CN113055842B - 一种基于物联网的植株数据精准传输方法及系统 - Google Patents

一种基于物联网的植株数据精准传输方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113055842B
CN113055842B CN202110260368.1A CN202110260368A CN113055842B CN 113055842 B CN113055842 B CN 113055842B CN 202110260368 A CN202110260368 A CN 202110260368A CN 113055842 B CN113055842 B CN 113055842B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
detection box
detection
inspection device
farmland
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.)
Active
Application number
CN202110260368.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113055842A (zh
Inventor
熊紫兰
李孟琦
陆晨
王渝淇
王兵凯
李雨菡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN202110260368.1A priority Critical patent/CN113055842B/zh
Publication of CN113055842A publication Critical patent/CN113055842A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113055842B publication Critical patent/CN113055842B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/38Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for collecting sensor information
    • GPHYSICS
    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07CTIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C1/00Registering, indicating or recording the time of events or elapsed time, e.g. time-recorders for work people
    • G07C1/20Checking timed patrols, e.g. of watchman
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16YINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y10/00Economic sectors
    • G16Y10/05Agriculture
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16YINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y20/00Information sensed or collected by the things
    • G16Y20/10Information sensed or collected by the things relating to the environment, e.g. temperature; relating to location
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16YINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y40/00IoT characterised by the purpose of the information processing
