CN110730434A - 复杂环境下的农用环境数据采集系统及方法 - Google Patents

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CN110730434A CN201910967134.3A CN201910967134A CN110730434A CN 110730434 A CN110730434 A CN 110730434A CN 201910967134 A CN201910967134 A CN 201910967134A CN 110730434 A CN110730434 A CN 110730434A
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王江晴
吴立锋
张慧丽
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Abstract

本发明公开了一种复杂环境下的农用环境数据采集系统及方法，通过将光能转化为电能为系统中的其他设备供电，使系统在供电困难的复杂环境下依旧可以正常使用；通过采用自带存储区域的香橙派开发板存储数据采集设备采集到的环境数据，在无线网络良好时才批量上传环境数据到环境数据管理服务器，不仅保证了系统的稳定性，也降低了对网络性能的要求；通过设置香橙派开发板对数据采集设备采集到的若干组环境数据进行去除最大值、最小值，然后求平均的数据清洗方式，大大提高了环境数据的准确性，并且在将处理后的环境数据上传到环境数据管理服务器时，通过将环境数据处理为键值对集合，增强了信息的稳健性，进而提高了数据表达的容错能力和可扩展能力。

Description

复杂环境下的农用环境数据采集系统及方法
技术领域
本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种复杂环境下的农用环境数据采集系统及方法。
背景技术
随着智慧农业的提出，农业大数据是必不可少的先行条件。运用物联网、传感器等技术手段，从农作物的生长环境中采集真实可靠的多项环境数据，从而为农事决策提供依据，为传统农业插上一双“慧眼”。
但是，目前的环境数据采集系统，通常只能适用于大棚等实验农田，对于存在供电困难、有线网络不通、无线网络信号不稳定等复杂环境因素的偏远山区的农业种植区根本无法适用。
因此，提供一种能够采集环境复杂的农业种植区的环境数据采集系统显得尤为重要。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种复杂环境下的农用环境数据采集系统及方法，从而能够实现对环境复杂的农业种植区的环境数据的采集，进一步完善农业大数据，促进智慧农业的发展。
为实现上述目的，本发明提供一种复杂环境下的农用环境数据采集系统，所述复杂环境下的农用环境数据采集系统包括：太阳能电池板、储能设备、数据采集设备、香橙派开发板和无线网络通信设备，所述香橙派开发板自带存储区域；
所述太阳能电池板，用于将光能转化为电能，并将转化后的电能存储到所述储能设备；
所述储能设备，用于为所述数据采集设备、所述香橙派开发板和所述无线网络通信设备供电；
所述数据采集设备，用于在预设周期内，以预设频率连续对目标作物种植区进行若干次环境数据的采集操作，得到若干组环境数据；
所述香橙派开发板，用于从所述数据采集设备获取所述若干组环境数据，从所述若干组环境数据中去掉最大值和最小值后取平均值，将获得的平均值作为所述目标作物种植区的当前环境数据，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库，所述本地数据库位于所述香橙派开发板自带的存储区域中；
所述香橙派开发板，还用于在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合，并通过所述无线网络通信设备将所述键值对集合上传到指定的环境数据管理服务器。
优选地，所述香橙派开发板，还用于通过所述无线网络通信设备获取当前时刻的网络时间，将所述网络时间作为系统时间，并根据所述系统时间，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本。
优选地，所述复杂环境下的农用环境数据采集系统还包括：自带供电电池的时钟设备；
所述时钟设备，用于从所述储能设备和/或自带的供电电池处获取电能，并将当前显示的本地时间发送给所述香橙派开发板；
所述香橙派开发板，还用于在无法获取所述网络时间时，将所述时钟设备提供的本地时间作为所述系统时间，并根据所述系统时间，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本。
优选地，所述香橙派开发板，还用于从本地获取香橙派开发板设备标识，并通过所述无线网络通信设备将所述香橙派开发板设备标识发送至所述环境数据管理服务器，以使所述环境数据管理服务器根据所述香橙派开发板设备标识和所述环境数据管理服务器的服务器设备标识生成加密因子，根据所述加密因子生成对应的目标私钥和目标公钥，并建立所述目标私钥与所述香橙派开发板设备标识之间的对应关系；
所述香橙派开发板，还用于接收所述目标公钥，并在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合后，根据所述目标公钥对所述键值对集合中的数据进行非对称加密，得到待传输密文，并通过所述无线网络通信设备将所述待传输密文上传到指定的环境数据管理服务器。
优选地，所述香橙派开发板，还用于获取本地已安装程序对应的第一版本哈希值，以及通过所述无线网络通信设备从所述环境数据管理服务器获取可安装程序对应的第二版本哈希值，并将所述第一版本哈希值与所述第二版本哈希值进行比较；在所述第一版本哈希值与所述第二版本哈希值不相同时，通过所述无线网络通信设备从所述环境数据管理服务器获取所述第二版本哈希值对应的可安装程序，并运行所述可安装程序，覆盖所述已安装程序。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种复杂环境下的农用环境数据采集方法，所述复杂环境下的农用环境数据采集方法应用于复杂环境下的农用环境数据采集系统，所述复杂环境下的农用环境数据采集系统包括：太阳能电池板、储能设备、数据采集设备、香橙派开发板和无线网络通信设备，所述香橙派开发板自带存储区域；
所述复杂环境下的农用环境数据采集方法包括以下步骤：
所述太阳能电池板将光能转化为电能，并将转化后的电能存储到所述储能设备；
