CN109634188A - 基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法 - Google Patents

基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法 Download PDF

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石志成
孙千雅
高海涛
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Abstract

基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法，系统共包括Zigbee终端节点、Zigbee路由器，Zigbee协调器和LoRa无线网关四类模块；所述Zigbee路由器主要负责对信息的转发，以便发给Zigbee协调器；所述Zigbee终端节点通过监测模块实现对灭虫灯的感知，各Zigbee终端节点每间隔一段时间就将灭虫灯的开关情况，经Zigbee路由器转发给Zigbee协调器，Zigbee协调器收集所有信息，Zigbee协调器分时段对所有灭虫灯进行远程控制，Zigbee协调器接有Lora数据传输模块，并将收集来的监测数据经lora模块发送给Lora无线网关；LoRa无线网关将数据上传至物联网云平台，在物联网云平台注册账号实现灭虫灯系统的管理。

Description

基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法
技术领域
本发明涉及照明控制技术领域，特别涉及一种基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法。
背景技术
LoRa(Long Range，远距离)是一种调制技术，与同类技术相比，LoRa技术具有远距离(可达十几公里，城市1～2公里,郊区可达20km)、低功耗(电池寿命长)、多节点(连接节点可达100万个)、低成本的特性。传输速率0.3～50kbps。Lora为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。
ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。其作用距离一般300m以内，一般应用于户内场景，户外也有,小范围传感器应用。理论250kps，实际一般小于100kbps
两种技术，都工作在全球免费频段运行，Lora包括433、868、915MHz等,Zigbee主要工作在2.4GHz。
ZigBee技术与LoRa技术相比，传输速率更高，但传输距离短，功率较高，一般终端节点使用时间：理论约2年/AA电池。成本较低。
而LoRa技术传输速率低，但传输距离远，功率低，一般终端节点使用时间：理论约10年/AA电池。成本较高。
结合两种技术的优势，可以实现大面积农田灭虫灯的控制。
发明内容：
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下方案：
基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法，其特征在于：该方法具体为基于Lora和Zigbee为核心的农田灭虫灯控系统；
系统共包括Zigbee终端节点、Zigbee路由器，Zigbee协调器和LoRa无线网关四类模块；
将一片农田分为若干区域一，一片农田内设有一个LoRa无线网关，每块区域一内设有一个Zigbee协调器，再将区域一分割成若干区域二，每块区域二内设有一个Zigbee路由器，将区域二分割成若干区域三，每块区域三内设有一个Zigbee终端节点；
所述Zigbee终端节点采用Zigbee CC2530单片机，所述Zigbee协调器是系统的总控中心；所述Zigbee路由器主要负责对区域二的信息的转发，以便发给Zigbee协调器；所述Zigbee终端节点通过监测模块实现对区域三环境的感知，各Zigbee终端节点每间隔一段时间就将各区域三的灭虫灯的开关情况，经Zigbee路由器转发给Zigbee协调器，Zigbee协调器收集所有信息，Zigbee协调器对区域一内的所有的灯进行远程控制，Zigbee协调器接有Lora数据传输模块，并将收集来的监测数据经lora模块发送给Lora无线网关；LoRa无线网关的将数据上传至物联网云平台，在物联网云平台注册账号实现灭虫灯系统的管理。
Zigbee终端节点主要包含灭虫灯的灯光检测模块，灯控模块，虫盒检测模块，步进电机控制门阀模块。
所述的灭虫灯的灯光检测模块定时采集灯光检测模块的数据，如果灭虫灯开启后，没有检测到灭虫灯灯光，即灭虫灯有故障时，将故障数据以及终端节点编号上传至协调器；
所述灯控模块接收协调器指令，开启或关闭灭虫灯；
所述虫盒检测模块，灭虫灯每次启动后会检测虫盒是否满，如果虫盒已满，终端节点会打开虫盒底部的步进电机门阀，将虫体放出，然后关闭门阀。
Zigbee协调器内设有万年历模块，协调器收集农田内的灭虫灯情况，并将万年历的时间信息读取并通知所有Zigbee终端节点，然后分时段管理灭虫灯。
Zigbee协调器上设有紧急开启、紧急关闭按键，实用紧急开启、紧急关闭。
Zigbee协调器上设有显示模块，收集农田内的灭虫灯情况，并循环显示。
本发明的有益效果在于：
农田灭虫灯是一种物理防治为核心的无公害害虫防治方法，但大面积农田的灭虫灯数量众多，人工控制费事、费力，不宜实现。基于Zigbee和Lora技术的无线农田灭虫灯系统，可以实现：1、灭虫灯的定时开启和关闭(如下午六点开启，早晨五点关闭)，节能、高效；2、灭虫灯终端节点还可以定时检测灭虫灯是否有故障，如有故障，灭虫灯终端节点会将地址信息上传至物联网云平台，用户可以通过计算机或手机终端读取数据，派技术人员到指定位置进行维护修理,而无需人工大面积的逐一排查有故障的灭虫灯，有效减少灭虫灯系统的用工成本；3、终端节点的灭虫灯每次启动时还可以自动检测虫盒是否已装满，如果装满，会启动虫盒底部的步进电机控制门阀，将虫体排出，然后关闭虫盒，正常工作。无需人员定期去清理虫盒。
附图说明：
图1为系统总体模块分布图；
图2为终端节点结构框图；
图3为协调器模块结构框图。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
如图1，基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法，该方法具体为基于Lora和Zigbee为核心的农田灭虫灯控系统；
系统共包括Zigbee终端节点1、Zigbee路由器2，Zigbee协调器3和LoRa无线网关4四类模块；
将一片农田5分为2块区域一6，一片农田内设有一个LoRa无线网关，每块区域一内设有一个Zigbee协调器，再将区域一分割成2块区域二7，每块区域二内设有一个Zigbee路由器，将区域二分割成3块区域三8，每块区域三内设有一个Zigbee终端节点；
Zigbee终端节点采用Zigbee CC2530单片机，所述Zigbee协调器是系统的总控中心；所述Zigbee路由器主要负责对区域二的信息的转发，以便发给Zigbee协调器；所述Zigbee终端节点通过监测模块实现对区域三环境的感知，各Zigbee终端节点每间隔一段时间就将各区域三的灭虫灯的开关情况，经Zigbee路由器转发给Zigbee协调器，Zigbee协调器收集所有信息，Zigbee协调器对区域一内的所有的灯进行远程控制，Zigbee协调器接有Lora数据传输模块，并将收集来的监测数据经lora模块发送给Lora无线网关；LoRa无线网关的将数据上传至物联网云平台9，在物联网云平台注册账号实现灭虫灯系统的管理。
如图2，Zigbee终端节点1采用Zigbee CC2530单片机，主要包含灭虫灯的灯光检测模块11，灯控模块12，虫盒检测模块13，步进电机控制门阀模块14。
所述的灭虫灯的灯光检测模块定时采集灯光检测模块的数据，如果灭虫灯开启后，没有检测到灭虫灯灯光，即灭虫灯有故障时，将故障数据以及终端节点编号上传至协调器；
所述灯控模块接收协调器指令，开启或关闭灭虫灯；
所述虫盒检测模块，灭虫灯每次启动后会检测虫盒是否满，如果虫盒已满，终端节点会打开虫盒底部的步进电机门阀，将虫体放出，然后关闭门阀。
如图3，Zigbee协调器3内设有万年历模块32，协调器收集农田内的灭虫灯情况，并将万年历的时间信息读取并通知所有Zigbee终端节点，然后分时段管理灭虫灯。
Zigbee协调器上设有紧急开启33、紧急关闭按键34，实用紧急开启、紧急关闭。
Zigbee协调器上设有显示模块35，收集农田内的灭虫灯情况，并循环显示。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法，其特征在于：该方法具体为基于Lora和Zigbee为核心的农田灭虫灯控系统；
系统共包括Zigbee终端节点、Zigbee路由器，Zigbee协调器和LoRa无线网关四类模块；
将一片农田分为若干区域一，一片农田内设有一个LoRa无线网关，每块区域一内设有一个Zigbee协调器，再将区域一分割成若干区域二，每块区域二内设有一个Zigbee路由器，将区域二分割成若干区域三，每块区域三内设有一个Zigbee终端节点；
所述Zigbee终端节点采用Zigbee CC2530单片机，所述Zigbee协调器是系统的总控中心；所述Zigbee路由器主要负责对区域二的信息的转发，以便发给Zigbee协调器；所述Zigbee终端节点通过监测模块实现对区域三环境的感知，各Zigbee终端节点每间隔一段时间就将各区域三的灭虫灯的开关情况，经Zigbee路由器转发给Zigbee协调器，Zigbee协调器收集所有信息，Zigbee协调器对区域一内的所有的灯进行远程控制，Zigbee协调器接有Lora数据传输模块，并将收集来的监测数据经lora模块发送给Lora无线网关；LoRa无线网关的将数据上传至物联网云平台，在物联网云平台注册账号实现灭虫灯系统的管理。
2.根据权利要求1中所述的基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法，其特征在于：Zigbee终端节点主要包含灭虫灯的灯光检测模块，灯控模块，虫盒检测模块，步进电机控制门阀模块；
所述的灭虫灯的灯光检测模块定时采集灯光检测模块的数据，如果灭虫灯开启后，没有检测到灭虫灯灯光，即灭虫灯有故障时，将故障数据以及终端节点编号上传至协调器；
所述灯控模块接收协调器指令，开启或关闭灭虫灯；
所述虫盒检测模块，灭虫灯每次启动后会检测虫盒是否满，如果虫盒已满，终端节点会打开虫盒底部的步进电机门阀，将虫体放出，然后关闭门阀。
3.根据权利要求1中所述的基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法，其特征在于：Zigbee协调器内设有万年历模块，协调器收集农田内的灭虫灯情况，并将万年历的时间信息读取并通知所有Zigbee终端节点，然后分时段管理灭虫灯。
4.根据权利要求1中所述的基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法，其特征在于：Zigbee协调器上设有紧急开启、紧急关闭按键，实用紧急开启、紧急关闭。
5.根据权利要求1中所述的基于Lora和Zigbee技术的一种农田灭虫灯的一种控制方法，其特征在于：Zigbee协调器上设有显示模块，收集农田内的灭虫灯情况，并循环显示。
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