    • G16Y40/10Detection; Monitoring
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01Protocols
    • H04L67/12Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

本发明属于电通信技术领域,公开了一种基于物联网的植株数据精准传输方法及系统,当主机设备行进到农田检测盒子前方,检测到彼此距离小于一定值,双方开始进行对码;目标检测盒子向主机设备发送自己的序号信息,主机设备向检测盒子发送验证信号,当检测盒子接收到信号后,目标检测盒子向主机设备发送回馈信号,主机设备接收到信号后,双方完成对码,即开始传输检测数据;当双方检测到距离大于一定值时,数据接收完毕,检测盒子停止发送数据,同时主机设备也停止接收数据,直到主机设备行进到下一检测盒子前重复上述步骤。本发明可对不同植株内的环境检测数据进行分组管理及根据环境状况进行调控,同时可辅助巡检装置巡检路线的确定。

Description

一种基于物联网的植株数据精准传输方法及系统
技术领域
本发明属于电通信技术领域,尤其涉及一种基于物联网的植株数据精准传输方法及系统。
背景技术
目前,随着农业生产规模的扩大以及农业现代化进程的推进,如何实现实时检测不同区域内的农田环境,辅助管理和预测农田信息,亟需一种更加方便快捷的农田环境检测方式。
物联网即“万物相连的互联网”,是在已有互联网基础上的对功能进行拓展形成的技术,将各种不同的传感设备与驱动设备等连入到互联网中,共同组成网络,以实现在远端对不同物件的信息获取及控制。随着物联网技术的发展以及人们对环境检测的实时性及便捷性等要求的提高,物联网技术在农业的应用也引起了人们的重视。
传统农场并不重视环境数据的检测与调控,检测方法也十分简单与理想化,对大型农场不同区域内的环境状况并不能掌控,也无法远程观察检测数据。将物联网技术应用到农业生产中,可以更精确地掌握不同区域内,甚至个体植株所处位置的农场环境信息,且可进行远端观测,同时减少有线数据传输在农场应用的复杂性,提高农场管理水平,加速农场生产的现代化进程。
检测盒子与巡检装置的无线数据通讯方法可以通过WIFI模块、蓝牙模块、ZigBee模块等实现,为方便进行后续功能拓展,比如研发相关的手机远程监控APP等功能,本发明基于物联网思想,选用WIFI模块进行设计。
很多现有的基于物联网的农田环境检测系统的硬件暴露且分散于环境中,需要较繁琐的布线,由于农场环境变化较大,暴露在外的传感器易受环境影响,且网络连接的稳定性也会受到影响,同时在农田环境中供电与布线问题也会变得复杂且不够稳定。
又由于在农田环境中,会设置大量的检测节点,数据采集及传输的稳定性、检测节点设置及检修的便捷性显得更为重要。因此减小农场环境对电子元件及其布线的影响,设计一个防水且内部集成了供电模块、控制模块、检测模块、驱动模块及无线传输模块的高集成度可充电检测盒子具有重要意义。
另外,现有的基于物联网的农田环境检测系统多为固定平台作为接收控制端,由远离农田环境的接收端进行数据的汇总、处理与反馈,不进入到农场环境中,在数据传输过程中需对大量传输节点的传输进程与编号识别进行精准地控制。在大量检测节点同时传输数据时对接收端要求较高,接收端接收消息速度较慢时容易造成阻塞;而分批次多时段传输数据时,多个分散的检测节点之间时间次序并不易控制,传输协议较为复杂。同时远端接受的方法对于获取每颗作物的实时图像信息获取较为复杂,需要在每颗植株均安置摄像头,成本较高且维护复杂。在面前大规模农田时,如何对检测过程中的不同植株进行精准区分并采集数据,减少数据传输过程中的传送错误与数据丢失十分重要。
本发明所设计的方案针对与巡检装置结合的农田检测方案设计,接收装置保持移动状态,在农田中进行巡检,逐个进行数据采集。而现有的精准区分及定位方法正在面对高精度要求且多节点系统时,对处理器及定位芯片的要求会非常高,且修改巡检路线及进程会较为复杂,成本较高。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:
(1)现有的农田状态检测多采用人工检测和记录,消耗较多人力且数据复杂繁琐不易整理;有线数据传输又面临着农田环境状况复杂多变,易对线路造成损伤的弊端;而现有远端技术中,对于大范围农场单个植株的生长环境信息获取的传输协议较为复杂,传输过程中易发生传输错误及漏传等现象,而高精度的方案对设备要求较高,成本较高。
