CN110083094A - 一种基于云计算的农业物联网智能管控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于云计算的农业物联网智能管控系统及方法，涉及农业物联网智能管控技术领域，包括：数据采集模块、网关模块、继电器控制模块、服务器模块和手机APP客户端模块，所述数据采集模块、继电器控制模块和服务器模块均与所述网关模块无线通信连接，所述手机APP客户端模块与所述服务器模块通过无线通信连接；本发明实施例提供了一种基于云计算的农业物联网智能管控系统及方法，通过将物联网技术与手机APP客户端相结合的方式，实现对土壤墒情的远程采集和精确控制以及对当前光照程度、CO₂浓度等信息进行采集。

Description

一种基于云计算的农业物联网智能管控系统及方法

技术领域

本发明涉及农业物联网智能管控技术领域，特别涉及一种基于云计算的农业物联网智能管控系统及方法。

背景技术

我国是一个缺水干旱的国家，在东北和华北等地区表现尤为明显。淡水资源仅占全球总水资源的6％，为28000亿立方米，淡水资源拥有量世界排第四。可是由于我国人口众多，平均分配到每个人的水资源总量只有2300立方米，而世界人均水资源占有量约9200立方米，可见我国是人均水资源匮乏的国家之一。所以对我国来说，节约用水的意义深远。

农业生产过程中离不开灌溉。据数据表明，农业用水在我国总用水量比重较大，约占总用水量的80％，农业灌溉用水占农业总用水量的90％，而实际能够真正被灌溉有效利用的水资源却不到一半。如何提高灌溉效率和用水效率已成为制约农业进展的关键因素。

物联网作为一种新兴的高新技术，具有长远的发展前景。我国是传统的农业大国，在科技日新月异的今天，原始的农业模式，会浪费很多的人力和物力。传统农业需要向智慧农业进行转变。物联网作为一种新兴的技术，将其应用在农业上，对于促进农业生产具有重大意义。针对现状，本申请通过将物联网技术与手机APP客户端相结合的方式，实现对土壤墒情的远程采集和精确控制以及对当前光照程度、CO₂浓度等信息进行采集。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于云计算的农业物联网智能管控系统及方法，通过将物联网技术与手机APP客户端相结合的方式，实现对土壤墒情的远程采集和精确控制以及对当前光照程度、CO₂浓度等信息进行采集。

一种基于云计算的农业物联网智能管控系统，包括：数据采集模块、网关模块、继电器控制模块、服务器模块和手机APP客户端模块；

所述数据采集模块用于获取采集点土壤的水份和盐分，以及获取采集点周围环境的光照情况、CO₂浓度和空气湿度，所述数据采集模块包括土壤水分传感器、光照传感器、CO₂传感器、空气湿度传感器以及土壤盐分传感器；

所述网关模块包括网关和4G路由器，所述4G路由器用于给所述网关提供网络，所述网关用于对所述数据采集模块采集到的数据进行打包并发送出去；

所述继电器控制模块包括继电器和与所述继电器连接的电磁阀、电机和电灯，所述电磁阀用于控制给采集点的水份灌溉量和空气的湿度，所述电机用于控制水泵的运行，所述电灯用于改善采集点的光照条件和温度；

所述服务器模块包含中间件和网站，所述中间件用于处理由所述网关发送过来的数据并将数据发送至所述网站；

所述手机APP客户端模块，用于用户登陆之后获取客户端界面的信息，所述客户端界面的信息包括数据监测信息、远程控制信息和溯源图像信息，便于用户监测采集点的信息和控制所述继电器去改变采集点的信息；

所述数据采集模块、继电器控制模块和服务器模块均与所述网关模块无线通信连接，所述手机APP客户端模块与所述服务器模块通过无线通信连接。

优选地，所述继电器选用8路继电器。

优选地，所述的一种基于云计算的农业物联网智能管控方法，步骤为：

步骤一：数据采集模块中的土壤水分传感器、光照传感器、CO₂传感器、空气湿度传感器以及土壤盐分传感器分别采集采集点的土壤水份值，光照强度、 CO₂浓度值、空气湿度和土壤盐分含量，通过无线传输将采集到的数据发送至网关模块内的网关；

