CN207037377U - 基于LoRa的农业大棚监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的基于LoRa的农业大棚监测系统，包括控制器，控制器通过天线与上位机通过LoRa通信方式进行通信，控制器分别利用湿度/温度采集模块和气体采集模块采集农业大棚内的湿度、温度及气体信息。本实用新型的基于LoRa的农业大棚监测系统，主要用于将采集到的大棚的温度、土壤湿度、以及大棚内的气体含量等信息通过LoRa模块无线传输给监控主机，实现对于大棚的实时监控和远程控制。并且本实用新型的基于LoRa的农业大棚监测系统优化了设计电路，对信号进行了放大、滤波处理，具有在复杂电磁环境下抗干扰、较远距离传输的等功能。
Description
技术领域
本实用新型属于无线扩频调制数据通信技术领域，具体涉及一种基于LoRa的农业大棚监测系统。
背景技术
随着各种便携式个人通信设备与家用电器设备的增加，人们在享受蜂窝移动通信系统带来的便利的同时，对短距离的无线与移动通信也提出了新的需求，这使得短距离无线通信异军突起，包括无线局域网(WLAN)、蓝牙(Blue-Tooth)技术、无线保真(Wi-Fi)、超宽带(UWB)、Zigbee以及扩频通信技术(LoRa)等各种热点技术相继出现，均展现出各自巨大的应用潜力。其中，采用扩频调制技术，高灵敏度、远距离传输且可靠性极高的LoRa技术作为无线传感器网络的主要支撑技术获得广泛的关注。LoRa作为一种新兴的远距离无线通信技术，推动着无线个人区域网络LR-WPAN(Low-Rate Wireless Personal Area Network)的发展，可以广泛应用于工业控制、家庭自动化、医疗护理、智能农业、消费类电子和远程控制等领域。
国内LoRa的研究起步较晚，并受芯片厂家数量、价格限制，再加上国内市场主要由国外仪器所占领，国内尚未见成熟的自主研制的LoRa产品。具体地，在农业大棚的现代化管理方式中，需要采集大棚内气体含量、温度、湿度等多种信息，但是现在市场上还没有适用于农业大棚信息采集的监测系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于LoRa的农业大棚监测系统，主要用于将采集到的大棚的温度、土壤湿度、以及大棚内的气体含量等信息通过LoRa模块无线传输给监控主机，实现对于大棚的实时监控和远程控制。
本实用新型所采用的技术方案是：基于LoRa的农业大棚监测系统，包括控制器，所述控制器通过天线与上位机通过LoRa通信方式进行通信，所述控制器分别利用湿度/温度采集模块和气体采集模块采集农业大棚内的湿度、温度及气体信息。
本实用新型的特点还在于，
控制器和天线之间设置有放大滤波模块。
放大滤波模块包括型号为RFX2401的放大器和∏滤波网络。
控制器通过工作电源单元进行供电，所述工作电源单元通过上位机供电单元处理后为所述上位机提供3.3V供电。
工作电源单元41采用型号为HKS05003的电源芯片，上位机供电单元42采用型号为AP1117Y33LA的电源芯片。
控制器连接有型号为MOLEX436450500的系统接口，所述系统接口具有电源输入端口、3.3V参考电压输出端口、接地端口、Rx端口和Tx端口，所述电源输入端口与所述工作电源单元相连，所述3.3V参考电压输出端口与所述上位机供电单元相连，所述控制器与所述上位机通过Rx端口和Tx端口进行通信。
控制器还分别连接有RTC时钟模块和指示模块。
控制器还连接有外部控制模块，所述控制器控制所述外部控制模块驱动所述农业大棚内外部设备工作。
外部控制模块包括型号为VNLD5300TR-E的隔离器件和继电器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于LoRa的农业大棚监测系统，主要用于将采集到的大棚的温度、土壤湿度、以及大棚内的气体含量等信息通过LoRa模块无线传输给监控主机，实现对于大棚的实时监控和远程控制。并且本实用新型的基于LoRa的农业大棚监测系统优化了设计电路，对信号进行了放大、滤波处理，具有在复杂电磁环境下抗干扰、较远距离传输的等功能。
附图说明
图1是本实用新型的基于LoRa的农业大棚监测系统的结构示意图。
图中，1.天线，2.放大滤波模块，3.控制器，4.系统接口，5.湿度/温度采集模块，6.气体采集模块，7.外部控制模块，8.RTC时钟模块，9.指示模块，41.工作电源单元，42.上位机供电单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提供的基于LoRa的农业大棚监测系统的结构如图1所示，包括控制器3，控制器分别连接有天线1、放大滤波模块2、工作电源单元41、湿度/温度采集模块5、气体采集模块6、外部控制模块7、RTC时钟模块以及指示模块9。
事例性的，指示模块9可以为蜂鸣器或LED指示灯。
电源模块4包括相连的工作电源单元41和上位机供电单元42，工作电源单元41与控制器1相连。事例性的，工作电源单元41采用型号为HKS05003的电源芯片，上位机供电单元42采用型号为AP1117Y33LA的电源芯片。
系统接口4的型号为MOLEX436450500，其采用20Pin插座，插座端子定义为电源输入、3.3V参考电压输出、地、Rx、Tx，其中电源输入接口和地接口分别与工作电源单元41相连，3.3V参考电压输出接口与上位机供电单元42相连，Rx和Tx接口分别于控制器3相连用于上位机与控制器3之间的通信。
天线1采用+2dB放大的外置、高增益天线，保证本实用新型提供的基于LoRa的农业大棚监测系统的通信距离可以达到10公里范围。
放大滤波模块2具体采用型号为RFX2401的放大芯片并加入∏滤波网络，对天线1收发的信号进行了再次放大、滤波处理。
控制器3为单片机，采用的是NXP的ZM470SX芯片。
