CN108573298B - 一种温室生产管理信息交互标签及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种温室生产管理信息交互标签，包括：下盖、电路板、上盖、紧固组件、密封槽、太阳能板、太阳能板输出接口、电源处理电路、探针、温度感知探头、土壤含水量感知环、无线充电天线、接口、第一电路板接口、第二电路板接口、锂电池、探针连接口、Lora无线传输芯片组天线、Lora无线传输芯片组天线与Lora无线传输芯片组接口、蓝牙SOC芯片、Lora无线传输芯片组、能源采集芯片组、二氧化碳传感器、对外有线通讯芯片、上盖透气孔及固定孔位。本发明实施例还提供了一种温室生产管理系统，采用上述标签实现温室生产管理。本发明可以对温室生产经营进行更为高效的管理。
Description
技术领域
本发明实施例涉及农业生产信息技术领域，尤其涉及一种温室生产管理信息交互标签及系统。
背景技术
实现温室生产的高产、高效，一方面要有工程技术的支撑，另一方面还要有先进的种植与生产信息管理技术保障。
环境监测方面，采用环境采集装置(传感器)获取数据信息，偏向与温室生产过程中环境控制管理。基于物联网的农产品生产管理控制系统提出布置在农产品温室内的生产环境采集装置，布置在农产品温室外的气象环境采集装置，布置在农产品温室内外的视频监测装置，与所述生产环境采集装置、气象环境采集装置、视频监测装置均相连的环境综合控制系统和虫害预警监控系统以及与所述环境综合控制系统和虫害预警监控系统均相连的信息发布系统。基于Android平台的智能温室管理系统及其方法采用移动设备通过WiFi方式，温室内外气象数据的比较和分析以及对温室内风机、移动喷灌、遮幕、天窗、灯光和加湿器等机构的远程控制，从而实现远程便携式的温室管理。也有采用不同传感器用于温室生产其它阶段，例如：一种智能农业管理系统除了在植准备阶段、种植培育、种植生长阶段对生产管理，在在收获阶段：在农产品运输车辆安装传感器，传感器对车辆的位置、温度和湿度进行检测，控制中心根据车辆位置、载荷、温度和湿度信息，对农产品运输车辆进行管理。实现提高农业生产效率和精细管理的优点。
溯源、农事信息管理为主导的管理设备与方法。田间溯源信息记录装置不仅可用于农产品溯源的源头信息记录牌，也可用于温室或农田的种植标示牌。蔬菜农事信息感知系统可完成蔬菜产业链中重要信息的现场录入、现场查询、RFID标签读写及标签打印等功能，便于实现蔬菜产业链无处不在信息的采集和查询。果蔬类农产品农事信息采集与安全生产管理方法及系统以GAP为参考,以无公害、绿色、有机标准为依据，以PDA和智能手机为载体，构建了果蔬类农产品生产操作提示模型，开发了基于便携式终端的掌上农事信息采集系统和基于B/S架构的果蔬类农产品安全生产管理系统。
现有技术中存在一些问题。首先，标签功能单一，易形成应用孤岛，信息不互通，管理成本增加。温室生产中涉及业务很多，具体包括生产过程环境监测调控、劳动力管理、农业资源监测、农业资源规划、作物生产精细管理、农产品安全检测与溯源等，很多处于独立系统存在，每个系统都会配对应的软硬件设备，无法实现资源和服务的有效共享，导致信息系统、软硬件设备利用率低下、农产品品质不高等问题；
其次，已有标签大都为单方读写，交互能力弱，对应用人员要求高。已有方案为移动设备或PC对标签进行读写，但标签没有主动与外界沟通能力，更多是生产者和管理者之间衔接，而忽略消费者与生产的关系，限制标签应用场景，难以拓展标签的业务功能；
最后，温室生产管理中很少把劳动力、消费者纳入管理系统中，同时农事操作效果难以监管，更多偏向于生产过程的材料、方法等统计管理，而未考虑到劳动者和消费者在其中发挥的作用。
因此，找到一种能够在温室生产管理中具备较强信息交互能力，并能够将消费者和劳动力纳入管理体系的标签，并以此为基础形成温室生产管理信息交互系统，就成为业界亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种温室生产管理信息交互标签及系统。
一方面，本发明实施例提供了一种温室生产管理信息交互标签，包括：下盖、电路板、上盖、紧固组件、密封槽、太阳能板、太阳能板输出接口、电源处理电路、探针、温度感知探头、土壤含水量感知环、无线充电天线、接口、第一电路板接口、第二电路板接口、锂电池、探针连接口、Lora无线传输芯片组天线、Lora无线传输芯片组天线与Lora无线传输芯片组接口、蓝牙SOC芯片、Lora无线传输芯片组、能源采集芯片组、二氧化碳传感器、对外有线通讯芯片、上盖透气孔及固定孔位。
