CN110754330A - 基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统 - Google Patents
基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110754330A CN110754330A CN201911201400.8A CN201911201400A CN110754330A CN 110754330 A CN110754330 A CN 110754330A CN 201911201400 A CN201911201400 A CN 201911201400A CN 110754330 A CN110754330 A CN 110754330A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transmission
- layer
- data
- lora
- network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N chloralodol Chemical compound CC(O)(C)CC(C)OC(O)C(Cl)(Cl)Cl QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 53
- 230000006855 networking Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000008447 perception Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 206010063385 Intellectualisation Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
- A01G25/16—Control of watering
- A01G25/167—Control by humidity of the soil itself or of devices simulating soil or of the atmosphere; Soil humidity sensors
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
一种基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统，包括感知层、网络层和应用层，所述感知层用于：采集农场内的各类传感器参数数据，如土壤墒情传感器，温湿度传感器等，所述网络层用于：利用LoRa无线自组网的数据传输网络进行数据的远距离传输，将感知层采集到的数字量数据通过移动互联网技术实现远距离传输至所述应用层，所述应用层用于：对所述传感器参数数据进行处理，根据操作模式、结合参数数据处理结果对不同类型的农场作物需求提供丰富的灌溉方案。本发明利用LoRa技术低功耗、远距离传输的优点，依托物联网思想实现农场环境参数数据的实时采集和传输至云系统，最终实现农场智能灌溉控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统，属于互联网+智慧农业的技术领域。
背景技术
随着水资源的日趋紧张和短缺，促使世界上许多国家，绝大部分是发达国家都在大力发展和使用节水灌溉技术。我国在研发智能节水灌溉系统方面起步较晚，大多数研究还处于实验室阶段或实地测试阶段，还没有形成规模。其中，实验室阶段的智能节水灌溉系统的通信方式大多采用GPRS网络方式或者Zigbee无线自组网方式。
随着物联网技术的不断发展，智能化、无线化、网络化必将是未来农业的发展方向，本系统将LoRa（Long Range）无线通信技术与智能节水灌溉技术相结合，通过无线自组网进行控制农场的灌溉并实时监测土壤墒情等，并将土壤墒情信息通过无线的方式传送至云系统。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统。
本发明具有低功耗、远距离传输等优点，应用到的大范围农场节水灌溉中能实现农场数据的传输和处理，针对ZigBee、WiFi、GPRS传统无线传感技术在农场等温室环境监测系统的不足，本发明利用LoRa技术低功耗、远距离传输的优点，依托物联网思想实现农场内参数数据的实时采集和传输，对所述传感器参数数据进行处理，根据操作模式、结合参数数据处理结果对不同类型的农场作物需求提供丰富的灌溉方案。
本发明的技术方案如下：
一种基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统，包括感知层、网络层和应用层。
所述感知层用于：采集农场内的各类传感器参数数据；如土壤墒情传感器，温湿度传感器等。
所述传输层用于：其主要负责数据的远距离传输，将感知层采集到的数字量数据通过移动互联网技术实现远距离传输至所述应用层。
所述应用层用于：对所述传感器参数数据进行处理，根据操作模式、结合参数数据处理结果对不同类型的农场作物需求提供丰富的灌溉方案。
所述的Lora模块使用SX1278芯片，采用扩频技术，具有低功耗、传输距离远、抗干扰性强等特点，集成32位高性能MCU，工作频率：410-441MHZ。
所述温湿度传感器采用DHT11传感器，湿度测量范围：20%-95%，湿度测量误差±5%。温度测量范围0度-50度，温度测量误差±2度。
本发明的技术优势在于：
本发明是基于物联网（internet of things）思想，通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中。本系统物联网结构分为感知层、网络层、应用层。
本发明利用传感网络技术构建整个感知层，使得数据的采集、传输、控制更为高效，增加整个农场控制系统工作效率，增大了系统的控制精度。
本发明利用最新LoRa无线通信技术，能够有效平衡网络层的功耗，让感知层的节点安装更自由，更方便。感知节点的丰富增强了系统的扩展性能，提高的数据的准确性，使得整个的控制更为精准。
本发明通过系统的搭建应用层可以实现了全自动化的操作。提供工作人员的操作优先级，能够随时切入自动控制以及退出控制等，增强了系统的操作性。
本发明将LoRa无线通信技术应用于大范围农场信息的采集与检测，最远通信距离可达3km甚至更远，适用于多节点远距离的农场。
本发明的系统采用中国移动物联网开放平台，为平台物联网应用提供了简便的云端接入、云存储、云计算和数据展现。
附图说明：
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实
施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1是本发明所述系统的系统整体构架图。
图2是本发明所述系统的Lora无线模块可支持多种传输方式。
图3是本发明中温湿度模块传感器DHT11。
