CN110913361B - 一种农田节点网络系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种农田节点网络系统，包括处于多个固定位置的节点、用户终端、车载终端，其中节点中的智能卡包括DTN网关，并与对应终端进行数据传输，基于ad hoc网络进行结果数据延时传输。另外，还提供一种基于所述农田节点网络系统的农田节点网络数据传输方法。上述系统和方法对于农田整体进行全面监控和分析，即使在网络不畅或者中断的情况下，也可以进行异常信息的广播，可以及时发现问题，保证了农田生产的正常进行，提高了生产效率。

Description

一种农田节点网络系统
技术领域
本发明涉及智能农业领域，特别是涉及一种农田节点网络系统。
背景技术
农田生态系统是以农作物为中心的生物群落与其生态环境间在能力和物质交换及其相互作用上锁构成的一种人工建立的生态系统。其最重要的生产功能是提供足够的农产品以满足人类的需要，是人类最基本物质能量的来源。目前，我国农田生态系统的安全面临着危机，农田数量锐减，质量下降；农田污染严重，导致农产品中有毒物质超标，农业用水短缺等一系列的问题,已严重威胁农业的可持续发展和人类的生命健康。
农业生产中，尤其是对于农田中出现的问题经常无法及时发现或者得不到快速的解决，导致了生产效率较低，造成一定的经济损失。
发明内容
这个部分提供了本公开的一般概要，而不是其全部范围或其全部特征的全面披露。
本公开的目的在于提供一种农田节点网络系统，包括处于多个固定位置的节点、用户终端、车载终端；所述节点包括第一节点、第二节点和第三节点，每一个节点包括传感器和智能卡；
所述第一节点中的传感器，用于采集农田内数据；
所述第一节点中的智能卡，用于接收该节点内传感器发送的数据，并进行简单测算分析后，将分析结果发送到第二节点和第三节点；
所述第二节点中的智能卡包括DTN网关，并与用户终端进行数据传输，用于接收第一节点发送的数据，并且基于ad hoc网络进行结果数据延时传输。
所述第三节点中的智能卡包括DTN网关，并与车载终端进行数据传输，用于接收第一节点发送的数据，并且基于ad hoc网络进行结果数据延时传输。
所述用户终端，用于在农田节点区域内的行人道路移动的过程中，连续接收各个第二节点智能卡的基于DTN的数据传输，并将接收的数据实时或者延迟发送到用户控制中心；
所述车载终端，用于在通过农田周边机动车道路经过农田时，接收各个第三节点基于ad hoc网络的临时数据传输，并通过车载终端中智能卡的将该数据携带延时传输到随后经过的用户控制中心。
优选的，其中所述多个固定位置的节点包括在农田中方便采集农田内相关参数的多个位置的第一节点、在农田中靠近机动车道路的多个位置的第二节点以及在农田中行人道路两边的多个位置的第三节点。
优选的，在农田中的农作物种植区域与行人道路交界线上，按照一定间隔放置第二节点，并且第二节点基于短距离通信方式与对应区域的部分第一节点通信。
优选的，在农田中的农作物种植区域与行人道路交界线上，按照一定间隔放置第三节点，并且第三节点基于短距离通信方式与对应区域的部分第一节点通信。
优选的，所述第二节点和第三节点中的智能卡还用于在接收到第一节点的数据后进行计时，如果等待时间超过阈值而没有发送到用户终端或者车载终端，则将该数据删除，并通知第一节点采集和发送新的数据。
本发明还提供一种农田节点网络数据传输方法，预先在多个固定位置设置多个节点；
(1)根据经验或者特殊农作物的需要，预先在农田中多个特定位置放置多个第一节点。其中所述第一节点包括智能卡和传感器；
(2)启动第一节点后，采集该节点所处农田区域参数；
(3)接收传感器采集的农田区域参数，并基于短距离通信网络发送到可以连接到的所述第二节点或者所述第三节点；
(4)接收到第一节点发送的农田区域参数后，对参数进行分析，并根据分析结果进行对应参数或者异常数据的临时存储，同时，启动计时器开始计时；
(5)接收到所述计时器的通知之前，搜索到可以连接的对应终端时，将临时存储的农田区域参数和/或异常结果数据基于DTN网络发送到对应终端；
(6)通过运营商网络或者其他短距离通信网络发送到用户控制中心。
优选的，其中在农田中的多个位置设置采集农田内相关参数的第一节点，在农田中靠近机动车道路的多个位置设置第二节点以及在农田中行人道路两边的多个位置设置第三节点。
有益效果：对于农田整体进行全面监控和分析，即使在网络不畅或者中断的情况下，也可以进行异常信息的广播，可以及时发现问题，保证了农田生产的正常进行，提高了生产效率。