(2)在农田环境中没有通过设计一款集成控制模块、无线模块及多个传感模块及调控模块的农田环境检测盒子,不能实现利用数据采集移动端与环境检测盒子之间的通讯与数据传输,以及不能实现数据采集移动端对不同植株的区分及数据收集,不便进行后续数据处理与环境预测、控制等功能,而且农田精准管理效果差。
(3)对于较高成本的信息检测装置(如摄像头等),远端接收端要采集此类信息时需在每个目标植株均设置相应的检测装置,成本较高且操作复杂,对传输系统的压力也进一步提升,同时进行功能拓展时的工作量也巨大。
(4)大多数农田巡检装置在巡检过程中有固定的路线,对处理器和定位芯片要求较高,且相应的修改路线的复杂程度也较高。
解决以上问题及缺陷的难度为:
实现多数据集成的无线数据传输则硬件成本高,同时无数条线路同时传输数据、图像信息等较复杂数据信息的采集、农田复杂的环境状况对于整个系统的集成和控制增加了难度。如何通过更为简单的传输协议实现对系统的可靠检测十分重要。因此在检测过程中检测端与采集端的互相确认过程是确保数据传输准确性的关键。同时对于巡检装置,巡检路线的准确性也尤为重要。所以我们这里提供了这样的精准检测方式及系统。
解决以上问题及缺陷的意义为:
本发明设计了一款集成了控制模块、无线模块和多个传感模块等部分的农田环境传输盒子,极大地减小了检测装置工作的准确性受农田环境的影响程度,提高了系统工作的稳定性,系统布置更为简洁便利,保证了对农田内单棵植株的数据可靠、稳定检测和传输。
本发明中通过巡检装置的巡检次序控制不同检测节点的传输次序,逐个传输,控制简单且准确率较高。同时农田的信息检测装置可由植株处检测盒子内配置的检测端与巡检装置上移动的检测端配合使用,极大地降低了成本,同时便于进行功能的扩充。巡检装置可替代管理人员对农场具体情况进行检测并且可以结合控制系统实现对农田环境状况的收集、预测及一定程度范围的控制。在实现智能化控制、管理的同时,节省了大量的人力、物力,用较为简单且成本较低的方法实现了可靠的无线精准传输。
本发明采用距离传感器与无线数据通讯相结合的方法实现两者之前的“对码”及确认,实现数据的无线传输,巡检装置在巡检过程中逐个收集单颗植株的生长环境数据,确保了数据传输的准确性,同时巡检路线也由距离传感器、无线数据通讯及定位芯片结合确定,距离传感器的检测阈值调节方便,面对不同大小的植株进行巡检时,此方法使得巡检路线的订正更为便捷。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于物联网的植株数据精准传输方法及系统。
本发明是这样实现的,一种基于物联网的植株数据精准传输方法,包括以下步骤:
S1,设置多个农田检测盒子分布于农田中不同植株前,正常状态下处于待机状态,测量前方物体距检测盒子的距离,同时还可以检测农田不同区域内环境状况;
S2,需配合收集检测数据用的数据采集移动端等,即巡检装置作为检测系统主机的设备使用,当主机设备行进到农田检测盒子前方时,检测到彼此距离小于一定值时,双方开始进行“对码”;
S3,目标检测盒子向主机设备发送自己的序号信息,主机设备向检测盒子发送验证信号,当检测盒子接收到信号后,目标检测盒子向主机设备发送回馈信号,主机设备接收到信号后,双方完成对码,即可开始传输检测数据;
S4,当双方检测到距离大于一定值时,数据接收完毕,检测盒子停止发送数据,同时主机设备也停止接收数据;
S5,当主机设备到达下一个检测盒子前时,重复S2~S4。
进一步,所述步骤S1中,农田检测盒子内部封装了stm32控制模块、距离传感器、WIFI模块、移动电源。另外可集成多种用于采集农田信息的传感器,比如温湿度传感器、土壤湿传感器、光照传感器、二氧化碳浓度传感器、风速传感器等;还可在检测盒子内增设环境调控模块,比如根据土壤湿度对农田进行灌溉等。
进一步,所述步骤S1中,不同的检测盒子拥有各自的编号进行区分,可实现对单颗植株的检测,同时确保主机设备采集数据的准确性与独立性,避免混淆。
进一步,所述步骤S2中,系统设计思想为分布式检测系统,收集检测数据用的数据采集移动端,即巡检装置,除相应的控制模块、动力模块外,还包括有信息接收模块,即辅助进行信息接收及定位的主要为距离传感器和WIFI模块;还可增设信息采集模块,多选用成本较高且可远距离采集的模块于此部分,如摄像头等图像采集模块;还可增设可远距离执行的环境调控模块等。
进一步,所述步骤S2中,当且仅有检测盒子和主机设备的距离传感器所测得距离值均小于提前设定的距离值时,才进行后续WIFI模块的对码过程。此功能的设置可以避免其他物体偶然遮挡在检测盒子或主机设备前时控制系统进行错误判断与数据传输,导致系统进程紊乱,错误传输数据等情况的发生。
