CN108234558A - 一种基于LoRa技术的农业大棚智能监控方法 - Google Patents

一种基于LoRa技术的农业大棚智能监控方法 Download PDF

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张方
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Abstract

本发明公开了一种基于LoRa技术的农业大棚智能监控方法，本发明解决了现有的GPRS无线通信方式的农业大棚监控系统的缺点，同时也实现对环境数据的在线实时采集，并能对收集的数据进行分析，实时采取措施进行处理，实现在无人值守的情况下远程监控农业大棚运行，改变大棚内环境参数，让大棚内的农作物少受或者不受恶劣天气的影响，大大增加农作物产量，提高了蔬菜水果种植的经济和社会效益。

Description

一种基于LoRa技术的农业大棚智能监控方法
技术领域
本发明涉及一种物联网无线通信技术在农业大棚监控中的应用方法。
背景技术
近年来，农业大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、土壤湿度、二氧化碳浓度等环境因素对作物的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因素自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵，不适合国情。
针对目前农业大棚发展的趋势，提出了一种农业大棚智能监控的方法。根据大棚监控的特殊性，需要传输大棚现场参数给管理者，并把管理者的命令下发到现场执行设备，同时又要使上级部门可随时通过互联网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。基于LoRa技术的农业大棚智能监控方法使这些成为可能。
发明内容
农业大棚智能监控方法集传感器、自动化控制、通讯、计算等技术于一体，通过用户自定义作物生长所需的适宜环境参数，搭建智能化软硬件平台，实现对农业大棚中温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等参数的自动监测和控制。
农业大棚智能监控方法可以模拟基本的生态环境，如温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等，以适应不同生物生长繁育的需要，它由智能监控单元组成，按照预设值，精确的测量大棚内的气候、土壤等参数，并利用手动、自动两种方式启动或关闭不同的执行结构(喷灌、湿帘水泵及风机、通风系统等)，程序所需的数据都是通过各类传感器实时采集的。
该方法的使用，可以为植物提供一个理想的生长环境，并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善大棚气候、减少病虫害、增加作物产量等作用。
主要组成部分：数据采集部分、数据传输部分、数据管理部分。
1.数据采集(农业大棚硬件设备)：传感器和控制设备：温湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器、土壤湿度传感器、喷灌电磁阀、风机、遮阳幕等；
2.数据传输(数据通信网络)：采用LoRa技术传输数据，系统无需布线，构建简单、快捷、稳定；
3.数据管理(监控中心)：
硬件主要包括：工作站电脑、云服务器；
软件主要包括：操作系统软件、数据中心软件、数据库软件、农业大棚智能监控系统平台(采用B/S架构，可以支持在广域网进行浏览查看)、防火墙软件。
主要功能：
1.数据监测功能
监测各农业大棚温湿度、二氧化碳、光照等参数。
监测各农业大棚喷灌电磁阀、风机、遮阳幕的工作状态。
监测各农业大棚报警信息。
2.远程控制功能
远程控制各农业大棚喷灌电磁阀、风机、遮阳幕的启停工作。
远程切换各农业大棚喷灌电磁阀、风机、遮阳幕的控制模式。
3.报警功能
农业大棚温湿度、二氧化碳、光照超过预设值告警。
市电停电、开箱告警。
4.数据存储
定时存储各种监测数据。
记录事件报警信息及当时监测数据。
记录各种操作信息及当时监测数据。
5.信息查询
可以进行所有监测信息查询。
可以进行所有事件报警信息查询。
可以进行所有操作信息查询。
6.数据报表
将监测数据、报警数据生成报表，数据可以导出，支持打印输出。
7.人机界面
所有农业大棚实时监测数据在同一界面上显示，可以同屏显示多个农业大棚数据，也可以切换成单个农业大棚数据显示。
8.曲线数据
自动生成各农业大棚的温湿度、二氧化碳、光照的历史曲线，可以查看历史数据库中任意农业大棚、任意时段的历史曲线。历史曲线即可分列显示，也可并列显示，方便比较不同农业大棚环境状态。
9.权限管理
对不同的操作使用者授予不同的使用权限。
10.扩展
可以任意增加、减少所监控的农业大棚。
可以增加、修改、删除软件功能模块。
预留与其他系统的通讯接口。
实用性：农业大棚地理位置分散，因此采用覆盖广泛的LoRa技术，必要时采用高增益天线，可确保网络的正常运行；
实时性：采用LoRa通信技术，建立清晰合理的架构，可以实现多线程的远程并发通信，在几秒时间内，可以让成百上千台的监控终端实时传送到监控中心进行集中监视和远程调度，实现故障信息的及时报警；可扩充性：预留接口，可以进行软硬件模块的无限扩展，便于长期的升级和维护，延长系统的寿命，通过更新部件，能让系统一直存在下去，而不至于整个系统瘫痪，造成大量的投资损失；
易维护性：可对监控终端执行相应的远程操作命令，包括远程参数设置、远程控制、远程数据抄收、监控终端复位、升级等；
操作简易性：系统功能完善，模块化、图形化设计，全过程全中文帮助，操作简单方便。
附图说明
附图1为本发明的示意图。
具体实施方式
在农业大棚内的不同位置安装不同类型的传感器来采集空气温湿度、土壤湿度、光照度、二氧化碳浓度等数据，再通过LoRa通信模块和LoRa基站，回传数据至云端的监控服务器，即可使用web管理后台和手机客户端方便地查看监控项目并接收告警信息。

Claims (1)

1.一种基于LoRa技术的农业大棚智能监控方法，其特征是在农业大棚内的不同位置安装不同类型的传感器来采集空气温湿度、土壤湿度、光照度、二氧化碳浓度等数据，再通过LoRa通信模块和LoRa基站，回传数据至云端的监控服务器，即可使用web管理后台和手机客户端方便地查看监控项目并接收告警信息。
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