电路板通过紧固组件固定，上盖和下盖通过安装在密封槽的密封圈旋转挤压固定一体；太阳能板安装在下盖背面，太阳能板输出接口通过下盖的开口连接到电路板的电源处理电路上，探针通过旋转与密封圈固定在下盖下部，用于插入地下，温度感知探头和土壤含水量感知环安装在探针的内部，通过线缆连接到第一电路板接口；无线充电天线位于下盖内部，通过接口与第二电路板接口连接，下盖内部安装锂电池连接到电源处理电路为整个标签提供能源；探针连接口用于连接探针；Lora无线传输芯片组天线用于传输信号；Lora无线传输芯片组天线与Lora无线传输芯片组接口用于连接Lora无线传输芯片组天线与Lora无线传输芯片组；蓝牙SOC芯片与Lora无线传输芯片组、能源采集芯片组、温度感知探头、二氧化碳传感器、对外有线通讯芯片及电源处理电路进行数据交互；上盖开有上盖透气孔，所述上盖透气孔与二氧化碳传感器对应，方便测量外部环境；下盖上部有固定孔位用于现场应用悬挂安装。
另一方面，本发明实施例提供了一种温室生产管理系统，包括：
上述温室生产管理信息交互标签、服务器、无线网关、云服务器、用户终端及温室园区；温室生产管理信息交互标签安装在所述温室园区里，通过无线网关与所述服务器进行信息交互；温室生产管理信息交互标签还用于与所述用户终端进行信息交互；所述服务器，用于与所述云服务器进行信息交互，并通过所述云服务器与外界进行信息交互，然后将从外界获取的信息与温室生产管理信息交互标签进行信息交互。
本发明实施例提供了一种温室生产管理信息交互标签及系统，通过在温室生产管理信息交互标签引入信息采集及交互功能，并将标签与服务器与终端进行通讯连接，形成了一套温室生产管理的系统，可以对温室生产经营进行更为高效的管理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中温室生产管理信息交互标签的结构示意图；
图2是本发明实施例中温室生产管理信息交互标签的功能示意图；
图3是本发明实施例中温室生产管理信息交互标签提供的信息示意图；
图4是本发明实施例中温室生产管理系统示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种温室生产管理信息交互标签及系统。参见图1，图1是本发明实施例中温室生产管理信息交互标签的结构示意图，包括：
下盖117、电路板106、上盖124、螺丝104、安装孔位113、密封槽115、太阳能板111、太阳能板输出接口112、电源处理电路108、探针121、温度感知探头122、土壤含水量感知环123、无线充电天线118、电路板接口101、接口114、电路板接口110、锂电池119、探针连接口120、Lora无线传输芯片组天线125、Lora无线传输芯片组天线与Lora无线传输芯片组接口126、蓝牙SOC芯片109、Lora无线传输芯片组107、能源采集芯片组105、二氧化碳传感器102、RS485芯片103(即对外有线通讯芯片)、上盖透气孔127及固定孔位116；其中，螺丝104与安装孔位113构成紧固组件；探针121为顶部尖状中空探针；温度感知探头122与二氧化碳传感器102构成空气传感器。
电路板106通过螺丝104与安装孔位113(两者构成紧固组件)固定，上盖124和下盖117通过安装在密封槽115的密封圈旋转挤压固定一体；太阳能板111(0.5W)安装在下盖117背面，太阳能板输出接口112通过下盖117的开口连接到电路板106的电源处理电路108上，探针121通过旋转与密封圈固定在下盖117下部，用于插入地下，温度感知探头122和土壤含水量感知环123安装在探针121的内部，通过线缆连接到电路板接口101；无线充电天线118位于下盖117内部，通过接口114与电路板接口110连接，下盖117内部安装锂电池119连接到电源处理电路108为整个标签提供能源；探针连接口120用于连接探针；Lora无线传输芯片组天线125用于传输信号；Lora无线传输芯片组天线与Lora无线传输芯片组接口126用于连接Lora无线传输芯片组天线125与Lora无线传输芯片组107；蓝牙SOC芯片109与Lora无线传输芯片组107、能源采集芯片组105、温度感知探头122、二氧化碳传感器102、RS485芯片103及电源处理电路108进行数据交互；上盖124开有上盖透气孔127，所述上盖透气孔127与二氧化碳传感器102对应，方便测量外部环境；下盖117上部有固定孔位116用于现场应用悬挂安装。
温室生产管理信息交互标签可以通过探针121插入地表、通过固定孔位116悬挂、通过接口114与设备连接或直接粘贴在设备上。
