CN110617852A - 一种物联网采集装置、系统及使用方法 - Google Patents

一种物联网采集装置、系统及使用方法 Download PDF

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徐祥龙
王立涛
暴勇
赵洪林
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Abstract

本发明公开一种物联网采集装置，包括壳体、设置于所述壳体上的：主控板；网口；以及传感器接口；其中，所述网口用于实现所述物联网采集装置与远程主机的有线连接，所述传感器接口用于连接数据采集传感器，所述数据采集传感器用于采集农田数据，所述主控板用于控制所述农田数据通过所述网口传输至远程主机。本发明适合于各种智慧农业中各类传感器参数的采集，支持多路传感器的信号输入，实现了较大范围的网络覆盖。

Description

一种物联网采集装置、系统及使用方法
技术领域
本发明涉及物联网领域，特别是涉及一种物联网采集装置、系统及使用方法。
背景技术
通信、计算机和农学等若干学科的不断发展和不断结合的产物就是农业物联网，农业物联网将信息采集、传输、处理、控制和分析集成在一起，使人们更容易获得农作物生成的各个阶段的各类信息，也让人们更容易掌控这些信息。
随着通信技术、互联网技术和计算机技术的迅猛发展，将物联网应用到农业监测中已经是当前的主流发展趋势，将采集到的温度、湿度、光照强度等信息采集并进行处理，通过网口和无线通信模块接口将所得信息及时传输到互联网上，在计算机上经过上位机处理后，以表格或其他规律的形式显示出来，方便农民对农业信息进行监管，为农业生产在各个时期的精准管理和预测提供信息支持，追求以最少的资源消耗获得最大的优质产出，使农业增长由主要依赖自然条件和自然资源向主要依赖信息资源转变是具有跨时代意义的。
目前国内的许多研究机构及高校在农业物联网研究方面做了不少工作，并取得了一定进展，这些产品虽然都能实现数据精确采集，但也存在一些不足之处，从单一感知节点来看，存在功能单一、工作时间较短、工作环境受限等问题；从网络架构来看，往往只能完成某个生产基地的数据监测任务，难以实现省级乃至全国范围内的网络覆盖。
发明内容
为解决背景技术中所提出的技术问题，本发明第一方面提出一种物联网采集装置，包括壳体、设置于所述壳体上的：
主控板；
网口；以及
传感器接口；
其中，所述网口用于实现所述物联网采集装置与远程主机的有线连接，所述传感器接口用于连接数据采集传感器，所述数据采集传感器用于采集农田数据，所述主控板用于控制所述农田数据通过所述网口传输至远程主机。
优选地，还包括：
无线通信接口；
所述无线通信接口用于连接无线通信模块，所述无线通信模块用于实现所述物联网采集装置与远程主机的无线连接。
优选地，所述无线通信模块包括：ZigBee、Wi-Fi、LORA、3G以及4G中的一种或多种。
优选地，还包括：
装置供电接口；
所述装置供电接口用于连接电源模块，所述电源模块用于对所述物联网采集装置进行供电。
优选地，所述壳体上设置有指示灯。
优选地，所述指示灯包括：电源灯、故障灯、网口连接灯以及数据采集灯。
优选地，所述主控板的型号为STM32F407。
本发明第二方面提出一种物联网采集系统，包括：
如上述的物联网采集装置；
数据采集传感器；以及
远程主机。
优选地，所述数据采集传感器包括：
风向传感器，用于采集风向数据；
风速传感器，用于采集风速数据；
光强传感器，用于采集光强数据；
温度传感器，用于采集温度数据；
湿度传感器，用于采集湿度数据；
二氧化碳浓度传感器，用于采集二氧化碳浓度数据；
土壤水分传感器，用于采集土壤水分数据；
土壤温度传感器，用于采集土壤温度数据。
本发明第三方面提出一种利用所述的物联网采集系统的使用方法，包括以下步骤：
所述数据采集传感器通过所述传感器接口与所述物联网采集装置连接；
所述物联网采集装置通过所述网口与所述远程主机连接；
所述数据采集传感器采集农田数据；
所述物联网采集装置将所述农田数据通过所述网口传输至所述远程主机。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案具有原理明确、设计简单的优点，本发明中的物联网采集装置可通过传感器接口来与数据采集传感器进行连接，通过网口来与远程主机进行连接，数据采集传感器采集到的农田数据会在主控板的控制下通过网口来传输至远程主机，适合于各种智慧农业中各类传感器参数的采集，支持多路传感器的信号输入，实现了较大范围的网络覆盖，结构紧凑，功耗低，同时散热好，安装方便，适合各种农业环境(大棚、大田等)中的安装使用。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明的第一个实施例提出的一种物联网采集装置的结构框图；