图4是本发明中Lora无线模块。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做详细具体的说明,但是本发明的保护范围
并不局限于以下实施例。
一种基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统，其特征在于，该系统包括感知层、网络层和应用层，所述感知层用于：采集农场内的各类传感器参数数据；如土壤墒情传感器，温湿度传感器等，所述传输层用于：其主要负责数据的远距离传输，将感知层采集到的数字量数据通过移动互联网技术实现远距离传输至所述应用层，所述应用层用于：对所述传感器参数数据进行处理，根据操作模式、结合参数数据处理结果对不同类型的农场作物需求提供丰富的灌溉方案，其特征在于，所述网络层为利用LoRa无线自组网的数据传输网络。
一种基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统，其所述利用LORa组网的数据传输网络工作在以下模式切换：定向传输、透明传输。
定向传输：定向传输包括：点对点传输、广播监听，通过定点发射来控制响应设备的运转。比如打开\关闭阀门。
透明传输：所有节点都通过合理的配合地址、信道来实现一个自己的唯一节点ID，应用层通过ID去访问任意节点，来进行交互。
在利用LoRa组网的数据传输网络中，在所述定向传输和透明传输切换实现工作。本发明通过对LoRa传输模式的切换能够实现各种组网的要求，配合软件代码可以实现组网和中继功能，可以满足各种应用场景，透明传输简单，定向传输灵活，在智能农场中，系统的感知层中数据采集模块（传感器）的网络应用是工作在定点发送的模式，所有采集的传感器参数数据通过LoRa定点发送到应用层的专用数据接收模块，应用层再进行相关处理，而工作在定点模式下的数据采集模块（传感器）就避免了诸多节点数据传送的干扰，大大提高了系统工作的稳定性。
所述LoRa模块可支持多种数据传输模式：透明传输模式、定向传输模式，透明传输模式包括：点对点传输、点对多传输、监听模式，定向传输模式：点对点传输、广播监听。
Claims (4)
1.一种基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统，其特征在于，该系统包括感知层、网络层和应用层，所述感知层用于：采集农场内的各类传感器参数数据，如土壤墒情传感器，温湿度传感器等，所述传输层用于：其主要负责数据的远距离传输，将感知层采集到的数字量数据通过移动互联网技术实现远距离传输至所述应用层，所述应用层用于：对所述传感器参数数据进行处理，根据操作模式、结合参数数据处理结果对不同类型的农场作物需求提供丰富的灌溉方案，其特征在于，所述网络层为利用LoRa无线自组网的数据传输网络。
2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统，其特征在于，
所述利用LoRa组网的数据传输网络具有低功耗、传输距离远的优点，所述LoRa模块可支持多种数据传输模式：透明传输模式、定向传输模式，透明传输模式包括：点对点传输、点对多传输、监听模式，定向传输模式：点对点传输、广播监听，依托物联网思想实现农场环境参数数据的实时采集和传输至云系统，最终实现农场智能灌溉控制。
3.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统，其特征在于，
在利用LoRa自组网的数据传输网络中，数据传输稳定，效率高，不会遗漏数据信息。在所述应用层中包括多个外部传感器控制节点，所述外部控制节点实现阀门控制调节、实现湿温度调节：通过对所述外部控制节点进行分组，将处于同组的所述节点设置在同一信道。
4.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统，其特征在于，
在所述感知层内将各类传感器参数数据进行分类，将属于相同类型的环境参数数据设置为统一地址。所述各类传感器参数数据包括：土壤墒情数据采集、空气湿温度数据采集、田间气象信息采集、管道压力检测等。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911201400.8A CN110754330A (zh) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | 基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911201400.8A CN110754330A (zh) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | 基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110754330A true CN110754330A (zh) | 2020-02-07 |
Family
ID=69340125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911201400.8A Pending CN110754330A (zh) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | 基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110754330A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111345226A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-06-30 | 石河子大学 | 一种农田灌溉控制系统 |
| CN117742973A (zh) * | 2024-02-19 | 2024-03-22 | 中国电子科技集团公司第十五研究所 | 一种无人值守态势智能感知系统及其实现方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106212217A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-12-14 | 浙江恒合景观规划设计有限公司 | 智能化精量灌溉控制系统 |
| CN106258858A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-01-04 | 北京慧图科技股份有限公司 | 一种农业灌溉节水系统 |
| CN107483589A (zh) * | 2017-08-21 | 2017-12-15 | 中国石油大学胜利学院 | 基于LoRa技术的物联网智能农场监控系统 |
| CN109357706A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-02-19 | 山东理工大学 | 一种基于物联网的智能无线温室监测系统 |