参见图2，图2是本发明实施例中温室生产管理信息交互标签的功能示意图，包括：
无线充电及锂电池201、铁电存储器202、能源采集芯片组203、RS485芯片204、土壤含水量感知环205、电源处理电路206、蓝牙SOC芯片207、二氧化碳传感器208、温度感知探头209、NFC天线210及Lora无线传输芯片组211。
蓝牙SOC芯片207(具体可以为nRF52系列)用于提供低功耗蓝牙、NFC接入功能(该功能通过NFC天线210实现)，同时为标签提供蓝牙SOC芯片207上的资源；
温度感知探头209及二氧化碳传感器208用于测量环境参数；
RS485芯片204与温室设备通讯连接，用于获取设备的参数；
能源采集芯片组203用于测量控制设备电流消耗；
土壤含水量感知环205及温度感知探头209用于获取栽培区域的土壤或基质的信息；
电源处理电路206用于获取太阳能板提供的电能，同时还与蓝牙SOC芯片207连接，用于测量光照参数；
无线充电及锂电池201为标签提供电源；
铁电存储器202(具体可以为FM24CL512)用于存储信息参数，为标签提供快速、安全、稳定的存储方案；
Lora无线传输芯片组211用于与服务器的无线网关进行连接进行数据传输。
参见图3，图3是本发明实施例中温室生产管理信息交互标签提供的信息示意图，包括：
所述标签用于获取环境信息，包括：空气温湿度、二氧化碳浓度、光照、土壤/基质温度及土壤含水量；
所述标签用于与水肥、采摘或环控设备配合获取相应信息，主要可以获取设备运行、电能、参数(功率监测)等信息，如与采摘设备结合可以获取采摘重量、时间、品质等信息，与风机连接可以获取风机开关时间、能耗信息；
所述标签用于录入种植及劳动力信息，包括：工作状态、工作分配、工作指引、已完成工序、农作事故反馈、病虫害反馈、工时、效率、农资记录及农资信息；
上述信息均为提供给生产者的信息。
所述标签用于为消费者提供信息，包括：位置信息(标签位置)、栽培信息、用肥用药信息、价格信息、园区品种信息及品质信息；
所述标签用于为管理者提供信息，包括：宏观校对能耗(能源管理)、成本估算评估、人力资源管理分配(劳动力管理)、环境预警、病虫害入侵情况、生产调度、种植计划调整及设备管理维护信息；
所述标签用于为服务器提供信息，包括：生长特性(即品种生长特性)、栽培方式、能源材料数据及环境设备数据信息。其中，环境设备数据信息包括：生长环境数据、预测采收期、预测产量、工作表工序及人力物力核算。
参见图4，图4是本发明实施例中温室生产管理系统示意图，包括：
塑料大棚401、单独使用的温室生产管理信息交互标签402、配合使用的温室生产管理信息交互标签403、控制柜404、日光温室405、农户或雇工终端406、服务器407、无线网关408、云服务器409、行政监管者终端410、线上消费者终端411、采摘设备412、连栋温室413、风机设备414、灌溉控制设备415及观光消费者终端416；
单独使用的温室生产管理信息交互标签402及配合使用的温室生产管理信息交互标签403安装在所述温室园区里，通过无线网关408与服务器407进行信息交互；
单独使用的温室生产管理信息交互标签402或配合使用的温室生产管理信息交互标签403还用于与观光消费者终端416、农户或雇工终端406进行信息交互；
服务器407，用于与云服务器409进行信息交互，并通过云服务器409与外界进行信息交互，然后将从外界获取的信息与单独使用的温室生产管理信息交互标签402或配合使用的温室生产管理信息交互标签403进行信息交互。
单独使用的温室生产管理信息交互标签402及配合使用的温室生产管理信息交互标签403具有相同的硬件，区别是配合使用的温室生产管理信息交互标签403的能源采集、RS485芯片与其他设备如控制柜404、采摘设备412、灌溉控制设备415、风机设备414等可以配合使用(如交换信息等)。单独使用的温室生产管理信息交互标签402或配合使用的温室生产管理信息交互标签403主要温室园区(日光温室405、塑料大棚401、连栋温室413)里安装使用，也可以用在其他需要监控数据记录环节应用，比如运输、称重、包装、育苗等。