图2示出本发明的第二个实施例提出的一种物联网采集系统的结构框图；
图3示出本发明的第三个实施例提出的一种利用上述的物联网采集系统的使用方法的步骤流程图；
图4示出本实施例中的物联网采集系统在采集农田数据后的传输总体流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
为解决背景技术中所提出的的技术问题，图1示出本发明的第一个实施例提出的一种物联网采集装置的结构框图，如图1所示，所述物联网采集装置包括：壳体、设置在所述壳体上的主控板、网口以及传感器接口。
具体的，主控板可设置在壳体内部，而网口以及传感器接口可设置在壳体表面，在这里，网口主要用于实现物联网采集装置与远程主机的有线连接，传感器接口则用于连接数据采集传感器，其中，数据采集传感器用于采集农田数据，而主控板则用于控制所述农田数据通过网口传输至远程主机，需要说明的是，本实施例对主控板的具体型号不做具体限定，示例性的，主控板的型号可为STM32F407。
本实施例所述的物联网采集装置，可通过传感器接口来与数据采集传感器进行连接，通过网口来与远程主机进行连接，数据采集传感器采集到的农田数据会在主控板的控制下通过网口来传输至远程主机，远程主机可根据用户需要设定采样时间间隔、传感器类型及参数，并将相应的指令发送至主控板进行实施，适合于各种智慧农业中各类传感器参数的采集，支持多路传感器的信号输入，实现了较大范围的网络覆盖，能够完成多个生成基地的数据监测任务，结构紧凑，功耗低，同时散热好，安装方便，适合各种农业环境(大棚、大田等)中的安装使用。
在本实施例的一个具体实施方式中，所述装置还包括：
无线通信接口；
所述无线通信接口用于连接无线通信模块，所述无线通信模块用于实现所述物联网采集装置与远程主机的无线连接。
具体的，无线通信接口可设置在壳体表面，在这里，物联网采集装置可通过无线通信接口来连接无线通信模块，而无线通信模块则可以实现物联网采集装置与远程主机之间的无线连接，从而能够实现多台设备间的数据交互及数据上报工作，优选的，所述无线通信模块包括：ZigBee、Wi-Fi、LORA、3G以及4G中的一种或多种。
进一步的，所述装置还包括：
装置供电接口；
所述装置供电接口用于连接电源模块，所述电源模块用于对所述物联网采集装置进行供电。
具体的，装置供电接口可设置在壳体表面上，电源模块可通过装置供电接口与物联网采集装置进行连接，进而为物联网采集装置进行供电，提高物联网采集装置的续航能力，示例性的，电源模块可包括：锂电子电池。
进一步的，所述壳体上设置有指示灯，所述指示灯与所述主控板连接。
具体的，指示灯可基于主控板的指令来进行工作，指示灯可包括：电源灯、故障灯、网口连接灯以及数据采集灯等，本实施例中的物联网采集装置在工作时，主控板可根据物联网采集装置的工作流程来控制指示灯进行工作，例如：当物联网采集装置处于开机状态时，主控板可相应的发送指令至电源灯，以使得电源灯亮起，当物联网采集装置处于故障状态时，主控板可相应的发送指令至故障灯，以使得故障灯亮起，当物联网采集装置通过网口与远程主机连接时，主控板可相应的发送指令至网口连接灯，以使得网口连接灯亮起，当物联网采集装置通过传感器接口连接到数据采集传感器时，主控板可相应的发送指令至数据采集灯，以使得数据采集等亮起，从而起到对工作人员的提示作用，工作人员可根据指令灯的亮灯情况来对物联网采集装置的工作状态进行初步的了解。
进一步的，所述壳体上还设置有复位键，所述复位键与所述主控板连接。
具体的，复位键可用于控制主控板的复位功能。
图2示出本发明的第二个实施例提出的一种物联网采集系统的结构框图，如图2所示，所述系统包括：
上述的物联网采集装置；
数据采集传感器；以及
远程主机。
具体的，在本实施例中，物联网采集装置可分别通过设置在其壳体上的网口与远程主机进行连接、设置在其壳体上的传感器接口与数据采集传感器进行连接，数据采集传感器主要用于采集农田数据，物联网采集装置的主控板可发送指令数据采集传感器进行相应数据的采集，以使得数据能够通过传感器接口经由物联网采集装置传输至远程主机，工作人员则可通过远程主机来获悉农田数据，在这里，远程主机可为具有显示以及处理功能的计算机设备。
进一步的，所述数据采集传感器包括：
风向传感器，用于采集风向数据；
风速传感器，用于采集风速数据；
光强传感器，用于采集光强数据；
温度传感器，用于采集温度数据；
湿度传感器，用于采集湿度数据；