进一步,所述步骤S3中,检测盒子发送的验证信号为针对不同检测盒子的序号信息,根据接收到的检测盒子序号信息发生变化,代表所要匹配的目标检测盒子序号,只有相应的检测盒子可以对此信号做出反应,并发送回馈信号向主机设备表明目标检测盒子已完成匹配,并开始传输传感器相应数据,主机设备接收到相应的回馈信号后即完成全部对码过程,开始接收传感器数据。
进一步,所述步骤S3中,传输不同传感器数据时需对不同传感器数据进行标识,即传输内容在单纯的传感器测得数据之外标明具体的数据含义,比如温度、湿度等,以便区分不同数据信号。
进一步,所述步骤S3~S4中,检测盒子与主机设备之间的通信及数据传输均通过WIFI模块完成,进行无线通讯。
本发明另一目的在于提供一种基于物联网的植株数据精准传输系统,包括:
供电电池组,用于对检测盒子内部各个模块进行供电;
控制模块,用于实现对其他模块的控制;
测距模块,用于实现测距与辅助识别功能;
无线模块,用于实现数据传输与通讯功能;
传感器组模块,用于实现对农田环境数据的采集;
驱动器组模块,用于实现对农田环境的调控,在温室内对风速、光照、土壤湿度等环境条件进行调控;
巡检装置,用于对不同植株的不同数据进行分类收集和判断是否需进行环境调控及调控指令的发出。
进一步,所述检测盒子与巡检装置完成对码后,检测盒子开始向巡检装置无线传输数据,并且在数据信息中注明具体的数据意义,可由巡检装置控制器的进一步传输或写入存储卡得到的巡检装置所获得的采集数据;
检测盒子完成数据传输后,巡检装置对数据进行收集整理判断此时是否需要对农田环境状况进行调控;若需要调控则需巡检装置对检测盒子发送控制信号,检测盒子接收到信号后通过驱动模块达到相应的调控。
若不需进行环境调控,则接受数据完毕后巡检装置继续向下一区域行进,在检测盒子与巡检装置任一方测距在设定距离以上时,结束数据传输。
本发明另一目的在于提供一种计算机设备,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行所述的基于物联网的植株数据精准传输方法。
本发明另一目的在于提供一种信息数据处理终端,所述信息数据处理终端用于实现所述的基于物联网的植株数据精准传输方法。
本发明另一目的在于提供一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行的基于物联网的植株数据精准传输方法。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:
本发明的技术方案的方法,在常规的农田智能化管理系统的基础上,将信息采集模块安置在巡检装置上,利用无线模块实现农田处植株处检测系统与农田巡检装置的数据传输与通讯,逐个接收单棵植株的环境数据,由巡检装置统一接收和处理,可对农田环境状况进行远端监控与管理等。
本发明在农田环境中通过设计一款集成控制模块、无线模块及多个传感模块的农田环境检测盒子,避免外部走线,减少环境变化对检测装置的影响,可以实现利用数据采集移动端与环境检测盒子之间的通讯与数据传输,实现数据采集移动端对不同植株的区分及数据收集,以便进行后续数据处理与环境预测、调控等功能,如增设其他传感器检测环境数据,控制农田灌溉系统等,温室内还可进行风速及光照的调控,便于进行大规模农田精准管理,推动农田的智能化与现代化。
本发明确定需测量的环境数据,选定相应的传感器,按照对环境数据的需求确定传输数据形式,便于进行实时环境数据库的形成。
本发明确定农田的布局与植株间距,以便规划巡检装置在农田的行进路线,确定其检测位置以及检测盒子与巡检装置之间进行通讯时的距离范围,且此距离可在农田布局变动后进行相应的调整与更改。
在检测系统较多且环境复杂的大型农田环境下,为确保数据传输的准确性,只有巡检装置经过检测系统前且在一定距离范围内时才开始进行检测盒子与其之间的“对码”过程,双方均确认发送或接收目标无误后进行数据传输和数据采集等,确保了数据的准确性,可对不同区域内的环境检测数据进行分组管理,同时方便巡检装置的定点停止,方便进行功能拓展,控制逻辑易实现且成本较低。
本发明借助检测盒子与巡检装置上配备的检测端共同协作实现对每棵植株的环境信息检测,巡检装置可配备可在一定距离内实现的较高成本的检测装置,无需在每棵植株处再另外设置,可大幅度降低成本,降低数据传输的压力。
对比的技术效果或者实验效果。
上述的技术方案在实际应用中,巡检装置开始对农田各个植株进行巡检,在经过每个前面设置有检测盒子的植株前时检测盒子将植株的环境信息数据进行无线传输,巡检装置获取单棵植株的环境信息数据,完成接收后继续前进,继续检测下一棵植株,逐个实现对整个农田的环境信息数据采集和汇总,同时由此信息对农田环境进行一定的调控,实现远端调控。