单独使用的温室生产管理信息交互标签402及配合使用的温室生产管理信息交互标签403均采用Lora无线传输方式连接到服务器407的无线网关408，园区管理者通过服务器407对全区生产、设备、人力等进行统一管理。同时相关数据传输到云服务器409中提供云服务，行政监管者终端410(行政监管者使用)或线上消费者终端411(线上消费者使用)都能够通过云服务器409，农户/雇工通过农户或雇工终端406，与现场安装的单独使用的温室生产管理信息交互标签402或配合使用的温室生产管理信息交互标签403进行信息交互，通过NFC快速连接到蓝牙网络中，读取或写入数据。观光消费者通过观光消费者终端416的蓝牙Ibeacon功能动态获取每个栽培区域或设备的农事、定位、基础等信息，为采摘、观光者提供更好的数据服务。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种温室生产管理信息交互标签，其特征在于，包括：
下盖、电路板、上盖、紧固组件、密封槽、太阳能板、太阳能板输出接口、电源处理电路、探针、温度感知探头、土壤含水量感知环、无线充电天线、接口、第一电路板接口、第二电路板接口、锂电池、探针连接口、Lora无线传输芯片组天线、Lora无线传输芯片组天线与Lora无线传输芯片组接口、蓝牙SOC芯片、Lora无线传输芯片组、能源采集芯片组、二氧化碳传感器、对外有线通讯芯片、上盖透气孔及固定孔位；
电路板通过紧固组件固定，上盖和下盖通过安装在密封槽的密封圈旋转挤压固定一体；太阳能板安装在下盖背面，太阳能板输出接口通过下盖的开口连接到电路板的电源处理电路上，探针通过旋转与密封圈固定在下盖下部，用于插入地下，温度感知探头和土壤含水量感知环安装在探针的内部，通过线缆连接到第一电路板接口；无线充电天线位于下盖内部，通过接口与第二电路板接口连接，下盖内部安装锂电池连接到电源处理电路为整个标签提供能源；探针连接口用于连接探针；Lora无线传输芯片组天线用于传输信号；Lora无线传输芯片组天线与Lora无线传输芯片组接口用于连接Lora无线传输芯片组天线与Lora无线传输芯片组；蓝牙SOC芯片与Lora无线传输芯片组、能源采集芯片组、温度感知探头、二氧化碳传感器、对外有线通讯芯片及电源处理电路进行数据交互；上盖开有上盖透气孔，所述上盖透气孔与二氧化碳传感器对应，方便测量外部环境；下盖上部有固定孔位用于现场应用悬挂安装；
所述对外有线通讯芯片与温室设备通讯接口连接，用于获取设备的参数；
所述标签用于录入种植及劳动力信息，所述种植及劳动力信息包括：工作状态、工作分配、工作指引、已完成工序、农作事故反馈、病虫害反馈、工时、效率、农资记录及农资信息；
所述标签用于为消费者提供信息或从消费者处获取信息，所述信息包括：标签位置、栽培、用肥用药、价格、园区品种及品质信息；
所述标签用于为管理者提供信息，所述信息包括：宏观校对能耗、成本估算、人力资源管理分配、环境预警、病虫害入侵情况、生产调度、种植计划调整及设备管理维护信息。
2.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述探针为顶部尖状中空探针。
3.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述蓝牙SOC芯片用于提供低功耗蓝牙、NFC接入功能，同时为标签提供蓝牙SOC芯片上的资源；
所述温度感知探头及二氧化碳传感器用于测量环境参数；
所述能源采集芯片组用于测量控制设备电流消耗；
所述土壤含水量感知环及温度感知探头用于获取栽培区域的土壤或基质的信息；
所述电源处理电路用于获取所述太阳能板提供的电能，同时还与所述蓝牙SOC芯片连接，用于供电处理；
所述锂电池及无线充电天线为标签提供电源。
4.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述标签用于获取环境信息，所述环境信息包括空气温湿度、二氧化碳浓度、光照及土壤温湿度。
5.根据权利要求1所述的标签，其特征在于，所述标签用于与水肥设备、采摘设备或环控设备配合获取相应信息。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的标签，其特征在于，所述标签的安装方法包括：
所述标签通过探针插入地表、通过固定孔位悬挂、通过接口与设备连接或粘贴在设备上。
7.一种温室生产管理系统，其特征在于，包括：
权利要求1至6任一权利要求所述的标签、服务器、无线网关、云服务器、用户终端及温室园区；
所述权利要求1至6任一权利要求所述的标签安装在所述温室园区里，通过无线网关与所述服务器进行信息交互；
所述权利要求1至6任一权利要求所述的标签还用于与所述用户终端进行信息交互；
所述服务器，用于与所述云服务器进行信息交互，并通过所述云服务器与外界进行信息交互。
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