二氧化碳浓度传感器，用于采集二氧化碳浓度数据；
土壤水分传感器，用于采集土壤水分数据；
土壤温度传感器，用于采集土壤温度数据。
在本实施例中，数据采集传感器包括八种不同的传感器，八种不同的传感器同时采集相应的不同数据并传感器接口传输至物联网采集装置，需要说明的是，数据采集传感器的种类以及数量可由用户自行设定，本实施例所采取的数据采集传感器的种类以及数量仅为示例，本实施例对此不做具体限定。
图3示出本发明的第三个实施例提出的一种利用上述的物联网采集系统的使用方法的步骤流程图，如图3所示，所述方法包括以下步骤：
所述数据采集传感器通过所述传感器接口与所述物联网采集装置连接；
所述物联网采集装置通过所述网口与所述远程主机连接；
所述数据采集传感器采集农田数据；
所述物联网采集装置将所述农田数据通过所述网口传输至所述远程主机。
具体的，图4示出本实施例中的物联网采集系统在采集农田数据后的传输总体流程图，如图4所示，所述的传输总体流程为：首先，数据采集传感器所采集的8路独立的农田数据可通过传感器接口传输至主控板上，其中，在图4的示例中，主控板内部包括有调理电路、功率放大器、AD转换器、规则通道寄存器以及AD_DATA数组，农田数据传输至主控板上以后，经过调理电路和功率放大器，将电流型的农田数据转换成AD转换器所需要的电压信号，并经过功率放大器放大后传输到AD转换器，通过规则转换完成从模拟信号到数字信号的转换，进一步存储到规则通道寄存器中，存储到规则通道寄存器中的农田数据通过DMA转移到AD_DATA数组中，再通过网口和/或无线通信模块接口发送到远程主机，同理，远程主机也可通过网口和/或无线通信模块接口向主控板发送相应的指令，实现对主控板的相应控制，进而可完成例如远程软件升级功能和IP更改等功能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种物联网采集装置，其特征在于，包括壳体、设置于所述壳体上的：
主控板；
网口；以及
传感器接口；
其中，所述网口用于实现所述物联网采集装置与远程主机的有线连接，所述传感器接口用于连接数据采集传感器，所述数据采集传感器用于采集农田数据，所述主控板用于控制所述农田数据通过所述网口传输至远程主机。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
无线通信接口；
所述无线通信接口用于连接无线通信模块，所述无线通信模块用于实现所述物联网采集装置与远程主机的无线连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述无线通信模块包括：ZigBee、Wi-Fi、LORA、3G以及4G中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
装置供电接口；
所述装置供电接口用于连接电源模块，所述电源模块用于对所述物联网采集装置进行供电。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体上设置有指示灯，所述指示灯与所述主控板连接。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述指示灯包括：电源灯、故障灯、网口连接灯以及数据采集灯。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控板的型号为STM32F407。
8.一种物联网采集系统，其特征在于，包括：
如权利要求1-7中任一项所述的物联网采集装置；
数据采集传感器；以及
远程主机。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数据采集传感器包括：
风向传感器，用于采集风向数据；
风速传感器，用于采集风速数据；
光强传感器，用于采集光强数据；
温度传感器，用于采集温度数据；
湿度传感器，用于采集湿度数据；
二氧化碳浓度传感器，用于采集二氧化碳浓度数据；
土壤水分传感器，用于采集土壤水分数据；
土壤温度传感器，用于采集土壤温度数据。
10.一种利用权利要求8或9中任一项所述的物联网采集系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述数据采集传感器通过所述传感器接口与所述物联网采集装置连接；
所述物联网采集装置通过所述网口与所述远程主机连接；
所述数据采集传感器采集农田数据；
所述物联网采集装置将所述农田数据通过所述网口传输至所述远程主机。
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