CN115016363A - 一种智慧农业控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧农业控制系统，该系统包括：数据采集设备，用于采集目标农田区域内的环境信息，并将环境信息传输至LoRa网关；LoRa网关，用于接收并汇总至少一个数据采集设备传输的环境信息，并将汇总得到的总环境信息传输至服务器；以及接收服务器传输的用于对至少一个农业机械设备进行作业控制的控制指令，并向至少一个农业机械设备发送控制指令；服务器，用于获取LoRa网关汇总得到的总环境信息，并根据总环境信息，确定控制指令；农业机械设备，用于接收LoRa网关发送的控制指令，并根据控制指令对目标农田区域进行作业。本发明通过LoRa组网的方式实现采集数据的无线传输，传输距离远且传输可靠性较高，这有利于后续远程监控并调控农作物的生长环境。

Description

一种智慧农业控制系统

技术领域

本发明属于智慧农业应用技术领域，具体涉及一种智慧农业控制系统。

背景技术

随着物联网、人工智能等新兴技术在农业生产中的应用，农业生产面貌正在发生变化。农业物联网的内涵是在新兴技术的应用下，使农业生产便于智能化管理，科学化决策，数字化显示，实现增加农作物产量，优化农产品质量的目标。

其中，农业物联网可以分为三层：感知层、传输层、应用层。感知层是利用各种传感器来采集农业环境、动物、植物等各类信息。传输层是整个物联网的中枢，主要是将感知层采集的各类信息传递给应用层。应用层作为农业物联网体系结构的最高层，可以面向终端用户以根据用户的不同需求搭建不同的操作平台，通过不同的操作平台可以实现各种相关应用。

目前在传输层用的比较多的是无线传感器网络，在农业领域，对于农业大田大范围种植，需要利用农业传感器对光照、温湿度、PH值等参数进行采集上传，由农田的管理人员对数据进行分析，帮助合理制定现阶段作物管理方案，从而避免经验式的作物施肥、灌溉等。在这种应用模式下，对数据传输的实时性要求较低，但对数据传输的有效性、准确性要求较高，同时需要保证大量传感器节点的采集数据的有效传输，一旦传输错误或缺失，就会造成后续采集的数据与系统预设农作物的生长数据比对错误，进而形成误判，造成农作物的错误施肥和灌溉，最终影响农作物生长。因此，保证大量传感器节点数据传输的可靠性就显得尤为重要。

然而，目前采用的数据上传方式无法满足数据传输可靠性的需求，这直接导致后续的作业工序无法很好的实施。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种智慧农业控制系统，以通过高可靠性的数据传输实现远程的调控，实用性更佳。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供了一种智慧农业控制系统，所述系统包括服务器、LoRa网关、至少一个数据采集设备及至少一个农业机械设备；所述服务器与所述LoRa网关通信连接，所述LoRa网关通过LoRa组网的方式分别与所述至少一个数据采集设备和所述至少一个农业机械设备无线通信连接：

所述至少一个数据采集设备，用于采集目标农田区域内的环境信息，并将所述环境信息传输至所述LoRa网关；

所述LoRa网关，用于接收并汇总所述至少一个数据采集设备传输的环境信息，并将汇总得到的总环境信息传输至所述服务器；以及接收所述服务器传输的用于对所述至少一个农业机械设备进行作业控制的控制指令，并向所述至少一个农业机械设备发送所述控制指令；

所述服务器，用于获取所述LoRa网关汇总得到的总环境信息，并根据所述总环境信息，确定用于对所述至少一个农业机械设备进行作业控制的控制指令；

所述至少一个农业机械设备，用于接收所述LoRa网关发送的控制指令，并根据所述控制指令对所述目标农田区域进行作业。

在一种可能的实施方式中，所述目标农田区域包括多个农田子区域；每个农田子区域对应一个或多个数据采集设备，且对应一个或多个农业机械设备；

所述LoRa网关，具体用于针对每个所述农田子区域，将对应的一个或多个数据采集设备的环境信息进行汇总，得到所述农田子区域对应的总环境信息；和/或，针对每个数据采集设备，将所述数据采集设备对应采集的农田子区域的环境信息进行汇总，得到所述数据采集设备对应的总环境信息。