对比其他常规的传输方案,此方案通过农田检测盒子的设计提高了整体的集成度和稳定性,将巡检装置与检测盒子结合检测环境信息,通过“对码”过程可以实现由较为简单且易实现的控制逻辑在巡检装置经过时逐个采集每棵植株的环境信息,且仅仅在与植株间距离在规定范围内时开始进行发送和接收数据,不易造成传输信号混乱。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,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是本发明实施例提供的基于物联网的植株数据精准传输方法流程示意图。
图2为本发明的实施例中基于物联网的农田检测系统示意图。
图3为本发明的实施例中检测盒子的结构框图。
图4为本发明的实施例中检测盒子的内部结构图。
图中:1、供电电池组;2、传感器组模块;3、驱动器组模块;4、测距模块;5、无线模块;6、控制模块(STM32);7、地下信息采集及调控模块;8、开关。
图5为本发明的实施例中巡检装置(数据采集移动端)所获得的部分采集数据的示意图(由巡检装置控制器的串口输出得到的结果)。
图6为本发明的实施例中使用的检测盒子的实物示意图。
图中:9、环境状况传感器(温湿度传感器);10、距离传感器;11、开关;12、充电接口。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。本领域的技术人员应该理解,以下实施例仅为本发明的优选实施例,其目的在于帮助更好的理解本发明的内容,具体包括农田检测盒子辅助巡检装置对检测植株编号的准确识别,各区域内农田检测盒子对环境数据的无线传输,以及巡检装置作为主机控制系统对农田的无线环境调控。这些具体实施方案不以任何方式限制本发明的保护范围。下面结合实施例,进一步阐释本发明。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1:
农田检测盒子辅助巡检装置对检测植株编号的准确识别。
图1为基于物联网的植株数据精准传输方法。农田巡检装置在农田中行进,每个农田区域前放置相应的检测盒子用于与巡检装置进行通讯。农田巡检装置中除相应的控制模块和动力模块、电池模块外,配有无线通讯模块和测距模块,用于实现上述通讯功能及对受检测植株进行准确识别。其中巡检装置STM32控制,作为此物联网系统中的主机部分;无线通讯模块选用ESP8266;测距模块选用超声波测距模块HC-SR04。
当存在检测盒子与巡检装置的距离传感器测得距离均小于50厘米时,即表明巡检装置已经行进到农田区域前,巡检装置开始与检测盒子通讯,完成“对码”过程。其中50厘米的检测阈值可根据具体需求不同在相应控制程序中进行编写更改。
检测盒子向巡检装置发送受检测植株的序号信息。巡检装置根据接收到的序号向检测盒子发出验证信号,唯有符合要求的目标植株对应的检测盒子才能识别此信号并做出反应。不同的检测盒子所能识别的信号不同,通常选择其编号作为其可识别信号。比如1号检测盒子的可识别信号为“one”,2号检测盒子的可识别信号为“two”等。
目标检测盒子识别到该信号后向巡检装置发送回馈信号,巡检装置完成对检测植株的准确识别,确定植株序号及位置的准确性。
实施例2:
各区域内农田检测盒子对环境数据的无线传输。
本发明提供一种基于物联网的植株数据精准传输系统,包括:
供电电池组,用于对检测盒子内部各个模块进行供电,
控制模块,用于实现对其他模块的控制;
测距模块,用于实现测距与辅助识别功能;
无线模块,用于实现数据传输与通讯功能;
传感器组模块,用于实现对农田环境数据的采集;
驱动器组模块,用于实现对农田环境的调控,在温室内对风速、光照等环境条件进行调控;
巡检装置,用于对不同植株的不同数据进行分类收集和判断是否需进行环境调控及调控指令的发出。
图2为检测盒子运行框图,图3为检测盒子内部结构示意图。图4为本发明的实施例中检测盒子的内部结构图。检测盒子的开关8打开后,由供电电池组1对检测盒子内部各个模块进行供电,由STM32作为控制模块6实现对其他模块的控制。其中测距模块4选用超声波测距模块HC-SR04实现测距与辅助识别功能;无线模块5选用ESP8266实现数据传输与通讯功能;传感器组模块2实现对外界环境数据的采集,可选用温湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器、风速传感器等;驱动器组模块3实现对农田环境的调控,可在温室内对风速、光照等环境条件进行调控;地下信息采集及调控模块7通过深入地下的探头可实现对土壤湿度数据的采集及灌溉等功能,常设置土壤湿度传感器模块、土壤灌溉模块等,作为传感器组模块、驱动器组模块的拓展部分,实现对地下信息采集和调控。
