据传送到远程的服务器端，通讯通过串口完成。键盘可以通过人工的设置来确定采集的周期，精度、阈值报警信息，LED显示模块可以显示当前所测节点的环境信息。
综上所述，本发明通过探测器中的温湿度一体化传感器、光照传感器、气体传感器、微粒传感器等采集山林养殖场环境中的相关数据信息；通过通信模块将数据传输到发送模块；发送模块根据键盘的预先设置，显示当前的环境信息，并通过配置的远程通讯模块将环境信息数据转发到远程的服务器端，用户可以在客户端进行查询当前的环境信息数据，并根据养殖场的正常环境参数信息标准，对山林养殖场环境进行监控。本发明设计节省人力、能够优化控制，对山林养殖场的生产具有很好的监管作用。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (5)

1.一种基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测系统，包括环境状态收集装置，环境状态收集装置由实时采集环境信息数据的多个探测器和实时显示环境数据并将数据转发至服务器端的发送模块组成，探测器与发送模块通过无线通信方式双向通信，发送模块与服务器端通过物联网双向通信，服务器端与客户端上下互相交互数据，所述探测器包括用于采集养殖场环境中温度和湿度指标的温湿度一体化传感器、用于采集养殖场异常气体含量的气体传感器、用于采集养殖场内光照强度的光照传感器、用于采集粉尘含量的微粒传感器以及用于采集不同传感节点处的光照强度的光照传感器，所述温湿度一体化传感器、气体传感器、光照传感器、微粒传感器和光照传感器均与信号调理电路上下互相交互数据，信号调理电路与A/D转换模块上下互相交互数据，A/D转换模块与第一微处理器上下互相交互数据，第一微处理器的输入输出端分别与第一无线通信模块、串口通信模块和存储器相连。
2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测系统，其特征在于：所述发送模块包括用于与探测器通信的第二无线通信模块，其输入输出端通过第一接口与第二微处理器的第一输入输出端相连，第二微处理器的第二输入输出端配置接口，第二微处理器的第三输入输出端通过第二接口与远程通讯模块双向通信，第二微处理器的输入端接键盘，第二微处理器的输出端与LED显示模块的输入端相连。
3.根据权利要求2所述的基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测系统，其特征在于：所述第一微处理器采用多通道处理芯片。
4.根据权利要求3所述的基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测系统，其特征在于：所述第二微处理器采用多通道处理芯片。
5.根据权利要求1所述的基于物联网技术的山林养殖场环境智能监测系统，其特征在于：所述客户端包括PC机和移动终端。
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