在一种可能的实施方式中，所述系统还包括显示器，所述显示器与所述服务器通信连接；

所述显示器，用于显示所述总环境信息以及所述农业机械设备的运行状态。

在一种可能的实施方式中，所述数据采集设备包括气象传感器、温度传感器、湿度传感器、电导率传感器、PH值传感器、图像传感器中的一种或多种；

所述气象传感器，用于采集目标农田区域内的气候数据；

所述温度传感器，用于采集目标农田区域内土壤的温度数据；

所述湿度传感器，用于采集目标农田区域内土壤的湿度数据；

所述电导率传感器，用于采集目标农田区域内土壤电导率数据；

所述PH值传感器，用于采集目标农田区域内土壤的PH数据；

所述图像传感器，用于采集目标农田区域内的视频图像数据。

所述系统还包括微处理器，所述微处理器与所述气象传感器、所述温度传感器、所述湿度传感器、所述电导率传感器、所述PH值传感器、所述图像传感器中的一种或多种传感器通信连接；

所述微处理器，用于控制各个传感器的运行，并获取每个所述传感器采集的数据。

在一种可能的实施方式中，所述系统还包括流量计，所述流量计安装在农业机械设备内，且所述流量计与微处理器连接；

所述流量计，用于监测所述农业机械设备的作业流量，并将所述作业流量按照预设时间间隔传输至所述微处理器。

在一种可能的实施方式中，所述系统还包括GPS模块，所述GPS模块与所述微处理器连接；

所述GPS模块，用于获取各个传感器所在的位置信息，并将所述位置信息传输至所述微处理器。

在一种可能的实施方式中，所述系统还包括电源模块，所述电源模块与所述微处理器通信连接，且所述电源模块包括太阳能电源和备用电源；

所述电源模块，用于通过所述微处理器为所述各个传感器提供电源。

在一种可能的实施方式中，所述系统还包括LoRa通信模块，所述LoRa通信模块与所述微处理器通信连接，且LoRa通信模块与LoRa网关无线通信连接；

所述LoRa通信模块，用于接收所述微处理器获取的各种传感器采集的数据，并将所所述采集的数据传输给所述LoRa网关。

在一种可能的实施方式中，所述服务器内置决策模块；

所述决策模块，用于在判断出所述总环境信息不符合预设的土壤水肥条件的情况下，生成用于控制对应农业机械设备进行作业的控制指令，并根据所述控制指令控制所述农业机械设备所包括电磁阀的开闭。

在一种可能的实施方式中，所述决策模块，还用于根据各个农田子区域对应不同作物的水肥需求特性，针对各个农田子区域预设土壤水肥条件；以及在判断出一个农田子区域的总环境信息不符合所述农田子区域预设的土壤水肥条件的情况下，生成用于控制对所述农田子区域进行作业的控制指令。

在一种可能的实施方式中，所述LoRa网关包括：网关主控以及与所述网关主控连接的网关LoRa模组、继电器、存储模块、4G模组、WIFI模组；所述网关LoRa模组与所述数据采集设备无线通信连接；所述继电器与所述农业机械设备电连接；所述存储模块用于暂存所述数据采集设备获取的环境信息；所述4G模组、所述WIFI模组分别与所述服务器无线通信连接。

采用本发明提供的智慧农业控制系统，服务器、LoRa网关、至少一个数据采集设备及至少一个农业机械设备之间相互配合，使得环境数据采集到数据汇总传输，再到基于环境数据的设备控制的一体式流程有序进行，其通过LoRa组网的方式实现采集环境数据的无线传输，传输距离远且传输可靠性较高，不仅可以远程监控目标农田区域内作物的生长情况，还可以通过相关的控制机制远程调控作物的生长环境，从而为用户提供更好的智慧农业服务。

更进一步地，本发明还可以根据目标农田区域内的不同种植区域(对应农田子区域)分布式设置数据采集设备与农业机械设备，并可以根据不同作物的灌溉需求来独立调节各个种植区域的种植环境(如土壤温湿度、土壤PH值、土壤肥力情况等)，从而适应不同作物的生长。