湿度/温度采集模块5用于采集大棚的温度、土壤湿度，并通过IO传递给控制器3。
气体采集模块6主要运用气体采集传感器，负责采集大棚内的气体信息，并通过IO传递给控制器3。
外部控制模块7主要运用VNLD5300TR-E隔离器件加继电器，当控制器3收到上位机发来的控制信息时，控制器3拉低拉高外部IO通过外部控制模块7来控制外部设备。
RTC时钟模块8用于本实用新型提供的基于LoRa的农业大棚监测系统处于深度休眠时继续进行内部计时以使监测系统可以准确计时唤醒，进入工作模式。
指示模块9的蜂鸣器或LED指示灯为本实用新型提供的基于LoRa的农业大棚监测系统在发生系统错误时的声光报警。
电源输入的4V～50V的电压输入经过系统接口4的电源输入端口送入工作电源单元41中，工作电源单元41将电源输入电压转变为5V/3A后为控制器3的单片机提供工作电压，与工作电源单元41相连的上位机供电单元42通过系统接口4的3.3V参考电压输出端口为上位机提供工作电压，上位机通过系统接口4上的Rx和Tx端口与控制器3的单片机通信，当单片机接收到上位机发送的设置参数信息后，就可以断开上位机，本实用新型提供的基于LoRa的农业大棚监测系统处于自动工作模式。本实用新型提供的基于LoRa的农业大棚监测系统可以实时采集农业大棚的气体含量、温度、湿度等信息编码，通过LoRa无线的方式发送给作为上位机的监控主机，监控主机在接收到信息进行解码、自动分析、处理，并通过LoRa无线方式下发处理方法给本实用新型提供的基于LoRa的农业大棚监测系统，本实用新型提供的基于LoRa的农业大棚监测系统在接收到监控主机的处理信息后，通过外部控制模块7来实现对大棚的自动控制。
Claims (9)
1.基于LoRa的农业大棚监测系统，其特征在于，包括控制器(3)，所述控制器(3)通过天线(1)与上位机通过LoRa通信方式进行通信，所述控制器(3)分别连接有湿度/温度采集模块(5)和气体采集模块(6)，并分别利用所述湿度/温度采集模块(5)和气体采集模块(6)采集农业大棚内的湿度、温度及气体信息。
2.如权利要求1所述的基于LoRa的农业大棚监测系统，其特征在于，所述控制器(3)和天线(1)之间设置有放大滤波模块(2)。
3.如权利要求2所述的基于LoRa的农业大棚监测系统，其特征在于，所述放大滤波模块(2)包括型号为RFX2401的放大器和∏滤波网络。
4.如权利要求1所述的基于LoRa的农业大棚监测系统，其特征在于，所述控制器(3)通过工作电源单元(41)进行供电，所述工作电源单元(41)通过上位机供电单元(42)处理后为所述上位机提供3.3V供电。
5.如权利要求4所述的基于LoRa的农业大棚监测系统，其特征在于，所述工作电源单元(41)采用型号为HKS05003的电源芯片，上位机供电单元(42)采用型号为AP1117Y33LA的电源芯片。
6.如权利要求4或5所述的基于LoRa的农业大棚监测系统， 其特征在于，所述控制器(3)连接有型号为MOLEX436450500的系统接口(4)，所述系统接口(4)具有电源输入端口、3.3V参考电压输出端口、接地端口、Rx端口和Tx端口，所述电源输入端口与所述工作电源单元(41)相连，所述3.3V参考电压输出端口与所述上位机供电单元(42)相连，所述控制器(3)与所述上位机通过Rx端口和Tx端口进行通信。
7.如权利要求1所述的基于LoRa的农业大棚监测系统，其特征在于，所述控制器(3)还分别连接有RTC时钟模块(8)和指示模块(9)。
8.如权利要求1所述的基于LoRa的农业大棚监测系统，其特征在于，所述控制器(3)还连接有外部控制模块(7)，所述控制器(3)控制所述外部控制模块(7)驱动所述农业大棚内外部设备工作。
9.如权利要求8所述的基于LoRa的农业大棚监测系统，其特征在于，所述外部控制模块(7)包括型号为VNLD5300TR-E的隔离器件和继电器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720185456.9U CN207037377U (zh) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | 基于LoRa的农业大棚监测系统 |
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Publications (1)
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| CN207037377U true CN207037377U (zh) | 2018-02-23 |
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|---|---|
| CN (1) | CN207037377U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109197271A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-01-15 | 中国地质大学（武汉） | 一种基于LoRa技术的温室大棚智能通风系统 |
| CN109526486A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-29 | 中国地质大学（武汉） | 一种基于LoRa技术的花卉种植管理系统 |
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2017
- 2017-02-28 CN CN201720185456.9U patent/CN207037377U/zh active Active
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