所述储能设备为所述数据采集设备、所述香橙派开发板和所述无线网络通信设备供电；
所述数据采集设备在预设周期内，以预设频率连续对目标作物种植区进行若干次环境数据的采集操作，得到若干组环境数据；
所述香橙派开发板从所述数据采集设备获取所述若干组环境数据，从所述若干组环境数据中去掉最大值和最小值后取平均值，将获得的平均值作为所述目标作物种植区的当前环境数据，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库，所述本地数据库位于所述香橙派开发板自带的存储区域中；
所述香橙派开发板在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合，并通过所述无线网络通信设备将所述键值对集合上传到指定的环境数据管理服务器。
优选地，所述香橙派开发板将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库的步骤之前，所述方法还包括：
所述香橙派开发板通过所述无线网络通信设备获取当前时刻的网络时间，将所述网络时间作为系统时间；
相应地，所述香橙派开发板将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库的步骤，包括：
根据所述系统时间，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库。
优选地，所述复杂环境下的农用环境数据采集系统还包括：自带供电电池的时钟设备；
所述香橙派开发板通过所述无线网络通信设备获取当前时刻的网络时间的步骤之前，所述方法还包括：
所述时钟设备从所述储能设备和/或自带的供电电池处获取电能，并将当前显示的本地时间发送给所述香橙派开发板；
相应地，所述香橙派开发板在无法获取所述网络时间时，将所述时钟设备提供的本地时间作为所述系统时间，并根据所述系统时间，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本。
优选地，所述香橙派开发板在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合，并通过所述无线网络通信设备将所述键值对集合上传到指定的环境数据管理服务器的步骤之前，所述方法还包括：
所述香橙派开发板从本地获取香橙派开发板设备标识，并通过所述无线网络通信设备将所述香橙派开发板设备标识发送至所述环境数据管理服务器，以使所述环境数据管理服务器根据所述香橙派开发板设备标识和所述环境数据管理服务器的服务器设备标识生成加密因子，根据所述加密因子生成对应的目标私钥和目标公钥，并建立所述目标私钥与所述香橙派开发板设备标识之间的对应关系；
所述香橙派开发板在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合，并通过所述无线网络通信设备将所述键值对集合上传到指定的环境数据管理服务器的步骤，包括：
所述香橙派开发板接收所述目标公钥，并在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合后，根据所述目标公钥对所述键值对集合中的数据进行非对称加密，得到待传输密文，并通过所述无线网络通信设备将所述待传输密文上传到指定的环境数据管理服务器。
优选地，所述方法还包括：所述香橙派开发板获取本地已安装程序对应的第一版本哈希值，以及通过所述无线网络通信设备从所述环境数据管理服务器获取可安装程序对应的第二版本哈希值，并将所述第一版本哈希值与所述第二版本哈希值进行比较；在所述第一版本哈希值与所述第二版本哈希值不相同时，通过所述无线网络通信设备从所述环境数据管理服务器获取所述第二版本哈希值对应的可安装程序，并运行所述可安装程序，覆盖所述已安装程序。
本发明提供的复杂环境下的农用环境数据采集系统，通过引入太阳能电池板和储能设备，将光能转化为电能为系统中的其他设备供电，从而可以使系统在供电困难的复杂环境下依旧可以正常使用，大大降低了对环境的要求，使得该系统能够更好的应用于复杂环境下的农业种植区，实现对该区域的环境数据的采集。
此外，本发明提供的复杂环境下的农用环境数据采集系统，通过采用自带存储区域的香橙派开发板来存储数据采集设备采集到的环境数据，在无线网络良好时才批量上传环境数据到指定的环境数据管理服务器，在保证系统稳定性的同时，也降低了对网络性能的要求，进一步降低了对环境的要求，使得该系统能够更好的应用于复杂环境下的农业种植区，实现对该区域的环境数据的采集；此外，在该系统中，通过设置香橙派开发板对数据采集设备采集到的若干组环境数据进行去除最大值、最小值，然后求平均的数据清洗方式，大大提高了环境数据的准确性，进而可以有效保证后续基于环境数据作出的应对措施的有效性；并且，在将处理后的环境数据上传到环境数据管理服务器时，通过将环境数据处理为键值对集合，大大增强了信息的稳健性，从而尽可能提高了数据表达的容错能力和可扩展能力。
附图说明
图1为本发明复杂环境下的农用环境数据采集系统第一实施例的结构框图；
图2为本发明复杂环境下的农用环境数据采集系统第二实施例的结构框图；
图3为本发明复杂环境下的农用环境数据采集方法第一实施例的流程示意图；
图4为本发明复杂环境下的农用环境数据采集方法第一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，本发明第一种实施例提供一种复杂环境下的农用环境数据采集系统，所述复杂环境下的农用环境数据采集系统100包括：太阳能电池板101、储能设备102、数据采集设备103、香橙派开发板104和无线网络通信设备105。
具体的说，在本实施例中，上述所说的储能设备102可以是锂电池等能够存储电能的设备；数据采集设备103则可以根据需要采集的环境数据的类型进行选择，比如在需要采集的环境数据要包括空气温度、空气湿度、土壤湿度、大气压强、降雨量、光照强度、风速、风向、PM2.5浓度、噪音分贝、氧气浓度、二氧化碳浓度、土壤PH值等13种环境参数时，则选取的数据采集设备103可以是空气温度及湿度传感器、土壤湿度传感器、大气压强传感器、降雨量传感器、光照强度传感器、风速传感器、风向传感器、PM2.5传感器、噪音传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤PH值传感器等12种数据采集设备；无线网络通信设备105则可以是无线网卡、无线收发器等。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体实现中，本领域技术人员可以根据需要进行选取，本实施例对此不做限制。