更进一步地，本发明中的服务器内置有决策模块，这样，在数据采集设备获取的环境信息超标(如土壤湿度过低、土壤PH值异常土壤电导率数据异常等)的情况下，通过服务器内置的决策模块可以控制相应灌溉分区的农业机械设备的电磁阀开闭来调节该分区的土壤水肥条件，此前还可以根据各分区不同作物的水肥需求特性，分别预设各分区的土壤水肥条件(对应各分区灌溉电磁阀的开闭阈值)，当检测到某分区的环境信息超过该分区灌溉电磁阀的开闭阈值时，决策模块控制对应的电磁阀开闭，从而实现分区调控，更具实用性。

本发明的其他优点将配合以下的说明和附图进行更详细的解说。

应当理解，上述说明仅是本发明技术方案的概述，以便能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施。为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举例说明本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例智慧农业控制系统的架构示意图。

图2为本发明实施例中数据采集设备的结构示意框图。

图3为本发明实施例中LoRa网关的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施方式的描述中，应理解，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示本说明书中所发明的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不旨在排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在的可能性。

除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个这一特征。在本发明实施方式的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

经研究发现，相关技术中，采用直接将农业传感器对光照、温湿度、PH值等参数进行采集上传，由农田的管理人员对数据进行分析的方式实现智慧农业的相关应用，大量传感器节点盘综复杂而导致直传方式无法满足数据传输可靠性的需求，这使得后续的作业工序无法很好的实施。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本发明提供了一种智慧农业控制系统，以通过LoRa组网的方式实现采集环境数据的无线传输，传输距离远且传输可靠性较高，不仅可以远程监控目标农田区域内作物的生长情况，还可以通过相关的控制机制远程调控作物的生长环境，从而为用户提供更好的智慧农业服务。

如图1所示，为本实施例提供的一种智慧农业控制系统的架构示意图，该系统包括：服务器、LoRa网关、至少一个数据采集设备(如图所示的n个数据采集设备)及至少一个农业机械设备(如图所示的m个农业机械设备)；所述服务器与所述LoRa网关通信连接，所述LoRa网关通过LoRa组网的方式分别与所述至少一个数据采集设备和所述至少一个农业机械设备无线通信连接：

所述至少一个数据采集设备，用于采集目标农田区域内的环境信息，并将所述环境信息传输至所述LoRa网关；

所述LoRa网关，用于接收并汇总所述至少一个数据采集设备传输的环境信息，并将汇总得到的总环境信息传输至所述服务器；以及接收所述服务器传输的用于对所述至少一个农业机械设备进行作业控制的控制指令，并向所述至少一个农业机械设备发送所述控制指令；

所述服务器，用于获取所述LoRa网关汇总得到的总环境信息，并根据所述总环境信息，确定用于对所述至少一个农业机械设备进行作业控制的控制指令；

所述至少一个农业机械设备，用于接收所述LoRa网关发送的控制指令，并根据所述控制指令对所述目标农田区域进行作业。

本发明实施例提供的智慧农业控制系统，通过服务器、LoRa网关、数据采集设备以及农业机械设备之间的相互配合，从环境数据采集到环境数据汇总，再到环境数据分析以及控制指令生成，整个流程一体化进行，与此同时，这里针对数据采集设备而言，利用LoRa网关实现LoRa组网以实现远距离的数据传输，不仅可以远程监控目标农田区域内作物的生长情况，还可以通过相关的控制机制远程调控作物的生长环境，显著提升了智慧农业服务质量。

其中，本发明实施例中的数据采集设备可以是对目标农田区域内的环境信息进行监测的各种采集设备，例如，这里可以是包括用于采集目标农田区域内的气候数据的气象传感器、用于采集目标农田区域内土壤的温度数据的温度传感器、用于采集目标农田区域内土壤的湿度数据的湿度传感器、用于采集目标农田区域内土壤电导率数据的电导率传感器、用于采集目标农田区域内土壤的PH数据的PH值传感器、用于采集目标农田区域内的视频图像数据的图像传感器在内的各种传感器，还可以是其它能够监测农田环境的各种采集设备，这里不做具体的限制。本发明实施例中可以联合上述各种传感器进行数据采集设备的部署，除此之外，有关各种传感器的个数等可以按照不同的应用需求来确定，这里也不做具体的限制。