在上述实施例1中检测盒子与巡检装置完成“对码”后,检测盒子即开始向巡检装置无线传输数据,并且在数据信息中注明具体的数据意义,比如温湿度等,方便巡检装置对不同植株的不同数据进行分类收集。另外在巡检装置上可另外配置可在一定距离内实现的成本较高的检测模块,如摄像头等图像获取模块,由巡检装置采集图像信息,与通过无线传输过来的数据共同进行分类收集。
实施例3:
巡检装置作为主机控制系统对农田的无线环境调控。
在上述实施例1中检测盒子完成数据传输后,巡检装置对数据进行收集整理判断此时是否需要对农田环境状况进行调控。若需要调控则需巡检装置对检测盒子发送控制信号,检测盒子接收到信号后通过驱动模块3、7达到相应的调控目的。
若不需进行环境调控,则接受数据完毕后巡检装置继续向下一区域行进,在检测盒子与巡检装置任一方测距在50厘米以上时,结束数据传输。
实施例4:
辅助巡检装置巡检路线的规划和修正。
在巡检装置巡检过程中,由于检测盒子和巡检装置上都配有距离传感器,以此判断是否进行“对码”,故可根据植株大小及农田状况修改开始“对码”的距离阈值来对巡检路线进行调整,判断是否需要在某处采集数据以及是否要停止进程,准确掌握需采集信息的植株所在位置。同时在实际巡检路线与实际发生较大偏移时,采集到信息的植株编号会发生偏差或无法采集到,控制端进行识别后可及时对巡检路线进行修正,提高巡检路线导航的准确性。
在实施例2中,由巡检装置(数据采集移动端)控制器的串口输出得到的巡检装置所获得的部分采集数据的示意如图5所示。可得巡检装置控制器可对采集到的植株信息的编号进行识别并将获取到的环境数据进行分类整理,可以实现可靠、稳定的输出功能。
本实施例中使用的检测盒子的实物示意图如图6所示,内部集成有充电电池、控制模块、无线模块等部分,外部有针对环境状况进行采集的传感器9(图示为温湿度传感器)、距离传感器10和开关11、充电接口12等,可实现系统稳定运行。
在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
应当注意,本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现;软件部分可以存储在存储器中,由适当的指令执行系统,例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现,例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现,也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现,也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于物联网的植株数据精准传输方法,其特征在于,所述基于物联网的植株数据精准传输方法,包括以下步骤:
S1,设置多个农田检测盒子分布于农田中不同植株前,正常状态下处于待机状态,测量前方物体距检测盒子的距离,同时还用于检测农田不同区域内环境状况;
S2,需配合收集检测数据用的数据采集移动端,即巡检装置作为检测系统主机设备使用,当主机设备行进到农田检测盒子前方时,检测到彼此距离小于一定值时,双方开始进行对码;
S3,目标检测盒子向主机设备发送自己的序号信息,主机设备向检测盒子发送验证信号,当检测盒子接收到信号后,目标检测盒子向主机设备发送回馈信号,主机设备接收到信号后,双方完成对码,即开始传输检测数据;
S4,当双方检测到距离大于一定值时,数据接收完毕,检测盒子停止发送数据,同时主机设备也停止接收数据;
S5,当主机设备到达下一个检测盒子前时,重复S2~S4;
所述步骤S1中,农田检测盒子内部封装stm32控制模块、距离传感器、WIFI模块、移动电源;还集成多种用于采集农田信息的传感器,包括温湿度传感器、土壤湿传感器、光照传感器、二氧化碳浓度传感器、风速传感器;检测盒子内还增设环境调控模块,用于根据采集到的农田信息对农田进行环境调控;
不同的检测盒子拥有各自的编号进行区分,实现对单颗植株的检测;
所述步骤S2采用分布式检测系统,收集检测数据用的数据采集移动端,即巡检装置,除相应的控制模块、动力模块外,还包括有信息接收模块,即辅助进行信息接收及定位的距离传感器和WIFI模块;还增设信息采集模块,进行以图像为主的信息远距离采集;还可增设远距离执行的环境调控模块;
当且仅有检测盒子和主机设备的距离传感器所测得距离值均小于提前设定的距离值时,进行后续WIFI模块的对码过程,避免其他物体偶然遮挡在检测盒子或主机设备前时控制系统进行错误判断与数据传输。