此外，上述所说的香橙派开发板104，即Orange Pi，它相当于一款迷你电脑，可以进行数据的处理。
进一步地，为了保证本实施例中提供的复杂环境下的农用环境数据采集系统100的稳定性，本实施例选用的香橙派开发板104具体为自带存储区域的。
关于存储区域的大小，本领域技术人员可以根据实际需要进行选取，本实施例对此不做限制。
为了便于理解本实施例中提供的复杂环境下的农用环境数据采集系统100中上述各个实体部件之间的交互、及功能，以下结合图1进行具体说明：
其中，所述太阳能电池板101，用于将光能转化为电能，并将转化后的电能存储到所述储能设备102；所述储能设备102，用于为所述数据采集设备103、所述香橙派开发板104和所述无线网络通信设备供电105。
所述数据采集设备103，用于在预设周期内，以预设频率连续对目标作物种植区进行若干次环境数据的采集操作，得到若干组环境数据。
需要说明的是，由于本实施例提供的农用环境数据采集系统主要是针对复杂环境地区的农业大田，故而上述所说的目标作物种植区实际为供电困难，且网络不稳定的农业种植区，比如偏远山区的农业种植区。
但在实际应用中，所述目标作物种植区也可以不农作物种植区，即本实施例提高的方案同样可以适用于其他作物，如茶产品、果蔬等作物种植区环境数据的采集，本实施例对此不做限制。
此外，需要说明的是，由于本实施例中所说的目标作物种植区是环境相对复杂的农业种植区，故而为了尽可能避免外界环境对环境数据的影响，本实施例设置了数据采集设备103在预设周期内，比如6分钟内，以每50秒为一个间隔(即采集频率是50秒一次)，连续对目标作物种植区进行12次环境数据的采集操作。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限制，在具体实现中，本领域技术人员可以根据需要设置需要采集存储的各种类型的环境数据对应的数据格式，本实施例对此不做限制。
所述香橙派开发板104，用于从所述数据采集设备获取所述若干组环境数据，从所述若干组环境数据中去掉最大值和最小值后取平均值，将获得的平均值作为所述目标作物种植区的当前环境数据，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库。
应当理解的是，由于本实施例中选用的香橙派开发板104是自带存储区域的，故而上述所说的本地数据库是位于香橙派开发板104自带的存储区域中，即在将香橙派开发板104集成到该系统中时，技术人员可以预先对其进行编译，进而构建符合要求的数据库。
此外，关于上述所说的预设数据格式，本领域技术人员可以根据需要进行设置。
以环境数据为空气温度为例，其对应的预设数据格式可以为“(23，temperature，1568099573)”的格式。
其中，“temperature”表示当前得到的字符串文本是目标作物种植区当前时刻的空气温度数据，“23”表示目标作物种植区当前时刻的空气温度为23℃，“1568099573”表示当前时刻对应的时间戳。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限制，在具体实现中，本领域技术人员可以根据需要设置需要采集存储的各种类型的环境数据对应的数据格式，本实施例对此不做限制。
进一步地，为去除不合理的环境数据，本实施例中，所述香橙派开发板104在对所述若干组环境数据进行处理之前，还可以先对所述若干组环境数据进行一下数据清洗处理。
具体的，关于对所述若干组环境数据的清洗过程，具体可以是：
首先，判断当前网络环境是否稳定可用，若可用则通过无线网络通信设备105调用预设云服务器(例如：阿里云服务器、腾讯云服务器或华为云服务器等)的天气接口，获得所述目标作物种植区所属地域的参考环境数据；
然后，根据所述参考环境数据生成参考数据范围；
最终，根据所述参考数据范围对所述若干组环境数据进行清洗。
应当理解的是，在根据所述参考环境数据生成参考数据范围时，可根据实际情况设置，例如：参考环境数据中的空气温度为27℃，此时，可设置参考数据范围中的空气温度范围为25℃～29℃，假设采集到的所述若干组，比如12组环境数据中，有3组的空气温度大于29℃，有2组的空气温度小于25℃，此时则需要对采集到的12组环境数据进行清洗，以将这5组不符合要求的环境数据删除掉。
此外，为保证清洗效果，本实施例中，所述香橙派开发板104，还用于将所述若干组环境该数据与所述参考数据范围进行比较；在所述若干组环境数据均处于所述参考数据范围内时，则执行从所述若干组环境数据中去掉最大值和最小值后取平均值，将获得的平均值作为所述目标作物种植区的当前环境数据，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库的操作；否则，对采集到的若干组环境数据进行清洗，然后对清洗后的数据执行上述操作。
此外，由于本实施例中经所述香橙派开发板104处理后的数据是暂时存储在本地数据库中的，因而所述香橙派开发板104，还用于在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合，并通过所述无线网络通信设备105将所述键值对集合上传到指定的环境数据管理服务器200。
应当理解的是，由于本实施例提供的系统是应用于网络性能较差的农业种植区，故而为了尽可能减少对带宽的占用，提升传输速度，香橙派开发板104在通过所述无线网络通信设备105将存储的环境数据对应的字符串文本上传到环境数据管理服务器200时，才会对其进行重编译。
在本实施例中，为了实现上述效果，具体是将待传输的环境数据对应的字符串文本编译为键值对，然后以键值对集合的形式进行传输。
关于上述所说的键值对集合，其大致格式可以如下：
data_dict＝{"measure_time":1568099573,"company_sid":100,"module_sid":1,"Temperature":28.66,"humidity":48.94,"rainfall":0.0,"pressure":100.11,"windspeed":3.11,"winddirection":-81.01,"pm2.5":24.92,"light":57.3,"soilhumidity":15.11,"oxygen":21,"CO2":400,"pH":7}。
其中，“data_dict”便表示当前键值对集合的名称，在实际应用中本领域技术人员可以根据需要命名。