这里的目标农田区域可以是待布控的农田区域，该农田区域的面积不宜过大，也不宜过小，在实际应用中，可以结合LoRa网关的覆盖范围来确定。除此之外，考虑到在一片较大的农田区域内往往种植有不同的农作物，为了实现针对不同农作物的有效管理，本发明实施例中可以对农田区域进行分区，不同分区对应不同的农作物，除此之外，本发明实施例还可以基于其他的分区方式对目标农田区域进行分区，例如，可以将一百平方米的农田区域按照每十平方米划分为一个分区(对应一个农田子区域)。

针对不同的分区可以设置有不用类型、不同个数的传感器，这里可以依照不同的农作物情况来确定，不做具体的限制。除此之外，一个传感器还可以监测一个或多个分区内的农作物，这里也不做具体的限制。

不管哪种类型的传感器，在采集到有关区域或分区内的环境信息的情况下，可以将对应的环境信息传输到LoRa网关，以便LoRa网关进行汇总。

其中，有关LoRa网关的环境信息汇总操作，可以是针对每个农田子区域进行环境信息的汇总，还可以是针对每个传感器进行环境信息的汇总，还可以是其它形式的汇总，例如可以将同一时间产生的传感器数据进行汇总，这里不做具体的赘述。

这里之所以采用LoRa组网的方式汇集环境信息，主要是考虑到LoRa网络具有传输距离远、工作功耗低、组网节点多、抗干扰性强、低成本等优良特性，这对于远端服务器而言，非常适用于进行环境信息的分析以及控制指令的生成，从而可以更好地适用于智慧农业应用中。

在服务器确定对所述至少一个农业机械设备进行作业控制的控制指令的情况下，可以再次通过LoRa网关将控制指令下发至农业机械设备，继而进行响应的设备作业。

本发明实施例中，有关控制指令是基于LoRa网关汇总得到的总环境信息来生成的，这里的控制指令可以是针对整个目标农田区域的，还可以是针对目标农田区域内的各个农田子区域的，也即，本发明实施例不仅可以对整个农田区域进行作业，还可以进行分区作业，以实现针对不同农作物的自适应作业。

其中，这里的农业机械设备可以是包括土壤耕作机械、种植和施肥机械、植物保护机械、农田排灌机械、作物收获机械、农产品加工机械、畜牧业机械等在内的各种机械设备，考虑到灌溉操作的广泛应用，接下来可以以灌溉设备为例进行具体说明，也即，在确定需要对农田区域或分区进行灌溉的情况下，可以控制相关的灌溉设备前往对应的农田区域或分区进行灌溉，以自动化调控区域内农作物的生长环境。

在实际应用中，本发明实施例中的数据采集设备可以为一个，也可以为多个，不同的农田子区域可以对应不同的数据采集设备，例如，一个农田子区域对应一个数据采集设备。需要说明的是，不同的农田子区域可以采用同一种或同多种类型的传感器进行相关环境信息的监测，这里不做具体的限制。

另外，本发明实施例中的农业机械设备可以为一个，也可以为多个，不同的农田子区域可以对应不同的农业机械设备，例如，一个农田子区域对应一个农业机械设备。需要说明的是，不同的农田子区域可以采用同一个农业机械设备进行作业，这里主要是基于作业需求来确定作业设备，还可以结合作业设备距离作业区域的远近来选取。

本发明实施例中，LoRa网关，一方面可以针对每个所述农田子区域，将对应的一个或多个数据采集设备的环境信息进行汇总，得到所述农田子区域对应的总环境信息，例如，可以将各种类型的传感器采集到的环境信息按照时间戳进行对齐，并在对齐后得到汇总的各个传感器数据(即一个农田子区域对应的总环境信息)；另一方面可以针对每个数据采集设备，将所述数据采集设备对应采集的农田子区域的环境信息进行汇总，得到所述数据采集设备对应的总环境信息，例如，在一个数据采集设备对应多个农田子区域的情况下，可以将各个农田子区域对应的环境信息确定为总环境信息。

本发明实施例中，每个数据采集设备均可以包括气象传感器、温度传感器、湿度传感器、电导率传感器、PH值传感器、图像传感器中的一种或多种，也即，这里的数据采集设备可以是联合多传感器的相关设备。