从在此提供的描述中，进一步的适用性区域将会变得明显。这个概要中的描述和特定例子只是为了示意的目的，而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
在此描述的附图只是为了所选实施例的示意的目的而非全部可能的实施，并且不旨在限制本公开的范围。在附图中：
图1是农田节点网络系统示意图；
图2是农田节点网络数据传输方法流程图。
虽然本公开容易经受各种修改和替换形式，但是其特定实施例已作为例子在附图中示出，并且在此详细描述。然而应当理解的是，在此对特定实施例的描述并不打算将本公开限制到公开的具体形式，而是相反地，本公开目的是要覆盖落在本公开的精神和范围之内的所有修改、等效和替换。要注意的是，贯穿几个附图，相应的标号指示相应的部件。
具体实施方式
现在参考附图来更加充分地描述本公开的例子。以下描述实质上只是示例性的，而不旨在限制本公开、应用或用途。
提供了示例实施例，以便本公开将会变得详尽，并且将会向本领域技术人员充分地传达其范围。阐述了众多的特定细节如特定部件、装置和方法的例子，以提供对本公开的实施例的详尽理解。对于本领域技术人员而言，不需要使用特定的细节，示例实施例可以用许多不同的形式来实施，它们都不应当被解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，没有详细地描述众所周知的过程、众所周知的结构和众所周知的技术。
下面将对本公开内容所提出的技术问题进行详细说明。需要注意的，该技术问题仅是示例性的，目的不在于限制本发明的应用。
本发明提供一种农田节点网络系统，如图1所示，包括处于多个固定位置的节点、用户终端、车载终端。
其中节点包括传感器和智能卡，所述多个固定位置的节点包括在农田中方便采集农田内相关参数的多个位置的第一节点、在农田中靠近机动车道路的多个位置的第三节点以及在农田中行人道路两边的多个位置的第二节点。
所述第一节点中的传感器采集农田内数据，该数据为农作物种植和生长相关的多个参数，如温度、湿度和风速等。
所述第一节点中的智能卡，用于接收该节点内传感器发送的数据，并进行简单测算分析后，将分析结果发送到第二节点和第三节点。
所述第二节点中的智能卡包括DTN网关，并与用户终端进行数据传输。该第二节点的智能卡用于接收第一节点发送的数据，并且基于ad hoc网络进行结果数据延时传输。
所述第三节点中的智能卡包括DTN网关，并与车载终端进行数据传输。该第三节点的智能卡用于接收第一节点发送的数据，并且基于ad hoc网络进行结果数据延时传输。
所述用户终端，用于在农田节点区域内的行人道路移动的过程中，连续接收各个第二节点智能卡的基于DTN的数据传输，并将接收的数据实时或者延迟发送到用户控制中心。
所述车载终端，用于在通过农田周边机动车道路经过农田时，接收各个第三节点基于ad hoc网络的临时数据传输，并通过车载终端中的智能卡将该数据携带延时传输到随后经过的用户控制中心。
所述第二节点和第三节点中的智能卡还用于在接收到第一节点的数据后进行计时，如果等待时间超过阈值而没有发送到用户终端或者车载终端，则将该数据删除，并通知第一节点采集和发送新的数据。
在实际应用过程中，上述各个设备通过如下方式进行配合工作。
根据经验或者特殊农作物的需要，预先在农田中多个特定位置放置多个第一节点。所述第一节点包括智能卡和传感器。
在农田中的农作物种植区域与行人道路交界线上，按照一定间隔放置第二节点，并且第二节点基于短距离通信方式与对应区域的部分第一节点通信，该间隔满足两个条件：1、保证放置任意一个所述第一节点的数据可以被对应的至少一个所述第二节点接收；2、保证放置的多个第二节点中的至少一个可以将数据完整地传输到用户终端。
根据上述条件和短距离通信范围，将多个第二节点间隔放置在农田中，同时，将若干个第二节点放置在行人必经的道路口或者特殊点边上，由于行人行进速度较慢，所以在一定短距离通信范围内放置一个第二节点即可。
在农田中的农作物种植区域与行人道路交界线上，按照一定间隔放置第三节点，并且第三节点基于短距离通信方式与对应区域的部分第一节点通信，该间隔满足两个条件：1、保证放置任意一个所述第一节点的数据可以被对应的至少一个所述第三节点接收；2、保证放置的多个第三节点中的至少一个可以将数据完整地传输到车载终端。
根据上述条件和短距离通信范围，将多个第三节点间隔放置在农田中，同时，由于车辆行进速度较快，所以在一定短距离通信范围内放置2-3个第三节点同时进行数据传输，并且仅将少量的文字或者数字序列等信息进行传输即可。