“measure_time”可以这些环境数据的采集时间，“company_sid”可以表示目标作物种植区的标识号，“module_sid”可以表示香橙派开发板104的标识号，“Temperature”可以表示空气温度，“humidity”可以表示空气湿度，“rainfall”可以表示降雨量，“pressure”可以表示大气压强，“windspeed”可以表示风速，“winddirection”可以表示风向，“pm2.5”可以表示PM2.5浓度，“light”可以表示光照强度，“soilhumidity”可以表示土壤湿度，“oxygen”可以表示氧气浓度，“CO2”可以表示二氧化碳浓度，“pH”可以表示土壤PH值。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限制，在具体实现中，本领域技术人员可以根据需要设置需要采集存储的各种类型的环境数据对应的数据格式，本实施例对此不做限制。
此外，上述所说的环境数据管理服务器200在实际应用中可以是不占用实际空间、方便扩展的云服务器，也可以是传统的物理服务器，在具体实现时，本领域技术人员可以根据需要进行设置，本实施例对此不做限制。
此外，应当理解的是，为了便于后续对不同时间采集到的环境数据的分析处理，在本实施例中，香橙派开发板104还用于通过所述无线网络通信设备105获取当前时刻的网络时间，将所述网络时间作为系统时间，并根据所述系统时间，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本。
进一步地，为了提升从香橙派开发板104本地数据库将环境数据传输到环境数据管理服务器这一过程中，数据的安全性，在本实施例中，香橙派开发板104还用于从本地获取香橙派开发板设备标识，并通过所述无线网络通信设备105将所述香橙派开发板设备标识发送至所述环境数据管理服务器200，以使所述环境数据管理服务器200根据所述香橙派开发板设备标识和所述环境数据管理服务器200的服务器设备标识生成加密因子，根据所述加密因子生成对应的目标私钥和目标公钥，并建立所述目标私钥与所述香橙派开发板设备标识之间的对应关系。
相应地，所述香橙派开发板104，还用于接收所述目标公钥，并在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合后，根据所述目标公钥对所述键值对集合中的数据进行非对称加密，得到待传输密文，并通过所述无线网络通信设备105将所述待传输密文上传到指定的环境数据管理服务器200。
通过上述描述不难发现，通过根据香橙派开发板104的设备标识和环境数据管理服务器200的设备标识生成用于进行非对称加密的目标公钥和用于对加密后的数据进行解密的目标私钥，从而保证通过不同识别号的香橙派开发板104上传的加密数据为采用不同密钥加密的数据，即不同香橙派开发板104与环境数据管理服务器200进行数据传输时，采用不用密钥，实现了各个数据传输通道(香橙派开发板104与环境数据管理服务器200之间的通道)之间的加密方式相互独立，避免了一个传输通道的密钥被破译便全部失守的情况发生，提升了整个系统的安全性。
此外，用于进行解密的目标私钥仅存储在环境数据管理服务器200，不向任何设备发送，进一步提升了目标私钥的安全性，避免了传输过程被拦截现象的发生。
关于上述提到的非对称加密方式，由于已经相对成熟，本领域技术人员在实现该方案时，可以自行查阅相关资料，此处不再赘述。
进一步地，在本实施例中，为了使香橙派开发板104能够更好的应对各种实际情况，本实施例中提供的香橙派开发板104在集成到该系统之前，还会对其进行自动更新功能的设置，从而使得香橙派开发板104具备自动更新的功能。
关于香橙派开发板104自动更新其上安装的相关应用程序的方式，大致如下：
香橙派开发板104在处于启动状态之后，定时获取本地已安装程序对应的第一版本哈希值，以及通过所述无线网络通信设备105从所述环境数据管理服务器200获取可安装程序(具体为能够运行在香橙派开发板104上的程序)对应的第二版本哈希值，并将所述第一版本哈希值与所述第二版本哈希值进行比较；在所述第一版本哈希值与所述第二版本哈希值不相同时，通过所述无线网络通信设备105从所述环境数据管理服务器200获取所述第二版本哈希值对应的可安装程序，并运行所述可安装程序，覆盖所述已安装程序。
通过上述描述不难发现，本实施例中提供的复杂环境下的农用环境采集系统，通过引入太阳能电池板和储能设备，将光能转化为电能为系统中的其他设备供电，从而可以使系统在供电困难的复杂环境下依旧可以正常使用，大大降低了对环境的要求，使得该系统能够更好的应用于复杂环境下的农业种植区，实现对该区域的环境数据的采集。
此外，本实施例中提供的复杂环境下的农用环境采集系统，通过采用自带存储区域的香橙派开发板来存储数据采集设备采集到的环境数据，在无线网络良好时才批量上传环境数据到指定的环境数据管理服务器，在保证系统稳定性的同时，也降低了对网络性能的要求，进一步降低了对环境的要求，使得该系统能够更好的应用于复杂环境下的农业种植区，实现对该区域的环境数据的采集；此外，在该系统中，通过设置香橙派开发板对数据采集设备采集到的若干组环境数据进行去除最大值、最小值，然后求平均的数据清洗方式，大大提高了环境数据的准确性，进而可以有效保证后续基于环境数据作出的应对措施的有效性；并且，在将处理后的环境数据上传到环境数据管理服务器时，通过将环境数据处理为键值对集合，大大增强了信息的稳健性，从而尽可能提高了数据表达的容错能力和可扩展能力。
基于上述复杂环境下的农用环境数据采集系统，提出本发明复杂环境下的农用环境数据采集系统的第二实施例。
如图2所示，本实施例中，所述复杂环境下的农用环境数据采集系统100还包括：时钟设备106和模数转换器107，并且，时钟设备106和模数转换器107同样与储能设备102连接。
此外，值得一提的是，本实施例中之所以要设置时钟设备106，是为了保证香橙派开发板104在当前网络环境不可用，无法通过无线网络通信设备105获取网络时间时，能够从时钟设备106获取时间作为系统时间，故而本实施例中选用的时钟设备106需要自带供电电池，如钮扣电池。
相应地，在储能设备102中存储的电量充足时，时钟设备106从储能设备102获取电能工作，在储能设备102中存储的电量不足时，从自带的供电电池获取电能。
为了便于理解上述两个部件的功能，以及引入上述两个部件后，香橙派开发板104处理流程的变化，以下结合图2进行具体说明：
具体的，所述时钟设备106，用于从所述储能设备102和/或自带的供电电池处获取电能，并将当前显示的本地时间发送给所述香橙派开发板104；
所述香橙派开发板104，还用于在无法获取所述网络时间时，将所述时钟设备106提供的本地时间作为所述系统时间，并根据所述系统时间，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本；
所述模数转换器107，用于对所述数据采集设备103采集的若干组环境数据进行模数转换，并将模数转换后的若干组环境数据发送至所述香橙派开发板104。
此外，为了保证时钟设备106显示的本地时间的精准度，还可以在无线网络可用时，根据获取到的网络时间对时钟设备106显示的本地时间进行校准。
具体的实现方式，大致可以如下所述：
在系统启动，香橙派开发板104处于工作状态后，启动预先编译好的一个用于判断时钟设备106的本地时间是否可用的线程，由该线程对时钟设备106的本地时间进行监控，如果该本地时间可用，则将其作为系统时间。
进一步地，为了保证本地时间的精准度，还可以启动预先编译好的另一个用于检测无线网络可用性的线程，在无线网络可用时，获取网络时间，并根据获取到的网络时间对时钟设106备的本地时间进行校准。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限制，在具体实现中，本领域技术人员可以根据需要设置需要采集存储的各种类型的环境数据对应的数据格式，本实施例对此不做限制。
通过上述描述不难发现，本实施例提供的复杂环境下的农用环境数据采集系统，通过引入自带供电电池的时钟设备，从而可以保证香橙派开发板始终可以获取到采集当前环境数据时的时间，保证了系统的可用性。
此外，通过引入模数转换器，从而可以数据采集设备中各个传感器采集的模拟数值的环境数据转换为数字数值，方便了后续的处理。
基于上述复杂环境下的农用环境数据采集系统，提出本发明应用于该系统的复杂环境下的农用环境数据采集方法实施例。
参照图3，图3为本发明复杂环境下的农用环境数据采集方法第一实施例的流程示意图。
在第一实施例中，所述复杂环境下的农用环境数据采集方法包括以下步骤：
步骤S10，所述太阳能电池板将光能转化为电能，并将转化后的电能存储到所述储能设备。
步骤S20，所述储能设备为所述数据采集设备、所述香橙派开发板和所述无线网络通信设备供电。
具体的说，在本实施例中，上述所说的储能设备可以是锂电池等能够存储电能的设备；数据采集设备则可以根据需要采集的环境数据的类型进行选择，比如在需要采集的环境数据要包括空气温度、空气湿度、土壤湿度、大气压强、降雨量、光照强度、风速、风向、PM2.5浓度、噪音分贝、氧气浓度、二氧化碳浓度、土壤PH值等13种环境参数时，则选取的数据采集设备可以是空气温度及湿度传感器、土壤湿度传感器、大气压强传感器、降雨量传感器、光照强度传感器、风速传感器、风向传感器、PM2.5传感器、噪音传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤PH值传感器等12种数据采集设备；无线网络通信设备则可以是无线网卡、无线收发器等。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体实现中，本领域技术人员可以根据需要进行选取，本实施例对此不做限制。
此外，上述所说的香橙派开发板，即Orange Pi，它相当于一款迷你电脑，可以进行数据的处理。
进一步地，为了保证本实施例中提供的复杂环境下的农用环境数据采集系统100的稳定性，本实施例选用的香橙派开发板具体为自带存储区域的。
关于存储区域的大小，本领域技术人员可以根据实际需要进行选取，本实施例对此不做限制。
步骤S30，所述数据采集设备在预设周期内，以预设频率连续对目标作物种植区进行若干次环境数据的采集操作，得到若干组环境数据。
需要说明的是，由于本实施例提供的农用环境数据采集系统主要是针对复杂环境地区的农业大田，故而上述所说的目标作物种植区实际为供电困难，且网络不稳定的农业种植区，比如偏远山区的农业种植区。
但在实际应用中，所述目标作物种植区也可以不农作物种植区，即本实施例提高的方案同样可以适用于其他作物，如茶产品、果蔬等作物种植区环境数据的采集，本实施例对此不做限制。
此外，需要说明的是，由于本实施例中所说的目标作物种植区是环境相对复杂的农业种植区，故而为了尽可能避免外界环境对环境数据的影响，本实施例设置了数据采集设备103在预设周期内，比如6分钟内，以每50秒为一个间隔(即采集频率是50秒一次)，连续对目标作物种植区进行12次环境数据的采集操作。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限制，在具体实现中，本领域技术人员可以根据需要设置需要采集存储的各种类型的环境数据对应的数据格式，本实施例对此不做限制。
步骤S40，所述香橙派开发板从所述数据采集设备获取所述若干组环境数据，从所述若干组环境数据中去掉最大值和最小值后取平均值，将获得的平均值作为所述目标作物种植区的当前环境数据，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库。
应当理解的是，由于本实施例中选用的香橙派开发板是自带存储区域的，故而上述所说的本地数据库是位于香橙派开发板自带的存储区域中，即在将香橙派开发板集成到该系统中时，技术人员可以预先对其进行编译，进而构建符合要求的数据库。
此外，关于上述所说的预设数据格式，本领域技术人员可以根据需要进行设置。
以环境数据为空气温度为例，其对应的预设数据格式可以为“(23，temperature，1568099573)”的格式。
其中，“temperature”表示当前得到的字符串文本是目标作物种植区当前时刻的空气温度数据，“23”表示目标作物种植区当前时刻的空气温度为23℃，“1568099573”表示当前时刻对应的时间戳。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限制，在具体实现中，本领域技术人员可以根据需要设置需要采集存储的各种类型的环境数据对应的数据格式，本实施例对此不做限制。
进一步地，为去除不合理的环境数据，本实施例中，所述香橙派开发板在对所述若干组环境数据进行处理之前，还可以先对所述若干组环境数据进行一下数据清洗处理。
具体的，关于对所述若干组环境数据的清洗过程，具体可以是：
首先，判断当前网络环境是否稳定可用，若可用则通过无线网络通信设备调用预设云服务器(例如：阿里云服务器、腾讯云服务器或华为云服务器等)的天气接口，获得所述目标作物种植区所属地域的参考环境数据；
然后，根据所述参考环境数据生成参考数据范围；
最终，根据所述参考数据范围对所述若干组环境数据进行清洗。
应当理解的是，在根据所述参考环境数据生成参考数据范围时，可根据实际情况设置，例如：参考环境数据中的空气温度为27℃，此时，可设置参考数据范围中的空气温度范围为25℃～29℃，假设采集到的所述若干组，比如12组环境数据中，有3组的空气温度大于29℃，有2组的空气温度小于25℃，此时则需要对采集到的12组环境数据进行清洗，以将这5组不符合要求的环境数据删除掉。
此外，为保证清洗效果，本实施例中，所述香橙派开发板，还用于将所述若干组环境该数据与所述参考数据范围进行比较；在所述若干组环境数据均处于所述参考数据范围内时，则执行从所述若干组环境数据中去掉最大值和最小值后取平均值，将获得的平均值作为所述目标作物种植区的当前环境数据，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库的操作；否则，对采集到的若干组环境数据进行清洗，然后对清洗后的数据执行上述操作。
此外，应当理解的是，为了便于后续对不同时间采集到的环境数据的分析处理，在本实施例中，所述香橙派开发板在执行将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库的操作之前，还用于通过所述无线网络通信设备获取当前时刻的网络时间，将所述网络时间作为系统时间。
相应地，在获取到系统时间之后，上传操作应当适应性的调整为：根据所述系统时间，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本。
进一步地，为了保证香橙派开发板始终可以获取到采集当前环境数据时的时间，保证了系统的可用性，复杂环境下的农用环境数据采集系统还可以包括自动供电电池的时钟设备。
故而，所述香橙派开发板还可以在无法获取所述网络时间时，将所述时钟设备提供的本地时间作为所述系统时间，并根据所述系统时间，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本。
此外，为了保证时钟设备106显示的本地时间的精准度，还可以在无线网络可用时，根据获取到的网络时间对时钟设备106显示的本地时间进行校准。
具体的实现方式，大致可以如下所述：
在系统启动，香橙派开发板104处于工作状态后，启动预先编译好的一个用于判断时钟设备106的本地时间是否可用的线程，由该线程对时钟设备106的本地时间进行监控，如果该本地时间可用，则将其作为系统时间。
进一步地，为了保证本地时间的精准度，还可以启动预先编译好的另一个用于检测无线网络可用性的线程，在无线网络可用时，获取网络时间，并根据获取到的网络时间对时钟设106备的本地时间进行校准。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限制，在具体实现中，本领域技术人员可以根据需要设置需要采集存储的各种类型的环境数据对应的数据格式，本实施例对此不做限制。
步骤S50，所述香橙派开发板在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合，并通过所述无线网络通信设备将所述键值对集合上传到指定的环境数据管理服务器。
应当理解的是，由于本实施例提供的系统是应用于网络性能较差的农业种植区，故而为了尽可能减少对带宽的占用，提升传输速度，香橙派开发板在通过所述无线网络通信设备将存储的环境数据对应的字符串文本上传到环境数据管理服务器时，才会对其进行重编译。
在本实施例中，为了实现上述效果，具体是将待传输的环境数据对应的字符串文本编译为键值对，然后以键值对集合的形式进行传输。
关于上述所说的键值对集合，其大致格式可以如下：
data_dict＝{"measure_time":1568099573,"company_sid":100,"module_sid":1,"Temperature":28.66,"humidity":48.94,"rainfall":0.0,"pressure":100.11,"windspeed":3.11,"winddirection":"-81.01,"pm2.5":24.92,"light":57.3,"soilhumidity":15.11,"oxygen":21,"CO2":400,"pH":7}。
其中，“data_dict”便表示当前键值对集合的名称，在实际应用中本领域技术人员可以根据需要命名。
“measure_time”可以这些环境数据的采集时间，“company_sid”可以表示目标作物种植区的标识号，“module_sid”可以表示香橙派开发板104的标识号，“Temperature”可以表示空气温度，“humidity”可以表示空气湿度，“rainfall”可以表示降雨量，“pressure”可以表示大气压强，“windspeed”可以表示风速，“winddirection”可以表示风向，“pm2.5”可以表示PM2.5浓度，“light”可以表示光照强度，“soilhumidity”可以表示土壤湿度，“oxygen”可以表示氧气浓度，“CO2”可以表示二氧化碳浓度，“pH”可以表示土壤PH值。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限制，在具体实现中，本领域技术人员可以根据需要设置需要采集存储的各种类型的环境数据对应的数据格式，本实施例对此不做限制。
此外，上述所说的环境数据管理服务器在实际应用中可以是不占用实际空间、方便扩展的云服务器，也可以是传统的物理服务器，在具体实现时，本领域技术人员可以根据需要进行设置，本实施例对此不做限制。
进一步地，在本实施例中，为了使香橙派开发板能够更好的应对各种实际情况，本实施例中提供的香橙派开发板在集成到该系统之前，还会对其进行自动更新功能的设置，从而使得香橙派开发板具备自动更新的功能。
关于香橙派开发板自动更新其上安装的相关应用程序的方式，大致如下：
香橙派开发板在处于启动状态之后，定时获取本地已安装程序对应的第一版本哈希值，以及通过所述无线网络通信设备从所述环境数据管理服务器获取可安装程序(具体为能够运行在香橙派开发板上的程序)对应的第二版本哈希值，并将所述第一版本哈希值与所述第二版本哈希值进行比较；在所述第一版本哈希值与所述第二版本哈希值不相同时，通过所述无线网络通信设备从所述环境数据管理服务器获取所述第二版本哈希值对应的可安装程序，并运行所述可安装程序，覆盖所述已安装程序.
通过上述描述不难发现，本实施例中提供的复杂环境下的农用环境采集方法，通过引入太阳能电池板和储能设备，将光能转化为电能为系统中的其他设备供电，从而可以使系统在供电困难的复杂环境下依旧可以正常使用，大大降低了对环境的要求，使得该系统能够更好的应用于复杂环境下的农业种植区，实现对该区域的环境数据的采集。
此外，本实施例中提供的复杂环境下的农用环境采集方法，通过采用自带存储区域的香橙派开发板来存储数据采集设备采集到的环境数据，在无线网络良好时才批量上传环境数据到指定的环境数据管理服务器，在保证系统稳定性的同时，也降低了对网络性能的要求，进一步降低了对环境的要求，使得该系统能够更好的应用于复杂环境下的农业种植区，实现对该区域的环境数据的采集；此外，通过设置香橙派开发板对数据采集设备采集到的若干组环境数据进行去除最大值、最小值，然后求平均的数据清洗方式，大大提高了环境数据的准确性，进而可以有效保证后续基于环境数据作出的应对措施的有效性；并且，在将处理后的环境数据上传到环境数据管理服务器时，通过将环境数据处理为键值对集合，大大增强了信息的稳健性，从而尽可能提高了数据表达的容错能力和可扩展能力。
此外，应当理解的是，由于本实施例中提供的复杂环境下的农用环境数据采集方法是应用于本发明任意实施例提供的复杂环境下的农用环境数据采集系统的，因而未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的复杂环境下的农用环境数据采集系统，此处不再赘述。
基于上述复杂环境下的农用环境数据采集方法的第一实施例，提出本发明应用于该系统的复杂环境下的农用环境数据采集方法的第二实施例。
参照图4，图4为本发明反爬虫方法第二实施例的流程示意图。
在第二实施例中，在步骤S50之前还包括：
步骤S00，所述香橙派开发板从本地获取香橙派开发板设备标识，并通过所述无线网络通信设备将所述香橙派开发板设备标识发送至所述环境数据管理服务器，以使所述环境数据管理服务器根据所述香橙派开发板设备标识和所述环境数据管理服务器的服务器设备标识生成加密因子，根据所述加密因子生成对应的目标私钥和目标公钥，并建立所述目标私钥与所述香橙派开发板设备标识之间的对应关系。
相应地，原步骤S50需要适应性的调整为步骤S50'中的操作：
步骤S50'，所述香橙派开发板接收所述目标公钥，并在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合后，根据所述目标公钥对所述键值对集合中的数据进行非对称加密，得到待传输密文，并通过所述无线网络通信设备将所述待传输密文上传到指定的环境数据管理服务器。
通过上述描述不难发现，本实施例中提供的复杂环境下的农用环境数据采集方法，通过根据香橙派开发板的设备标识和环境数据管理服务器的设备标识生成用于进行非对称加密的目标公钥和用于对加密后的数据进行解密的目标私钥，从而保证通过不同识别号的香橙派开发板上传的加密数据为采用不同密钥加密的数据，即不同香橙派开发板与环境数据管理服务器进行数据传输时，采用不用密钥，实现了各个数据传输通道(香橙派开发板与环境数据管理服务器之间的通道)之间的加密方式相互独立，避免了一个传输通道的密钥被破译便全部失守的情况发生，提升了整个系统的安全性。
此外，用于进行解密的目标私钥仅存储在环境数据管理服务器，不向任何设备发送，进一步提升了目标私钥的安全性，避免了传输过程被拦截现象的发生。
关于上述提到的非对称加密方式，由于已经相对成熟，本领域技术人员在实现该方案时，可以自行查阅相关资料，此处不再赘述。
此外，应当理解的是，由于本实施例中提供的复杂环境下的农用环境数据采集方法是应用于本发明任意实施例提供的复杂环境下的农用环境数据采集系统的，因而未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的复杂环境下的农用环境数据采集系统，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种复杂环境下的农用环境数据采集系统，其特征在于，所述系统包括：太阳能电池板、储能设备、数据采集设备、香橙派开发板和无线网络通信设备，所述香橙派开发板自带存储区域；
所述太阳能电池板，用于将光能转化为电能，并将转化后的电能存储到所述储能设备；
所述储能设备，用于为所述数据采集设备、所述香橙派开发板和所述无线网络通信设备供电；
所述数据采集设备，用于在预设周期内，以预设频率连续对目标作物种植区进行若干次环境数据的采集操作，得到若干组环境数据；
所述香橙派开发板，用于从所述数据采集设备获取所述若干组环境数据，从所述若干组环境数据中去掉最大值和最小值后取平均值，将获得的平均值作为所述目标作物种植区的当前环境数据，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库，所述本地数据库位于所述香橙派开发板自带的存储区域中；
所述香橙派开发板，还用于在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合，并通过所述无线网络通信设备将所述键值对集合上传到指定的环境数据管理服务器。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述香橙派开发板，还用于通过所述无线网络通信设备获取当前时刻的网络时间，将所述网络时间作为系统时间，并根据所述系统时间，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述复杂环境下的农用环境数据采集系统还包括：自带供电电池的时钟设备；
所述时钟设备，用于从所述储能设备和/或自带的供电电池处获取电能，并将当前显示的本地时间发送给所述香橙派开发板；
所述香橙派开发板，还用于在无法获取所述网络时间时，将所述时钟设备提供的本地时间作为所述系统时间，并根据所述系统时间，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本。
4.如权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述香橙派开发板，还用于从本地获取香橙派开发板设备标识，并通过所述无线网络通信设备将所述香橙派开发板设备标识发送至所述环境数据管理服务器，以使所述环境数据管理服务器根据所述香橙派开发板设备标识和所述环境数据管理服务器的服务器设备标识生成加密因子，根据所述加密因子生成对应的目标私钥和目标公钥，并建立所述目标私钥与所述香橙派开发板设备标识之间的对应关系；
所述香橙派开发板，还用于接收所述目标公钥，并在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合后，根据所述目标公钥对所述键值对集合中的数据进行非对称加密，得到待传输密文，并通过所述无线网络通信设备将所述待传输密文上传到指定的环境数据管理服务器。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述香橙派开发板，还用于获取本地已安装程序对应的第一版本哈希值，以及通过所述无线网络通信设备从所述环境数据管理服务器获取可安装程序对应的第二版本哈希值，并将所述第一版本哈希值与所述第二版本哈希值进行比较；在所述第一版本哈希值与所述第二版本哈希值不相同时，通过所述无线网络通信设备从所述环境数据管理服务器获取所述第二版本哈希值对应的可安装程序，并运行所述可安装程序，覆盖所述已安装程序。
6.一种复杂环境下的农用环境数据采集方法，其特征在于，应用于复杂环境下的农用环境数据采集系统，所述复杂环境下的农用环境数据采集系统包括：太阳能电池板、储能设备、数据采集设备、香橙派开发板和无线网络通信设备，所述香橙派开发板自带存储区域；
所述复杂环境下的农用环境数据采集方法包括以下步骤：
所述太阳能电池板将光能转化为电能，并将转化后的电能存储到所述储能设备；
所述储能设备为所述数据采集设备、所述香橙派开发板和所述无线网络通信设备供电；
所述数据采集设备在预设周期内，以预设频率连续对目标作物种植区进行若干次环境数据的采集操作，得到若干组环境数据；
所述香橙派开发板从所述数据采集设备获取所述若干组环境数据，从所述若干组环境数据中去掉最大值和最小值后取平均值，将获得的平均值作为所述目标作物种植区的当前环境数据，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库，所述本地数据库位于所述香橙派开发板自带的存储区域中；
所述香橙派开发板在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合，并通过所述无线网络通信设备将所述键值对集合上传到指定的环境数据管理服务器。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述香橙派开发板将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库的步骤之前，所述方法还包括：
所述香橙派开发板通过所述无线网络通信设备获取当前时刻的网络时间，将所述网络时间作为系统时间；
相应地，所述香橙派开发板将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库的步骤，包括：
根据所述系统时间，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本，并将所述字符串文本添加到本地数据库。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述复杂环境下的农用环境数据采集系统还包括：自带供电电池的时钟设备；
所述香橙派开发板通过所述无线网络通信设备获取当前时刻的网络时间的步骤之前，所述方法还包括：
所述时钟设备从所述储能设备和/或自带的供电电池处获取电能，并将当前显示的本地时间发送给所述香橙派开发板；
相应地，所述香橙派开发板在无法获取所述网络时间时，将所述时钟设备提供的本地时间作为所述系统时间，并根据所述系统时间，将所述当前环境数据组合成满足预设数据格式的字符串文本。
9.如权利要求6至8任一项所述的方法，其特征在于，所述香橙派开发板在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合，并通过所述无线网络通信设备将所述键值对集合上传到指定的环境数据管理服务器的步骤之前，所述方法还包括：
所述香橙派开发板从本地获取香橙派开发板设备标识，并通过所述无线网络通信设备将所述香橙派开发板设备标识发送至所述环境数据管理服务器，以使所述环境数据管理服务器根据所述香橙派开发板设备标识和所述环境数据管理服务器的服务器设备标识生成加密因子，根据所述加密因子生成对应的目标私钥和目标公钥，并建立所述目标私钥与所述香橙派开发板设备标识之间的对应关系；
所述香橙派开发板在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合，并通过所述无线网络通信设备将所述键值对集合上传到指定的环境数据管理服务器的步骤，包括：
所述香橙派开发板接收所述目标公钥，并在符合预设上传条件时，从本地数据库获取所述字符串文本，将所述字符串文本编译成满足预设格式的键值对集合后，根据所述目标公钥对所述键值对集合中的数据进行非对称加密，得到待传输密文，并通过所述无线网络通信设备将所述待传输密文上传到指定的环境数据管理服务器。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述香橙派开发板获取本地已安装程序对应的第一版本哈希值，以及通过所述无线网络通信设备从所述环境数据管理服务器获取可安装程序对应的第二版本哈希值，并将所述第一版本哈希值与所述第二版本哈希值进行比较；在所述第一版本哈希值与所述第二版本哈希值不相同时，通过所述无线网络通信设备从所述环境数据管理服务器获取所述第二版本哈希值对应的可安装程序，并运行所述可安装程序，覆盖所述已安装程序。
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