其中，气象传感器可以采集目标农田区域内的气候数据，该气候数据包括但不限于最低、平均和最高温度、降水量、太阳辐射、风速、水汽压和总降水量等相关数据，这些数据对于有些农作物的生长环境具有显著影响；温度传感器可以采集目标农田区域内土壤的温度数据，湿度传感器可以采集目标农田区域内土壤的湿度数据，这主要是考虑到不同的农作物喜好的温度/湿度的高低并不相同；电导率传感器采集目标农田区域内土壤的电导率数据，该数据可以间接反映土壤肥力情况；PH值传感器采集目标农田区域内土壤的PH数据，这主要是考虑到不同农作物喜欢不同特性的土壤，例如银杏较为喜欢酸性土壤，然而梨树较为喜欢碱性土壤；图像传感器，用于采集目标农田区域内的视频图像数据，便于农田管理人员可以远程查看作物的生长情况。

为了可视化观测各种环境信息，如图1所示，本发明实施例提供的智慧农业控制系统还可以包括显示器，所述显示器与服务器通信连接，能够显示包括各个农田子区域在内的目标农田区域的环境信息，除此之外，这里的显示器还可以展示各个农业机械设备的运行状态。

在实际应用中，基于服务器与手机端的通信，还可以通过短信方式将上述环境信息以及运行状态等信息发送到用户手机，从而便于用户随时随地进行观测，以及时了解农田情况，并能够在异常情况下，及时进行干预。

为了更好的实现数据传输，本发明实施例提供的智能农业控制系统还可以包括微处理器，该微处理器与上述各种传感器通信连接，用于控制各个传感器的运行，并获取每个所述传感器采集的数据。例如，这里可以控制温度传感器的开启与关闭，并能够在温度传感器开启的过程中，获取温度数据。

在实际应用中，这里的微处理器可以是单独设置的，也可以是与上述各个传感器集成在数据采集设备上的，如图2所示，这可以及时的将获取的传感器数据传输到LoRa网关，并采用芯片更为集成化的数据采集设备，更具实用性。

如图2所示，为了更好的监测农业机械设备的作业流量，这里的微处理还可以连接有流量计，该流量计安装在农业机械设备内，用于将监测的作业流量传输到微处理器。基于作业流量可以精准的确定作业人员的作业情况，一定程度而言，作业流量越大，作业人员付出的劳动也越多，反之，作业流量越小，作业人员付出的劳动也越少，利用作业流量这一数据很好的对作业人员进行管理。

为了便于农田管理人员知道当前数据采集设备监测的是哪块区域，如图2所示，这里的数据采集设备还可以设置有全球定位系统(Global Positioning System，GPS)模块，GPS模块能够获取各个传感器的位置信息，在将位置信息传输至微处理器的情况下，微处理器可以将位置信息与环境信息进行绑定，继而可以明确对应区域的环境信息。

如图2所示，微处理器还可以连接有电源模块，该电源模块包括太阳能电源和备用电源，太阳能电源可对备用电源进行充电，也可直接对数据采集设备包括的各个传感器进行供电；当太阳能功能不足时，通过备用电源对各个传感器进行供电。

为了便于更好的将传感器数据至LoRa网关，这里的数据采集设备还可以设置有LoRa通信模块，如图2所示，该LoRa通信模块与所述微处理器通信连接，且LoRa通信模块与LoRa网关无线通信连接，这样，在LoRa通信模块接收到传感器数据的情况下，可以通过LoR

本发明实施例中的微处理器可以选用STM32L431CBT6型号，能够更为方便快捷地读取气象传感器、温度传感器、湿度传感器、电导率传感器、PH值传感器等各种传感器采集的数据。这里的LoRa作为一种低功耗、易部署、高灵敏度、高抗干扰能力的无线通信技术，利用了先进的扩频调制技术和编解码方案，增加了链路预算，适合于要求低功耗、抗干扰能力的农业物联网网络环境，在实际应用中，这里的LoRa通信模块可以选用半双工的收发器SX1268，其在郊区的覆盖距离范围为15千米(km)，在市区的覆盖距离范围为3-5km，这里的LoRa通信模块的发射功率可以是22dBm，无线传输的中心频率为472.3MHz。

本发明实施例中，所述服务器内置有决策模块，当数据采集设备获取的环境信息不符合预设的土壤水肥条件，例如土壤湿度过低、土壤PH值异常、土壤电导率数据异常等，这里可以通过服务器内置的决策模块控制农业机械设备所包括电磁阀开闭来调节土壤水肥条件，例如，在土壤湿度过低的情况下，可以通过土壤灌溉来提高湿度。