设置完成后，启动各个节点进行正常工作，具体过程如下。主要涉及没有运营商网络的情况。
启动第一节点后，其中的智能卡控制传感器采集该节点所处农田区域参数。
所述所处农田区域为传感器可以感测到的，预先设定的区域，而整个农田有多个所述设定的区域组成。所述参数为农作物种植或者农田环境参数，如温度、湿度、风速等。
所述第一节点中的智能卡接收传感器采集的农田区域参数，并基于短距离通信网络发送到可以连接到的所述第二节点或者所述第三节点。接收到上述参数的第二节点或者第三节点可以是一个，也可以是一个或者多个第二节点和第三节点同时接收到上述参数。
所述第二节点的智能卡接收到第一节点发送的农田区域参数后，对参数进行分析，如果分析结果表示没有异常，则临时存储该农田区域参数，同时，所述第二节点的计时器开始计时；如果分析结果表示存在异常，则临时存储该农田区域参数以及异常结果数据，同时，所述第二节点的计时器开始计时，并将该异常结果数据和农田区域参数发送到其它可以连接到的所述第二节点或者第三节点。
所述第二节点的所述计时器在持续时间到达预设时间时，向本节点中的智能卡发出通知。
所述第二节点的智能卡在接收到所述计时器的通知之前，搜索到可以连接的用户终端时，将临时存储的农田区域参数和/或异常结果数据基于DTN网络发送到用户终端。
所述第二节点的智能卡在接收到所述计时器的通知之前，没有搜索到可以连接的用户终端时，在接收到通知时，删除临时存储的农田区域参数和/或异常结果数据。
所述农田区域参数和/或异常结果数据存储大小通过用户终端的平均移动速度和DTN网络的平均网速计算得到的。这样可以保证用户终端经过时，尽可能接收到完整的农田区域参数和/或异常结果数据。
所述用户终端随后通过运营商网络或者其他短距离通信网络发送到用户控制中心。
另一方面，所述第三节点的智能卡接收到第一节点发送的农田区域参数后，对参数进行分析，如果分析结果表示没有异常，则临时存储该农田区域参数中少量主要数据信息，同时，所述第三节点的计时器开始计时；如果分析结果表示存在异常，则仅仅临时存储异常结果数据，同时，所述第三节点的计时器开始计时，并将该异常结果数据发送到其它可以连接到的所述第二节点或者第三节点。
所述第三节点的所述计时器在持续时间到达预设时间时，向本节点中的智能卡发出通知。
所述第三节点的智能卡在接收到所述计时器的通知之前，搜索到可以连接的车载终端时，将临时存储的农田区域参数中少量主要数据信息和/或异常结果数据基于DTN网络发送到车载终端。
所述第三节点的智能卡在接收到所述计时器的通知之前，没有搜索到可以连接的用户终端时，在接收到通知时，删除临时存储的农田区域参数中少量主要数据信息和/或异常结果数据。
所述农田区域参数中少量主要数据信息和/或异常结果数据存储大小通过车载终端的平均移动速度和DTN网络的平均网速计算得到的。这样可以保证车载终端经过时，尽可能接收到完整的主要数据和/或异常结果数据。
所述车载终端随后通过运营商网络或者其他短距离通信网络发送到用户控制中心。
本发明还提供一种农田节点网络数据传输方法，预先在多个固定位置设置多个节点。
其中包括在农田中的多个位置设置采集农田内相关参数的第一节点，在农田中靠近机动车道路的多个位置设置第三节点以及在农田中行人道路两边的多个位置设置第二节点。
如图2所示，该方法具体包括：
(1)根据经验或者特殊农作物的需要，预先在农田中多个特定位置放置多个第一节点。其中所述第一节点包括智能卡和传感器。
具体为：在农田中的农作物种植区域与行人道路交界线上，按照一定间隔放置第二节点，并且第二节点基于短距离通信方式与对应区域的部分第一节点通信，该间隔满足两个条件：1、保证放置的多个第二节点可以接收到所有第一节点的数据；2、保证放置的多个第二节点中的至少一个可以将数据完整地传输到用户终端。
根据上述条件和短距离通信范围，将多个第二节点间隔放置在农田中，同时，将若干个第二节点放置在行人必经的道路口或者特殊点边上，由于行人行进速度较慢，所以在一定短距离通信范围内放置一个第二节点即可。
在农田中的农作物种植区域与行人道路交界线上，按照一定间隔放置第三节点，并且第三节点基于短距离通信方式与对应区域的部分第一节点通信，该间隔满足两个条件：1、保证放置的多个第三节点可以接收到所有第一节点的数据；2、保证放置的多个第三节点中的至少一个可以将数据完整地传输到车载终端。
根据上述条件和短距离通信范围，将多个第三节点间隔放置在农田中，同时，由于车辆行进速度较快，所以在一定短距离通信范围内放置2-3个第三节点同时进行数据传输，并且仅将少量的文字或者数字序列等信息进行传输即可。
设置完成后，启动各个节点进行正常工作。上述方法主要涉及没有运营商网络的情况。
(2)启动第一节点后，采集该节点所处农田区域参数。
所述所处农田区域为传感器可以感测到的，预先设定的区域，而整个农田有多个所述设定的区域组成。所述参数为农作物种植或者农田环境参数，如温度、湿度、风速等。
(3)接收传感器采集的农田区域参数，并基于短距离通信网络发送到可以连接到的所述第二节点或者所述第三节点。
接收到上述参数的所述第二节点或者所述第三节点可以是一个，也可以是一个或者多个第二节点和第三节点同时接收到上述参数。
(4)接收到第一节点发送的农田区域参数后，对参数进行分析，并根据分析结果进行对应参数或者异常数据的临时存储，同时，启动计时器开始计时。
具体为：第一种情况下，如果分析结果表示没有异常，则临时存储该农田区域参数，同时，启动计时器开始计时；如果分析结果表示存在异常，则临时存储该农田区域参数以及异常结果数据，同时，启动计时器开始计时，并将该异常结果数据和农田区域参数发送到其它可以连接到的所述第二节点或者第三节点。
第二种情况下，如果分析结果表示没有异常，则临时存储该农田区域参数中少量主要数据信息，同时，启动计时器开始计时；如果分析结果表示存在异常，则仅仅临时存储异常结果数据，同时，启动计时器开始计时，并将该异常结果数据发送到其它可以连接到的所述第二节点或者第三节点。
(5)接收到所述计时器的通知之前，搜索到可以连接的对应终端时，将临时存储的农田区域参数和/或异常结果数据基于DTN网络发送到对应终端。
具体为：在持续时间到达预设时间时，向本节点中的智能卡发出通知。
在接收到所述计时器的通知之前，搜索到可以连接的用户终端时，将临时存储的农田区域参数和/或异常结果数据基于DTN网络发送到用户终端。
在接收到所述计时器的通知之前，没有搜索到可以连接的用户终端时，在接收到通知时，删除临时存储的农田区域参数和/或异常结果数据。
所述农田区域参数和/或异常结果数据存储大小通过用户终端的平均移动速度和DTN网络的平均网速计算得到的。这样可以保证用户终端经过时，尽可能接收到完整的农田区域参数和/或异常结果数据。
和/或，在接收到所述计时器的通知之前，搜索到可以连接的车载终端时，将临时存储的农田区域参数中少量主要数据信息和/或异常结果数据基于DTN网络发送到车载终端。
在接收到所述计时器的通知之前，没有搜索到可以连接的用户终端时，在接收到通知时，删除临时存储的农田区域参数中少量主要数据信息和/或异常结果数据。
所述农田区域参数中少量主要数据信息和/或异常结果数据存储大小通过车载终端的平均移动速度和DTN网络的平均网速计算得到的。这样可以保证车载终端经过时，尽可能接收到完整的主要数据和/或异常结果数据。
(6)通过运营商网络或者其他短距离通信网络发送到用户控制中心。
以上参照附图描述了本公开的优选实施例，但是本公开当然不限于以上示例。本领域技术人员可在所附权利要求的范围内得到各种变更和修改，并且应理解这些变更和修改自然将落入本公开的技术范围内。
例如，在以上实施例中包括在一个单元中的多个功能可以由分开的装置来实现。替选地，在以上实施例中由多个单元实现的多个功能可分别由分开的装置来实现。另外，以上功能之一可由多个单元来实现。无需说，这样的配置包括在本公开的技术范围内。
在该说明书中，流程图中所描述的步骤不仅包括以所述顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行地或单独地而不是必须按时间序列执行的处理。此外，甚至在按时间序列处理的步骤中，无需说，也可以适当地改变该顺序。
以上虽然结合附图详细描述了本公开的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本公开，而并不构成对本公开的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本公开的实质和范围。因此，本公开的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

Claims (10)

1.一种农田节点网络系统，包括处于多个固定位置的节点、用户终端、车载终端；所述节点包括第一节点、第二节点和第三节点，每一个节点包括传感器和智能卡；所述第一节点中的传感器，用于采集农田内数据；所述第一节点中的智能卡，用于接收该节点内传感器发送的数据，并进行简单测算分析后，将分析结果发送到第二节点和第三节点；所述第二节点中的智能卡包括DTN网关，并与用户终端进行数据传输，用于接收第一节点发送的数据，并且基于ad hoc网络进行结果数据延时传输；所述第三节点中的智能卡包括DTN网关，并与车载终端进行数据传输，用于接收第一节点发送的数据，并且基于ad hoc网络进行结果数据延时传输；所述用户终端，用于在农田节点区域内的行人道路移动的过程中，连续接收各个第二节点智能卡的基于DTN的数据传输，并将接收的数据实时或者延迟发送到用户控制中心；所述车载终端，用于在通过农田周边机动车道路经过农田时，接收各个第三节点基于adhoc网络的临时数据传输，并通过车载终端中智能卡将该数据携带延时传输到随后经过的用户控制中心。
2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，其中所述多个固定位置的节点包括在农田中方便采集农田内相关参数的多个位置的第一节点、在农田中靠近机动车道路的多个位置的第三节点以及在农田中行人道路两边的多个位置的第二节点。
3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，在农田中的农作物种植区域与行人道路交界线上，按照一定间隔放置第二节点，并且第二节点基于短距离通信方式与对应区域的部分第一节点通信。
4.根据权利要求2所述系统，其特征在于，在农田中的农作物种植区域与行人道路交界线上，按照一定间隔放置第三节点，并且第三节点基于短距离通信方式与对应区域的部分第一节点通信。
5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述第二节点和第三节点中的智能卡还用于在接收到第一节点的数据后进行计时，如果等待时间超过阈值而没有发送到用户终端或者车载终端，则将该数据删除，并通知第一节点采集和发送新的数据。
6.一种基于权利要求1所述农田节点网络系统的农田节点网络数据传输方法，预先在多个固定位置设置多个节点；(1)根据经验或者特殊农作物的需要，预先在农田中多个特定位置放置多个第一节点，其中所述第一节点包括智能卡和传感器；(2)启动第一节点后，采集该节点所处农田区域参数；(3)接收传感器采集的农田区域参数，并基于短距离通信网络发送到可以连接到的所述第二节点或者所述第三节点；(4)接收到第一节点发送的农田区域参数后，对参数进行分析，并根据分析结果进行对应参数或者异常数据的临时存储，同时，启动计时器开始计时；(5)接收到所述计时器的通知之前，搜索到可以连接的对应终端时，将临时存储的农田区域参数和/或异常结果数据基于DTN网络发送到对应终端；(6)通过运营商网络或者其他短距离通信网络发送到用户控制中心；所述用户终端，用于在农田节点区域内的行人道路移动的过程中，连续接收各个第二节点智能卡的基于DTN的数据传输，并将接收的数据实时或者延迟发送到用户控制中心；所述车载终端，用于在通过农田周边机动车道路经过农田时，接收各个第三节点基于ad hoc网络的临时数据传输，并通过车载终端中智能卡将该数据携带延时传输到随后经过的用户控制中心。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，其中在农田中的多个位置设置采集农田内相关参数的第一节点，在农田中靠近机动车道路的多个位置设置第二节点以及在农田中行人道路两边的多个位置设置第三节点。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，在农田中的农作物种植区域与行人道路交界线上，按照一定间隔放置第二节点，并且第二节点基于短距离通信方式与对应区域的部分第一节点通信。
9.根据权利要求7所述方法，其特征在于，在农田中的农作物种植区域与行人道路交界线上，按照一定间隔放置第三节点，并且第三节点基于短距离通信方式与对应区域的部分第一节点通信。
10.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述第二节点和第三节点中的智能卡还用于在接收到第一节点的数据后进行计时，如果等待时间超过阈值而没有发送到用户终端或者车载终端，则将该数据删除，并通知第一节点采集和发送新的数据。
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