2.如权利要求1所述的基于物联网的植株数据精准传输方法,其特征在于,所述步骤S3中,主机设备发送的验证信号为针对不同检测盒子的序号信息,根据接收到的检测盒子序号信息发生变化,代表所要匹配的目标检测盒子序号,只有相应的检测盒子对此信号做出反应,并发送回馈信号,向主机设备表明目标检测盒子已完成匹配,并开始传输传感器相应数据,主机设备接收到相应的回馈信号后即完成全部对码过程,开始接收传感器数据。
3.如权利要求1所述的基于物联网的植株数据精准传输方法,其特征在于,所述步骤S3中,传输不同传感器数据时需对不同传感器数据进行标识,传输内容在单纯的传感器测得数据之外标明具体的数据含义及单位;
所述步骤S3~S4中,检测盒子与主机设备之间的通信及数据传输均通过WIFI模块完成,进行无线通讯。
4.一种基于物联网的植株数据精准传输系统,其特征在于,所述基于物联网的植株数据精准传输系统包括:
供电电池组,用于对检测盒子内部各个模块进行供电;
控制模块,用于实现对其他模块的控制;
测距模块,用于实现测距与辅助识别功能;
无线模块,用于实现数据传输与通讯功能;目标检测盒子向巡检装置发送自己的序号信息,巡检装置向检测盒子发送验证信号,当检测盒子接收到信号后,目标检测盒子向巡检装置发送回馈信号,巡检装置接收到信号后,双方完成对码,即开始传输检测数据;
传感器组模块,用于实现对农田环境数据的采集;
驱动器组模块,用于实现对农田环境的调控,在温室内对风速、光照、土壤湿度环境条件进行调控;
巡检装置,用于对不同植株的不同数据进行分类收集和判断是否需进行环境调控及调控指令的发出,当且仅有检测盒子和巡检装置的距离传感器所测得距离值均小于提前设定的距离值时,进行后续WIFI模块的对码过程。
5.如权利要求4所述的基于物联网的植株数据精准传输系统,其特征在于,所述检测盒子与巡检装置完成对码后,检测盒子开始向巡检装置无线传输数据,并且在数据信息中注明具体的数据意义,可由巡检装置控制器的进一步传输或写入存储卡得到的巡检装置所获得的采集数据;
检测盒子完成数据传输后,巡检装置对数据进行收集整理判断此时是否需要对农田环境状况进行调控;若需要调控则需巡检装置对检测盒子发送控制信号,检测盒子接收到信号后通过驱动模块达到相应的调控;
若不需进行环境调控,则接受数据完毕后巡检装置继续向下一区域行进,在检测盒子与巡检装置任一方测距在设定距离以上时,结束数据传输。
6.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1~3任意一项所述的基于物联网的植株数据精准传输方法。
7.一种信息数据处理终端,其特征在于,所述信息数据处理终端用于实现权利要求1~3任意一项所述的基于物联网的植株数据精准传输方法。
8.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1~3任意一项所述的基于物联网的植株数据精准传输方法。
CN202110260368.1A 2021-03-10 2021-03-10 一种基于物联网的植株数据精准传输方法及系统 Active CN113055842B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110260368.1A CN113055842B (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种基于物联网的植株数据精准传输方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110260368.1A CN113055842B (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种基于物联网的植株数据精准传输方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113055842A CN113055842A (zh) 2021-06-29
CN113055842B true CN113055842B (zh) 2022-10-14

Family