除此之外，本发明实施例还可以提前根据各分区不同作物的水肥需求特性，分别预设各分区的土壤水肥条件(对应各分区灌溉电磁阀的开闭阈值)，当检测到某分区的环境信息超过该分区灌溉电磁阀的开闭阈值时，决策模块控制对应的电磁阀开闭，从而实现了分区管理，具有更高的实用性。

如图3所示为本发明实施例提供的LoRa网关的结构示意图。该LoRa网关包括：网关主控以及与所述网关主控连接的网关LoRa模组、继电器、存储模块、4G模组、WIFI模组；所述网关LoRa模组与数据采集设备无线通信连接，可以数据采集设备上设置的LoRa通信模块进行配对，以接收数据采集设备所采集的环境数据，并传输至网关主控；所述继电器与农业机械设备连接用于直接控制农业机械设备的电磁阀开闭，例如，可以在接收到服务器发送的关闭灌溉设备的电磁阀的情况下，停止灌溉；所述存储模块用于暂存数据采集设备获取的环境信息；所述第四代移动通信(the 4th Generation Mobile Communication，4G)模组、无线保真(Wireless Fidelity，WIFI)模组分别与服务器无线连接，并能够将获取的数据采集设备的环境数据或者服务器生成的控制指令无线传输给对应的设备。

为了便于理解本发明实施例提供的智慧农业控制系统，接下来可以结合具体的运行过程进行说明：

这里，通过气象传感器、温度传感器、湿度传感器、电导率传感器、PH值传感器等传感器可以周期性采集农田的气候数据、土壤温度数据、土壤湿度数据、土壤电导率数据以及PH数据；这些传感器采集的环境信息通过LoRa通信模块传输给LoRa网关，LoRa网关内置的存储器可以暂存采集的土壤信息，防止网络故障导致数据丢失；LoRa网关将汇总的数据再上传到服务器，服务器通过对这些数据进行分析，判断采集的环境信息是否达到预设的电磁阀开启阈值，若电导率传感器和PH值传感器监测到某分区的土壤肥力不达标，则通过服务器内置的决策模块控制该分区对应施肥的电磁阀开启，施肥量根据监测到的土壤肥力情况灵活设置；若湿度传感器监测到某分区的土壤湿度不达标，则通过决策模块控制该分区对应灌溉的电磁阀开启，灌溉量根据监测到的土壤湿度情况灵活设置；同时气象传感器监测到的气候数据作为判断是否开启灌溉电磁阀的辅助条件，当监测到正在下雨或即将下雨时，即使土壤湿度不达标，也不会控制灌溉电磁阀开启，避免灌溉过量。

其中，决策模块做出的控制指令通过LoRa网关将控制指令下发到农业机械设备，并实时监测农业机械设备的流量数据，当灌溉量达标后控制农业机械设备停止运行；农田管理人员可以通过智能终端(如手机、电脑等)远程查看农田各个区域内的作物生长情况以及农业机械设备的运行状态，也可以手动控制各个区域内农业机械设备的运行状态。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、平台(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (12)

1.一种智慧农业控制系统，其特征在于，所述系统包括服务器、LoRa网关、至少一个数据采集设备及至少一个农业机械设备；所述服务器与所述LoRa网关通信连接，所述LoRa网关通过LoRa组网的方式分别与所述至少一个数据采集设备和所述至少一个农业机械设备无线通信连接：

所述至少一个数据采集设备，用于采集目标农田区域内的环境信息，并将所述环境信息传输至所述LoRa网关；

所述LoRa网关，用于接收并汇总所述至少一个数据采集设备传输的环境信息，并将汇总得到的总环境信息传输至所述服务器；以及接收所述服务器传输的用于对所述至少一个农业机械设备进行作业控制的控制指令，并向所述至少一个农业机械设备发送所述控制指令；

所述服务器，用于获取所述LoRa网关汇总得到的总环境信息，并根据所述总环境信息，确定用于对所述至少一个农业机械设备进行作业控制的控制指令；

所述至少一个农业机械设备，用于接收所述LoRa网关发送的控制指令，并根据所述控制指令对所述目标农田区域进行作业。

2.根据权利要求1所述的一种智慧农业控制系统，其特征在于，所述目标农田区域包括多个农田子区域；每个农田子区域对应一个或多个数据采集设备，且对应一个或多个农业机械设备；