步骤二：所述网关对数据采集模块采集到的数据进行打包并发送至所述服务器模块中的中间件进行数据的处理，将处理后的数据储存在网站内；

步骤三：手机APP客户端模块获取权限后通过无线网络获取数据监测信息、远程控制信息和溯源图像信息并在客户端显示，便于用户监测采集点的信息；

步骤四：根据土壤墒情、光照度和空气温度是否超过阈值范围综合决定是否应该对采集点进行灌溉，或者改善采集点的光照条件和温度。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：将数据采集模块、继电器控制模块和手机APP客户端模块与所述网关模块无线通信连接，省去了通讯过程的布线，节约了成本，也可更加灵活放置；用户可通过手机APP客户端模块实时获得监测点处采集到的数据，并通过手机APP客户端模块干预8路继电器进而影响监测点的土壤水分、光照强度、湿度和温度等量，从而实现精确的控制，也从根本意义上实现了远程控制。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的数据采集模块示意图。

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。

参照图1，本发明实施例提供了一种基于云计算的农业物联网智能管控系统，包括：数据采集模块、网关模块、继电器控制模块、服务器模块和手机APP 客户端模块；

所述数据采集模块用于获取采集点土壤的水份和盐分，以及获取采集点周围环境的光照情况、CO₂浓度和空气湿度，所述数据采集模块包括土壤水分传感器、光照传感器、CO₂传感器、空气湿度传感器以及土壤盐分传感器；

所述网关模块包括网关和4G路由器，所述4G路由器用于给所述网关提供网络，所述网关用于对所述数据采集模块采集到的数据进行打包并发送出去；

所述继电器控制模块包括继电器和与所述继电器连接的电磁阀、电机和电灯，所述继电器选用8路继电器，所述电磁阀用于控制给采集点的水份灌溉量和空气的湿度，所述电机用于控制水泵的运行，所述电灯用于改善采集点的光照条件和温度；

所述服务器模块包含中间件和网站，所述中间件用于处理由所述网关发送过来的数据并将数据发送至所述网站；

所述手机APP客户端模块，用于用户登陆之后获取客户端界面的信息，所述客户端界面的信息包括数据监测信息、远程控制信息和溯源图像信息，便于用户监测采集点的信息和控制所述继电器去改变采集点的信息；

所述数据采集模块、继电器控制模块和服务器模块均与所述网关模块无线通信连接，所述手机APP客户端模块与所述服务器模块通过无线通信连接。

所述的一种基于云计算的农业物联网智能管控方法，步骤为：

步骤一：数据采集模块中的土壤水分传感器、光照传感器、CO₂传感器、空气湿度传感器以及土壤盐分传感器分别采集采集点的土壤水份值，光照强度、 CO₂浓度值、空气湿度和土壤盐分含量，通过无线传输将采集到的数据发送至网关模块内的网关；

步骤二：所述网关对数据采集模块采集到的数据进行打包并发送至所述服务器模块中的中间件进行数据的处理，将处理后的数据储存在网站内；

步骤三：手机APP客户端模块获取权限后通过无线网络获取数据监测信息、远程控制信息和溯源图像信息并在客户端显示，便于用户监测采集点的信息；

步骤四：根据土壤墒情、光照度和空气温度是否超过阈值范围综合决定是否应该对采集点进行灌溉，或者改善采集点的光照条件和温度。

工作原理：数据采集模块中的土壤水分传感器、光照传感器、CO₂传感器、空气湿度传感器以及土壤盐分传感器分别采集采集点的土壤水份值，光照强度、CO₂浓度值、空气湿度和土壤盐分含量，通过无线传输将采集到的数据发送至网关模块内的网关，所述4G路由器给所述网关提供网络，由所述网关对数据进行打包并发送至所述服务器模块中的中间件进行数据的处理，将处理后的数据储存在网站内，所述手机APP客户端模块获取权限后通过无线网络获取数据监测信息、远程控制信息和溯源图像信息并在客户端显示，便于用户监测采集点的信息。用户获取了相关的信息后，根据土壤墒情、CO₂含量、光照度和空气温度综合决定是否应该对采集点进行灌溉，关于CO₂含量、光照度和空气温度的数值，主要由用户提供土壤水分阈值范围，当用户设定了土壤水分的阈值后，手机APP客户端将实时监控并判断其是否超出阈值。若超出设定范围，手机APP客户端控制所述继电器去改变采集点的信息，将发送控制信号经所述网站、中间件、网关和8路继电器，对连接在继电器上的水泵发送启动或关闭的指令，对连接在继电器上的所述电磁阀发送打开或者关闭进行灌溉的指令，直至土壤水分含量回到正常范围。所述手机APP客户端控制所述继电器去改变所述电灯的亮度以改善采集点的光照条件和温度。

在专利号为CN201720098519.7，申请名称为“一种远程遥控的安全节能 LED灯泡”的专利文件中提及：“在周围光照强度较好时，可以调低LED灯泡的亮度，甚至自动关闭LED灯泡；当光照达到一定程度时，可以控制双掷继电器断开，而电压转换控制继电器闭合，电源经分压电路后电压降低输入LED 灯泡，则使得LED灯泡亮度降低，更加节省能源。”详细解释了如何通过控制继电器去控制灯泡的开关和灯泡的亮度，属于现有技术，本申请中不再作出详细的解释。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种基于云计算的农业物联网智能管控系统，其特征在于，包括：数据采集模块、网关模块、继电器控制模块、服务器模块和手机APP客户端模块；

所述数据采集模块用于获取采集点土壤的水份和盐分，以及获取采集点周围环境的光照情况、CO₂浓度和空气湿度，所述数据采集模块包括土壤水分传感器、光照传感器、CO₂传感器、空气湿度传感器以及土壤盐分传感器；

所述网关模块包括网关和4G路由器，所述4G路由器用于给所述网关提供网络，所述网关用于对所述数据采集模块采集到的数据进行打包并发送出去；

所述继电器控制模块包括继电器和与所述继电器连接的电磁阀、电机和电灯，所述电磁阀用于控制给采集点的水份灌溉量和空气的湿度，所述电机用于控制水泵的运行，所述电灯用于改善采集点的光照条件和温度；

所述服务器模块包含中间件和网站，所述中间件用于处理由所述网关发送过来的数据并将数据发送至所述网站；

所述手机APP客户端模块，用于用户登陆之后获取客户端界面的信息，所述客户端界面的信息包括数据监测信息、远程控制信息和溯源图像信息，便于用户监测采集点的信息和控制所述继电器去改变采集点的信息；

所述数据采集模块、继电器控制模块和服务器模块均与所述网关模块无线通信连接，所述手机APP客户端模块与所述服务器模块通过无线通信连接。

2.如权利要求1所述的一种基于云计算的农业物联网智能管控系统，其特征在于，所述继电器选用8路继电器。

3.如权利要求1中一种基于云计算的农业物联网智能管控方法，其特征在于，步骤为：

步骤一：数据采集模块中的土壤水分传感器、光照传感器、CO₂传感器、空气湿度传感器以及土壤盐分传感器分别采集采集点的土壤水份值，光照强度、CO₂浓度值、空气湿度和土壤盐分含量，通过无线传输将采集到的数据发送至网关模块内的网关；

步骤二：所述网关对数据采集模块采集到的数据进行打包并发送至所述服务器模块中的中间件进行数据的处理，将处理后的数据储存在网站内；

步骤三：手机APP客户端模块获取权限后通过无线网络获取数据监测信息、远程控制信息和溯源图像信息并在客户端显示，便于用户监测采集点的信息；

步骤四：根据土壤墒情、光照度和空气温度是否超过阈值范围综合决定是否应该对采集点进行灌溉，或者改善采集点的光照条件和温度。