ID=76510988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110260368.1A Active CN113055842B (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种基于物联网的植株数据精准传输方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113055842B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116168568A (zh) * 2022-10-28 2023-05-26 深圳市爱创科技教育有限公司 一种智能家具教学模组

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102445933B (zh) * 2011-10-14 2013-06-12 兰泽华 基于物联网的农田大棚监测报警管理系统
CN103092179B (zh) * 2013-01-25 2015-06-24 黑龙江省致格科技开发有限公司 基于物联网技术的温室大棚智能监控系统
CN104914797A (zh) * 2014-03-10 2015-09-16 深圳市大雅新科技有限公司 一种智能农业管理系统及管理方法
CN104991559B (zh) * 2015-07-08 2019-04-19 江苏大学 一种自动巡航检测温室综合信息的方法
US10602244B2 (en) * 2017-10-31 2020-03-24 Cth Lending Company, Llc Network-based sensor system
CN108399660A (zh) * 2018-02-09 2018-08-14 宁夏煜隆科技有限公司 巡检方法及服务器
CN108549441A (zh) * 2018-05-17 2018-09-18 长沙修恒信息科技有限公司 一种基于物联网与智能作业车的综合农业监测方法
CN109460098A (zh) * 2018-12-29 2019-03-12 青岛东域盐碱地稻作改良研究所有限公司 一种基于大数据的农业物联网系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113055842A (zh) 2021-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210096121A1 (en) Method and device for detecting water quality based on color recognition, and storage medium
CN111993415B (zh) 自主巡查机器人及其移动监测方法、装置、自主巡查系统
CN201853116U (zh) 鸡舍环境自动监测系统
CN102044137A (zh) 支持多种接入方式的智能点检系统、其构建方法及点检方法
CN101714267A (zh) 一种线缆巡检系统
CN113055842B (zh) 一种基于物联网的植株数据精准传输方法及系统
CN210534355U (zh) 一种地面气象环境监测及预警设备
CN104089649A (zh) 一种室内环境数据采集系统及采集方法
CN102486389A (zh) 一种无线传感器网络的粮库测温、湿装置
CN203759763U (zh) 一种基于rfid 技术的电力设备智能巡检系统
CN112862272A (zh) 精准农业管理及分析系统、定位方法、终端及存储介质
CN108761039A (zh) 土壤墒情采集终端及系统
CN110488900B (zh) 基于wsn的智能精准农业综合控制系统
CN209514410U (zh) 基于二维码的电缆隧道巡检机器人及其定位系统
CN207301689U (zh) 一种智能巡检机器人的控制系统
CN210192334U (zh) 一种储血箱及储血监控系统
CN116911498A (zh) 一种羊养殖用电子耳标数字管理方法
CN108680870B (zh) 一种化成分容测试电源的可移动自动化标定系统及方法
CN201383212Y (zh) 油气井地面测试计量数据采集与传输装置
CN207586712U (zh) 一种石化企业智能巡检装置
CN215374988U (zh) 环境空气颗粒物浓度自动监测系统
CN111025051B (zh) 一种基于无线传感网络设备的智能运检系统及方法
TWI722338B (zh) 智能資訊讀取方法、裝置與系統
CN205942816U (zh) 一种设备巡检系统
CN206097446U (zh) 基于ZigBee无线技术的植物营养液检测系统

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant