CN208548924U - 一种农场及其基于LoRa通讯的农场管理装置 - Google Patents

一种农场及其基于LoRa通讯的农场管理装置 Download PDF

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宋航航
马仁宏
李奇恩
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Abstract

本实用新型公开了一种基于LoRa通讯的农场管理装置,包括:生态信息采集器;与生态信息采集器连接的物联网采集器;与物联网采集器以及服务器连接,用于向服务器发送由生态信息采集器检测出的生态数据,并接收服务器下发的指令信息,且支持LoRa通讯方式的通讯模块;与通讯模块连接的服务器;与通讯模块连接的物联网控制器;与物联网控制器连接,用于通过通讯模块以及物联网控制器接收指令信息,并进行农场设备运行状态的管理的生态控制设备。应用本实用新型所提供的方案,降低了农场的管理成本,提高了农场的管理效率。本实用新型还提供了一种包括该基于LoRa通讯的农场管理装置的农场,具有相应技术效果。

Description

一种农场及其基于LoRa通讯的农场管理装置
技术领域
本实用新型涉及农场管理技术领域,特别是涉及一种农场及其基于LoRa通讯的农场管理装置。
背景技术
在现有的大部分农场中,采用的是人工操作的方式进行农场管理,例如人工对农场温度进行观测,根据观测结果控制农场的风机转速。这样的方式费时费力,也就会降低农场的管理效率,提高管理成本。
综上所述,如何降低农场的管理成本,提高农场的管理效率,是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于LoRa通讯的农场管理装置,以降低农场的管理成本,提高农场的管理效率。
为解决上述技术问题,本实用新型提供如下技术方案:
一种基于LoRa通讯的农场管理装置,包括:
生态信息采集器;
与所述生态信息采集器连接的物联网采集器;
与所述物联网采集器以及服务器连接,用于向所述服务器发送由所述生态信息采集器检测出的生态数据,并接收所述服务器下发的指令信息,且支持LoRa通讯方式的通讯模块;
与所述通讯模块连接的所述服务器;
与所述通讯模块连接的物联网控制器;
与所述物联网控制器连接,用于通过所述通讯模块以及所述物联网控制器接收所述指令信息,并进行农场设备运行状态的管理的生态控制设备。
优选的,所述通讯模块为支持LoRa通讯方式、NB-iot通讯方式以及GPRS通讯方式的通讯模块。
优选的,还包括:
与所述物联网采集器连接,用于当检测出异常信息时,通过所述物联网采集器以及所述通讯模块向所述服务器发送报警信息的防盗装置。
优选的,所述防盗装置为设置在目标检测物的底部的压力传感器。
优选的,所述防盗装置为红外线传感器。
优选的,还包括:与所述服务器连接,用于获取并展示所述生态数据的显示终端。
优选的,所述生态信息采集器包括:大气压力传感器,土壤湿度及温度传感器,二氧化碳传感器,土壤PH值传感器,光照亮度传感器,大气温度及湿度传感器,降雨量传感器,PM2.5以及PM10传感器中的一个或者多个的组合。
优选的,所述生态控制设备包括:风机,水泵,电磁阀,照明灯以及大棚卷帘中的一个或者多个的组合。
优选的,还包括,与所述物联网采集器、所述物联网控制器以及所述通讯模块连接,用于为所述物联网采集器、所述物联网控制器以及所述通讯模块供电的电源模块。
一种农场,包括上述任一项所述的基于LoRa通讯的农场管理装置。
应用本实用新型所提供的技术方案,包括:生态信息采集器;与生态信息采集器连接的物联网采集器;与物联网采集器以及服务器连接,用于向服务器发送由生态信息采集器检测出的生态数据,并接收服务器下发的指令信息,且支持LoRa通讯方式的通讯模块;与通讯模块连接的服务器;与通讯模块连接的物联网控制器;与物联网控制器连接,用于通过通讯模块以及物联网控制器接收指令信息,并进行农场设备运行状态的管理的生态控制设备。
本申请采用了基于LoRa的农业物联网的方案,由生态信息采集器进行农场的生态数据的采集,再由与其相连的物联网采集器获取这些数据,通过支持LoRa通讯方式的通讯模块向服务器发送这些生态数据之后,服务器可以接收这些生态数据并且可以下发指令信息,通过通讯模块以及物联网控制器的指令信息的传递,最终通过生态控制设备进行农场的设备的运行状态的管理。由于是通过农业物联网进行农场的设备运行状态的管理,相较于人工操作,使得获取农场的生态数据更加及时,并且减小了需要人工操作的事项,因此降低了农场的管理成本,提高了农场的管理效率。此外,由于是采用LoRa通讯,要求的功耗低,传输距离远,适用于农场的管理需求,而且也不会出现数据泄露的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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为本实用新型中基于LoRa通讯的农场管理装置的一种结构示意图;
图2为本实用新型中基于LoRa通讯的农场管理装置的另一种结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种基于LoRa通讯的农场管理装置,降低了农场的管理成本,提高了农场的管理效率。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
请参考图1,图1为本实用新型中一种基于LoRa通讯的农场管理装置的结构示意图,该农场管理装置包括:
生态信息采集器10。
生态信息采集器10可以用于采集农场的生态信息,生态信息可以是农场环境的各项数据以及农场中动植物的各项数据。例如,生态信息可以包括农场的温度以及湿度数据,则生态信息采集器10可以为采集农场的温度以及农场的湿度的装置,具体的,生态信息采集器10可以包括设置在农场中的温度传感器以及湿度传感器,分别用于进行农场的温度以及湿度的采集。
需要采集的农场生态信息的不同,生态信息采集器10具体的构成可以不同,并且可以根据实际情况进行设定和调整,例如根据具体农场的作物类别,农场所处位置的气候以及农场的规模等因素进行生态信息采集器10的设定和调整,并不影响本实用新型的实施。例如,在一种具体实施方式中,生态信息采集器10可以为:大气压力传感器,土壤湿度及温度传感器,二氧化碳传感器,土壤PH值传感器,光照亮度传感器,大气温度及湿度传感器,降雨量传感器,PM2.5以及PM10传感器中的一个或者多个的组合。
与生态信息采集器10连接的物联网采集器20。
物联网采集器20与生态信息采集器10连接,可以接收生态信息采集器10采集的农场的生态数据。具体的,物联网采集器20可以分别与构成生态信息采集器10的各个传感器连接,并接收各个传感器采集的相应的农场数据。并且需要说明的是,物联网采集器20通常可以通过硬线电路与生态信息采集器10中相应的传感器的输出端连接,例如通过串口接收各个传感器发送的农场的生态数据,当然,具体应用中也可以通过无线的方式与生态信息采集器10中的传感器连接,通过无线通讯获得相应的生态数据,具体的形式通常可以根据传感器的具体类别进行设定和调整。
与物联网采集器20以及服务器40连接,用于向服务器40发送由生态信息采集器10检测出的生态数据,并接收服务器40下发的指令信息,且支持LoRa通讯方式的通讯模块30。
通讯模块30可以起到数据的上传以及下发的作用,通讯模块30支持LoRa通讯方式。物联网采集器20可以对各类传感器的数据进行初步的分析以及统一的打包汇总,进而由LoRa通讯模块30进行数据的上传,例如通过LoRa通讯模块30的天线接口进行生态数据的发送。由于LoRa技术要求的功耗低,使得对电池的要求低,并且传输距离远,而农场的占地范围较大,部分生态指标需要长时间监测,因此LoRa通讯模式十分适用。此外,由于LoRa通讯模式可以允许企业搭建自己的网络以实现相关业务的运行,并不需要将数据发送给运营商,因此,对于部分对数据的安全性要求较高的农场,使用LoRa通讯不会出现数据泄露的风险。
通讯模块30还可以接收服务器40的指令信息,并将接收的指令信息向物联网控制器50发送。在具体实施时,物联网采集器20,通讯模块30以及物联网控制器50通常可以进行集成,例如,在一种具体实施方式中,将农场划分为多个区域,每个区域中设置一个LoRa网关,该LoRa网关中包含一个物联网采集器20,一个通讯模块30以及一个物联网控制器50。
与通讯模块30连接的服务器40。
服务器40可以接收由通讯模块30发送的生态数据,服务器40通常可以设置在远端,即可以实现远程获取农场的生态数据并进行相应的管理,服务器40可以为用户的电脑等设备。此外,用户还可以通过移动终端与服务器40通讯连接,以通过移动终端获取服务器40中的相应数据并且向服务器40发送相关指令。
在本实用新型的一种具体实施方式中,可参见图2,还可以包括与服务器40连接,用于获取并展示生态数据的显示终端70。考虑到在一些大型农场中,数据量较多,可以使用显示终端70与服务器40连接,通过显示终端70进行大量的生态数据的显示,以便用户更直观地了解服务器40接收到的农场的生态数据,显示终端70可以为显示屏等显示设备。当然,在部分场合中,服务器40可以和显示终端70集成在一个设备上,例如选用用户的电脑作为该设备时,电脑的主机可以作为服务器40,进行生态数据的接收以及指令信息的发送,电脑的显示器则可以作为与服务器40连接的显示终端70,进行生态数据的显示。
服务器40可以向物联网控制器50发送指令信息,该指令信息可以是服务器40自动发送,也可以是服务器40在接收到人工输入的相关命令之后进行指令信息的发送,并不影响本实用新型的实施。指令信息通常可以包含农场中的生态控制设备60的运行状态,以便生态控制设备60接收到指令信息之后,根据指令信息对相关设备的运行状态进行管理。例如,指令信息可以为农场1号风机设为第一档位,2号风机设为第二档位。
与通讯模块30连接的物联网控制器50。
通讯模块30与服务器40连接,可以接收服务器40下发的指令信息,并将该指令信息传输至物联网控制器50,物联网控制器50则可以接收通讯模块30传递过来的指令信息。
与物联网控制器50连接,用于通过通讯模块30以及物联网控制器50接收指令信息,并进行农场设备运行状态的管理的生态控制设备60。
物联网控制器50与生态控制设备60连接,在接收由通讯模块30发送的指令信息之后,可以向生态控制设备60发送该指令信息。生态控制设备60通过接收的指令信息进行农场设备运行状态的管理,例如接收指令信息之后,将农场1号风机调整为第一档位,并将2号风机调整为第二档位。生态控制设备60的构成可以根据实际情况进行设定和调整,生态控制设备60中包含的各个设备可以通过硬线电路或者无线通信的方式与物联网控制器50连接,例如通过串口与物联网控制器50连接。
农场的作物类别不同,农场的建筑结构不同等因素,都会使得具体应用中的生态控制设备60的构成不同。在本实用新型的一种具体实施方式中,生态控制设备60可以包括:风机,水泵,电磁阀,照明灯以及大棚卷帘中的一个或者多个的组合。
应用本实用新型所提供的基于LoRa通讯的农场管理装置,包括:生态信息采集器10;与生态信息采集器10连接的物联网采集器20;与物联网采集器20以及服务器40连接,用于向服务器40发送由生态信息采集器10检测出的生态数据,并接收服务器40下发的指令信息,且支持LoRa通讯方式的通讯模块30;与通讯模块30连接的服务器40;与通讯模块30连接的物联网控制器50;与物联网控制器50连接,用于通过通讯模块30以及物联网控制器50接收指令信息,并进行农场设备运行状态的管理的生态控制设备60。
本申请采用了基于LoRa的农业物联网的方案,由生态信息采集器10进行农场的生态数据的采集,再由与其相连的物联网采集器20获取这些数据,通过支持LoRa通讯方式的通讯模块30向服务器40发送这些生态数据之后,服务器40可以接收这些生态数据并且可以下发指令信息,通过通讯模块30以及物联网控制器50的指令信息的传递,最终通过生态控制设备60进行农场的设备的运行状态的管理。由于是通过农业物联网进行农场的设备运行状态的管理,相较于人工操作,使得获取农场的生态数据更加及时,并且减小了需要人工操作的事项,因此降低了农场的管理成本,提高了农场的管理效率。此外,由于是采用LoRa通讯,要求的功耗低,传输距离远,适用于农场的管理需求,而且也不会出现数据泄露的风险。
在本实用新型的一种具体实施方式中,通讯模块30为支持LoRa通讯方式、NB-iot通讯方式以及GPRS通讯方式的通讯模块30。
考虑到NB-iot通讯方式以及GPRS通讯方式均有着各自的优缺点,例如NB-iot的通讯方式可以由运营商代建网络,不需用户进行基站的部署,且运营商在人口密集的场合中通常会深度覆盖NB-iot网络,因此在一种具体实施方式中,通讯模块30可以为支持LoRa通讯方式、NB-iot通讯方式以及GPRS通讯方式的通讯模块30。当然,由于NB-iot通讯方式得到了广泛的应用,通讯模块30也可以为支持LoRa通讯方式以及NB-iot通讯方式的通讯模块30。当通讯模块30除了支持LoRa通讯方式之外,还支持其他通讯方式时,例如还支持NB-iot通讯方式,可以为NB-iot通讯方式单独建立相对应的通讯单元,并将该通讯单元集成在原LoRa网关中,也就是将该通讯单元和原LoRa网关中的通讯模块一并视为新的通讯模块30。当然,还可以将NB-iot通讯方式作为通讯模块30的其中一个功能模块,使得该通讯模块30可以使用两种通讯模式,分别为LoRa通讯模式以及NB-iot通讯模式,具体应用中,用户可以自行进行通讯模块30的通讯模式的选取。
在本实用新型的一种具体实施方式中,还包括:
与物联网采集器20连接,用于当检测出异常信息时,通过物联网采集器20以及通讯模块30向服务器40发送报警信息的防盗装置80。
考虑到农场的面积通常较大,发生盗窃事件时不易被及时察觉,也就为农场的管理带来风险,因此,在本实用新型的一种具体实施方式中,可参见图2,还包括与物联网采集器20连接的防盗装置80。当检测出异常信息时,防盗装置80可以向物联网采集器20输出提示信息,进而通过通讯模块30将该提示信息发送至服务器40,也就使得用户可以在远端及时获知该提示信息,进而有利于及时采取相关的防盗措施。
具体的,考虑到红外线的高灵敏度,防盗装置80可以为红外线传感器,红外线传感器可以设置在预设位置,例如设置在农场的入口处,容易攀爬翻越的围墙处等,当红外线传感器检测到异物进入特定区域时,例如盗贼进入农场中的某扇门时,红外线传感器可以向物联网采集器20输出提示,具体的,可以通过硬线电路输出相应的电信号,使得服务器40及时获知该异常情况。
考虑到农场中的部分物件存在被盗风险,在具体实施时,防盗装置80也可以包括设置在目标检测物的底部的压力传感器。当目标检测物未被移动时,压力传感器接收到的压力处于正常范围,相应的,当目标检测物被移动时,压力传感器便可以向物联网采集器20输出相应的提示信息。
在本实用新型的一种具体实施方式中,还包括,与物联网采集器20、物联网控制器50以及通讯模块30连接,用于为物联网采集器20、物联网控制器50以及通讯模块30供电的电源模块90。在常见的实施方式中,会将物联网采集器20、物联网控制器50以及通讯模块30进行集成,作为一个LoRa网关,并且在网关内部配置相应的电池使得该LoRa网关能够正常工作。而在该种实施方式中,考虑到农场中的LoRa网关需要长时间工作,为了提高供电的稳定性以及便于在供电电源出现问题时进行及时的更换或维修,设置了一个外接的电源模块90。具体的,该电源模块90可以分别与物联网采集器20、物联网控制器50以及通讯模块30连接,可以为物联网采集器20、物联网控制器50以及通讯模块30供电。并且考虑到农场的采光通常较好,具体应用中,电源模块90可以为太阳能电池或无线充电电源,当然,电源模块90也可以为其他形式的电池,并不影响本实用新型的实施。此外,对于该农场管理装置中的其他需要电源的元器件,也可以将其与该种实施方式中的电源模块90连接,通过该电源模块90为其进行供电。
本实用新型还提供了一种农场,该农场可以包括上述任一实施例中的基于LoRa通讯的农场管理装置,此处不重复说明。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术方案及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于LoRa通讯的农场管理装置,其特征在于,包括:
生态信息采集器;
与所述生态信息采集器连接的物联网采集器;
与所述物联网采集器以及服务器连接,用于向所述服务器发送由所述生态信息采集器检测出的生态数据,并接收所述服务器下发的指令信息,且支持LoRa通讯方式的通讯模块;
与所述通讯模块连接的所述服务器;
与所述通讯模块连接的物联网控制器;
与所述物联网控制器连接,用于通过所述通讯模块以及所述物联网控制器接收所述指令信息,并进行农场设备运行状态的管理的生态控制设备。
2.根据权利要求1所述的基于LoRa通讯的农场管理装置,其特征在于,所述通讯模块为支持LoRa通讯方式、NB-iot通讯方式以及GPRS通讯方式的通讯模块。
3.根据权利要求1所述的基于LoRa通讯的农场管理装置,其特征在于,还包括:
与所述物联网采集器连接,用于当检测出异常信息时,通过所述物联网采集器以及所述通讯模块向所述服务器发送报警信息的防盗装置。
4.根据权利要求3所述的基于LoRa通讯的农场管理装置,其特征在于,所述防盗装置为设置在目标检测物的底部的压力传感器。
5.根据权利要求3所述的基于LoRa通讯的农场管理装置,其特征在于,所述防盗装置为红外线传感器。
6.根据权利要求1所述的基于LoRa通讯的农场管理装置,其特征在于,还包括:与所述服务器连接,用于获取并展示所述生态数据的显示终端。
7.根据权利要求1所述的基于LoRa通讯的农场管理装置,其特征在于,所述生态信息采集器包括:大气压力传感器,土壤湿度及温度传感器,二氧化碳传感器,土壤PH值传感器,光照亮度传感器,大气温度及湿度传感器,降雨量传感器,PM2.5以及PM10传感器中的一个或者多个的组合。
8.根据权利要求1所述的基于LoRa通讯的农场管理装置,其特征在于,所述生态控制设备包括:风机,水泵,电磁阀,照明灯以及大棚卷帘中的一个或者多个的组合。
9.根据权利要求1至8任一项所述的基于LoRa通讯的农场管理装置,其特征在于,还包括,与所述物联网采集器、所述物联网控制器以及所述通讯模块连接,用于为所述物联网采集器、所述物联网控制器以及所述通讯模块供电的电源模块。
10.一种农场,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述的基于LoRa通讯的农场管理装置。
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