所述LoRa网关，具体用于针对每个所述农田子区域，将对应的一个或多个数据采集设备的环境信息进行汇总，得到所述农田子区域对应的总环境信息；和/或，针对每个数据采集设备，将所述数据采集设备对应采集的农田子区域的环境信息进行汇总，得到所述数据采集设备对应的总环境信息。

3.根据权利要求1或2所述的一种智慧农业控制系统，其特征在于，所述系统还包括显示器，所述显示器与所述服务器通信连接；

所述显示器，用于显示所述总环境信息以及所述农业机械设备的运行状态。

4.根据权利要求1或2所述的一种智慧农业控制系统，其特征在于，所述数据采集设备包括气象传感器、温度传感器、湿度传感器、电导率传感器、PH值传感器、图像传感器中的一种或多种；

所述气象传感器，用于采集目标农田区域内的气候数据；

所述温度传感器，用于采集目标农田区域内土壤的温度数据；

所述湿度传感器，用于采集目标农田区域内土壤的湿度数据；

所述电导率传感器，用于采集目标农田区域内土壤的电导率数据；

所述PH值传感器，用于采集目标农田区域内土壤的PH数据；

所述图像传感器，用于采集目标农田区域内的视频图像数据。

5.根据权利要求4所述的一种智慧农业控制系统，其特征在于，所述系统还包括微处理器，所述微处理器与所述气象传感器、所述温度传感器、所述湿度传感器、所述电导率传感器、所述PH值传感器、所述图像传感器中的一种或多种传感器通信连接；

所述微处理器，用于控制各个传感器的运行，并获取每个所述传感器采集的数据。

6.根据权利要求5所述的一种智慧农业控制系统，其特征在于，所述系统还包括流量计，所述流量计安装在农业机械设备内，且所述流量计与微处理器连接；

所述流量计，用于监测所述农业机械设备的作业流量，并将所述作业流量按照预设时间间隔传输至所述微处理器。

7.根据权利要求5所述的一种智慧农业控制系统，其特征在于，所述系统还包括GPS模块，所述GPS模块与所述微处理器连接；

所述GPS模块，用于获取各个传感器所在的位置信息，并将所述位置信息传输至所述微处理器。

8.根据权利要求5所述的一种智慧农业控制系统，其特征在于，所述系统还包括电源模块，所述电源模块与所述微处理器通信连接，且所述电源模块包括太阳能电源和备用电源；

所述电源模块，用于通过所述微处理器为所述各个传感器提供电源。

9.根据权利要求5所述的一种智慧农业控制系统，其特征在于，所述系统还包括LoRa通信模块，所述LoRa通信模块与所述微处理器通信连接，且LoRa通信模块与LoRa网关无线通信连接；

所述LoRa通信模块，用于接收所述微处理器获取的各种传感器采集的数据，并将所所述采集的数据传输给所述LoRa网关。

10.根据权利要求2所述的一种智慧农业控制系统，其特征在于，所述服务器内置决策模块；

所述决策模块，用于在判断出所述总环境信息不符合预设的土壤水肥条件的情况下，生成用于控制对应农业机械设备进行作业的控制指令，并根据所述控制指令控制所述农业机械设备所包括电磁阀的开闭。

11.根据权利要求10所述的一种智慧农业控制系统，其特征在于，

所述决策模块，还用于根据各个农田子区域对应不同作物的水肥需求特性，针对各个农田子区域预设土壤水肥条件；以及在判断出一个农田子区域的总环境信息不符合所述农田子区域预设的土壤水肥条件的情况下，生成用于控制对所述农田子区域进行作业的控制指令。

12.根据权利要求1所述的一种智慧农业控制系统，其特征在于，所述LoRa网关包括：网关主控以及与所述网关主控连接的网关LoRa模组、继电器、存储模块、4G模组、WIFI模组；所述网关LoRa模组与所述数据采集设备无线通信连接；所述继电器与所述农业机械设备电连接；所述存储模块用于暂存所述数据采集设备获取的环境信息；所述4G模组、所述WIFI模组分别与所述服务器无线通信连接。

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