| CN109952948A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 上海蒙毅实业有限公司 | 一种基于物联网的远程可视化智能灌溉系统 |
| CN110050673A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-26 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 一种智能灌溉管理系统 |
| CN211671724U (zh) * | 2019-11-29 | 2020-10-16 | 石河子大学 | 基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统 |
-
2019
- 2019-11-29 CN CN201911201400.8A patent/CN110754330A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106212217A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-12-14 | 浙江恒合景观规划设计有限公司 | 智能化精量灌溉控制系统 |
| CN106258858A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-01-04 | 北京慧图科技股份有限公司 | 一种农业灌溉节水系统 |
| CN107483589A (zh) * | 2017-08-21 | 2017-12-15 | 中国石油大学胜利学院 | 基于LoRa技术的物联网智能农场监控系统 |
| CN109952948A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 上海蒙毅实业有限公司 | 一种基于物联网的远程可视化智能灌溉系统 |
| CN109357706A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-02-19 | 山东理工大学 | 一种基于物联网的智能无线温室监测系统 |
| CN110050673A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-26 | 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 | 一种智能灌溉管理系统 |
| CN211671724U (zh) * | 2019-11-29 | 2020-10-16 | 石河子大学 | 基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111345226A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-06-30 | 石河子大学 | 一种农田灌溉控制系统 |
| CN117742973A (zh) * | 2024-02-19 | 2024-03-22 | 中国电子科技集团公司第十五研究所 | 一种无人值守态势智能感知系统及其实现方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201680857U (zh) | 监测农作物参数的无线传感器网络采集节点设备和系统 | |
| Satyanarayana et al. | Wireless sensor based remote monitoring system for agriculture using ZigBee and GPS | |
| CN201681071U (zh) | 多参数模块化养殖水环境无线监测系统 | |
| CN103048985A (zh) | 农情信息一体化采集装置 | |
| CN102130942A (zh) | 一种基于ZigBee、3G网络的温室无线远程植物生理生态监测系统 | |
| CN110754330A (zh) | 基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统 | |
| CN201905101U (zh) | 基于ZigBee和GPRS的远程果园智能灌溉系统 | |
| Qi et al. | Design of urban greening intelligent monitoring system based on internet of things technology | |
| Wang et al. | A new smart sensing system using LoRaWAN for environmental monitoring | |
| CN211671724U (zh) | 基于LoRa技术的物联网智能节水灌溉系统 | |
| Zhang | Design of the node system of wireless sensor network and its application in digital agriculture | |
| CN103077594A (zh) | 基于ZigBee的风电场无线数据采集系统 | |
| CN103853108A (zh) | 一种大棚农作物的智能化管理系统 | |
| CN104807498A (zh) | 一种基于Zigbee和3G技术的农田环境无线监测系统 | |
| Shang et al. | Greenhouse wireless monitoring system based on the zigbee | |
| Gao | Research on Information Sensing and Transmitting Technology for Island Using 5G System | |
| CN203100772U (zh) | 带定位的农田信息智能采集节点 | |
| CN205404848U (zh) | 一种基于树莓派的多气象传感器数据采集系统 | |
| CN202599934U (zh) | 基于Zigbee和GPRS的环境空气检测系统 | |
| CN105259955A (zh) | 一种基于林业物联网的苗木种植智能管控系统 | |
| CN202583050U (zh) | 一种二氧化碳检测节点 | |
| CN207075026U (zh) | 一种物联网监控系统 | |
| CN201533413U (zh) | 一种农业环境无线监控系统用网关节点 | |
| CN204730880U (zh) | 基于Zigbee智能网络数字型环境检测装置 | |
| Zhang et al. | Design of “Internet+”-Based Intelligent Greenhouse Control System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |