CN209605863U - 农业环境监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种农业环境监测系统，与监测终端通信，该农业环境监测系统包括有多个检测传感器节点、一LoRa网关及一云端服务器，该检测传感器节点包括有检测传感器、第一控制处理器及第一LoRa模块，该第一控制处理器通过数据线分别与检测传感器及第一LoRa模块连接；该LoRa网关包括有第二LoRa模块、第二控制处理器及无线通信模块，该第二LoRa模块与第一LoRa模块通信，该第二控制处理器通过数据线分别与第二LoRa模块与无线通信模块连接；该云端服务器分别与无线通信模块及监测终端通信。本实用新型农业环境监测系统利用LoRa通信协议实现低功耗、距离长的通信，有利于长时间、高效地监测农田环境。

Description

农业环境监测系统

技术领域

本实用新型涉及数据信息采集领域，尤其涉及一种农业环境监测系统。

背景技术

在农业物联网集信息感知、数据传输、智能信息处理技术于一体，作为物联网的一个重要发展方向，受到了广泛关注，随着农业物联网技术的发展，如何降低设备成本和功耗，如何提高无线网络的传输距离、传输效率、电池寿命和可靠性等诸多问题成为农业信息化发展面临的全新挑战。无线传感器网络作为物联网的关键技术在农业方面已有大量的应用研究，由于传统的无线传感器网络采用ZigBee、WiFi、蓝牙等无线通信技术，具有通信距离短、功耗高、易受到干扰和组网规模上存在局限性的缺点，传统的无线通信无法满足农业物联网的发展需求。

鉴于此，有必要提供一种可解决上述缺陷的低功耗、传输距离远、传输稳定、组网快捷的农业环境监测系统，以实现长时间高效、实时地采集农田环境信息。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低功耗、传输距离远、传输稳定、组网快捷的农业环境监测系统，以实现长时间高效、实时地采集农田环境信息。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下所述的技术方案：一种农业环境监测系统，与监测终端通信，所述农业环境监测系统包括有多个检测传感器节点、一LoRa网关及一云端服务器，每一所述检测传感器节点包括有一检测传感器、一第一控制处理器及一第一LoRa模块，所述第一控制处理器通过数据线分别与所述检测传感器及第一LoRa模块连接，以控制其工作；所述LoRa网关包括有一第二LoRa模块、一第二控制处理器及一无线通信模块，所述第二LoRa模块与所述第一LoRa模块通信，所述第二控制处理器通过数据线分别与所述第二LoRa模块与无线通信模块连接，以处理接收到的信息并进行发送；所述云端服务器分别与所述无线通信模块及监测终端通信，以接收并发送信息。

其进一步技术方案为：所述农业环境监测系统还包括有多个农业设备节点，每一所述农业设备节点包括一农业设备、一第三控制处理器及一第三LoRa模块，所述第二LoRa模块与所述第三LoRa模块通信，所述第三控制处理器通过数据线分别与所述农业设备及第三LoRa模块连接，以根据接收到的所述LoRa网关发送的信息控制农业设备工作。

其进一步技术方案为：所述农业设备包括洒水装置、喷药装置或白炽灯。

其进一步技术方案为：所述第一LoRa模块、第二LoRa模块及第三LoRa模块均包括有一收发频率为470MHz的天线。

其进一步技术方案为：所述检测传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器或流量传感器。

本实用新型的有益技术效果在于：该农业环境监测系统通过于检查传感器节点中设置第一LoRa模块配合LoRa网关的第二LoRa模块以利用LoRa协议实现通信，将信息传送至云端服务器，再通过云端服务器传输到监测终端，结构简单，基于LoRa技术独有的低功耗、传输距离远、传输稳定、组网快捷的特点，能够长期、高效保证农业环境监测系统的监测。

附图说明

图1是本实用新型农业环境监测系统的原理框图。

图2是本实用新型农业环境监测系统一具体实施例的原理框图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。

参照图1，在本实施例中，所述农业环境监测系统10与监测终端20连接，以进行信息传递，其包括有多个检测传感器节点110、一LoRa网关120及一云端服务器130。所述LoRa网关120用于获取多个检测传感器节点110采集的农田环境信息并发送至云端服务器130，实现信息交流，以对农业环境进行监测。

每一所述检测传感器节点110包括有一检测传感器111、一第一控制处理器112及一第一LoRa模块113，所述第一控制处理器112通过数据线分别与所述检测传感器111及第一LoRa模块113连接，以控制所述检测传感器111及第一LoRa模块113的工作。所述检测传感器111采集农田环境信息，通过数据线传输至第一控制处理器112，所述第一控制处理器112根据接收获得的农田环境信息分析处理为对应的环境参数，并将所述环境参数通过所述第一LoRa模块113发送出去。所述LoRa网关120包括有一第二LoRa模块121、一第二控制处理器122及一无线通信模块123，所述第二LoRa模块121与所述第一LoRa模块113通信，以接收所述环境参数，所述第二控制处理器122通过数据线分别与所述第二LoRa模块121及无线通信模块123连接，以接收所述第二LoRa模块121传送的所述环境参数并对其进行分析处理后通过所述无线通信模块123发送至所述云端服务器130。所述云端服务器130分别与所述无线通信模块123及监测终端20通信，以接收所述无线通信模块123获得的分析处理后的环境参数并传送至监测终端20。所述第一LoRa模块113与第二LoRa模块121通信，利用LoRa协议实现检测传感器节点110与LoRa网关120之间的信息交流及数据传递，通信无碰撞，可最大化利用带宽，没有重传延时，提高通信网络整体服务质量，降低通信功耗，结构简单，操作方便简洁，无需任何网络维护，极大降低了用户的使用复杂度和维护成本。利用数据线实现第一控制处理器112与检测传感器111之间的信息传递，可有效避免检测获得的农田环境信息在传输过程中受到干扰，提高信息传递的准确性，从而提高第一控制处理器112处理后的环境参数的准确性。所述云端服务器130可对接收到的分析处理后的环境参数进行存储，以对农田环境参数进行记录，容量大，无需占用监测终端20的内存，便于查询。

优选地，所述第一控制处理器112及第二控制处理器122均为单片机，所述无线通信模块123包括ZigBee模块、WiFi模块和/或蓝牙模块，所述监测终端20可为手机、计算机或平板电脑等。所述检测传感器111包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器或流量传感器，则所述农田环境信息包括温度信息、湿度信息、光照强度信息、水流量信息及农药流量信息，相应地，所述环境参数为温度值、湿度值、光照强度、水流量及农药流量。

参照图2，优选地，在本实施例中，用户利用所述监测终端20可获得的分析处理后的环境参数，并根据其发送控制指令以控制设备的工作，以对农田进行管理。所述农业环境监测系统10还包括有多个农业设备节点140，每一所述农业设备节点140包括有一农业设备141、一第三控制处理器142及一第三LoRa模块143，所述第二LoRa模块121与所述第三LoRa模块143通信，所述监测终端20将控制指令发送至云端服务器130，所述云端服务器130对接收到的控制指令的指令信息进行存储并将控制指令发送至所述LoRa网关120，所述无线通信模块123将接收到的控制指令传递至第二控制处理器122，所述第二控制处理器122将获得的控制指令通过第二LoRa模块121发送至第三LoRa模块143，所述第三控制处理器142通过数据线分别与所述农业设备141及第三LoRa模块143连接，以分析处理第三LoRa模块143接收到的控制指令，获取控制信息，根据接收到的所述LoRa网关120发送的控制指令的控制信息控制农业设备141工作。

其中，所述指令信息包括监测终端20发送控制指令的时间及控制指令的控制信息，所述控制信息为控制农业设备具体工作情况的信息。

具体地，所述第三控制处理器142为单片机，所述农业设备141包括洒水装置、喷药装置或白炽灯。优选地，在本实施例中，所述第一LoRa模块113、第二LoRa模块121及第三LoRa模块143均包括有一收发频率为470MHz的天线，而且，基于LoRa^TM扩频调制解调技术，可有效提高所述LoRa网关120分别与检测传感器节点110及农业设备节点140之间的通信距离，且抗阻塞、灵敏度高，网络内所有通信无碰撞，实现宽带的最大化利用，没有重传延时。

基于上述设计，所述检测传感器获取周围环境温度信息、土壤湿度信息及光照强度信息，通过数据线传送至第一控制处理器以进行处理，获取周围环境温度值、土壤湿度值及光照强度，并通过第一LoRa模块与第二LoRa模块之间的通信，利用LoRa协议将周围环境温度值、土壤湿度值及光照强度发送至LoRa网关，第二控制处理器对接收到的所述周围环境温度值、土壤湿度值及光照强度进行分析处理，并将分析处理后的环境参数通过所述无线通信模块发送至云端服务器，云端服务器存储接收到的分析处理后的环境参数并将其发送至监测终端，用户根据监测终端接收到的环境参数，可利用监测终端发送控制指令，控制指令通过云端服务器存储并发送至LoRa网关，LoRa网关的第二LoRa模块与农业设备节点的第三LoRa模块通信，将控制指令传送至农业设备节点，第三控制处理器根据接收到的控制指令的控制信息，控制农业设备工作，检测传感器节点检测水流量信息及农药流量信息，再通过LoRa网关传送至云端服务器，云端服务器将其发送至监测终端，用户再根据接收到的信息进行农业设备的工作控制。

综上所述，本实用新型农业环境监测系统通过于检测传感器节点设置第一LoRa模块与LoRa网关的第二LoRa模块通信，利用LoRa协议实现信息传递交流，结构简单，操作方便，基于LoRa技术独有的低功耗、通信距离远、传输稳定、组网快捷的特点，实现长期、高效保证农业环境监测系统的监测，而且通信无碰撞，可最大化利用带宽，没有重传延时，提高通信网络整体服务质量，降低通信功耗，无需任何网络维护，极大降低了用户的使用复杂度和维护成本。利用数据线实现第一控制处理器与检测传感器之间的信息传递，可有效避免检测获得的农田环境信息在传输过程中受到干扰，提高信息传递的准确性，从而提高第一控制处理器处理后的环境参数的准确性。所述云端服务器可对接收到的分析处理后的环境参数进行存储，以对农田环境参数进行记录，容量大，便于查询。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，而非对本实用新型做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种农业环境监测系统，与监测终端通信，其特征在于，所述农业环境监测系统包括有：

多个检测传感器节点，每一所述检测传感器节点包括有一检测传感器、一第一控制处理器及一第一LoRa模块，所述第一控制处理器通过数据线分别与所述检测传感器及第一LoRa模块连接，以控制其工作；

一LoRa网关，包括有一第二LoRa模块、一第二控制处理器及一无线通信模块，所述第二LoRa模块与所述第一LoRa模块通信，所述第二控制处理器通过数据线分别与所述第二LoRa模块及无线通信模块连接，以处理接收到的信息并进行发送；

一云端服务器，分别与所述无线通信模块及监测终端通信，以接收并发送信息。

2.如权利要求1所述的农业环境监测系统，其特征在于，所述农业环境监测系统还包括有多个农业设备节点，每一所述农业设备节点包括有一农业设备、一第三控制处理器及一第三LoRa模块，所述第二LoRa模块与所述第三LoRa模块通信，所述第三控制处理器通过数据线分别与所述农业设备及第三LoRa模块连接，以根据接收到的所述LoRa网关发送的信息控制农业设备工作。

3.如权利要求2所述的农业环境监测系统，其特征在于，所述农业设备包括洒水装置、喷药装置或白炽灯。

4.如权利要求2所述的农业环境监测系统，其特征在于，所述第一LoRa模块、第二LoRa模块及第三LoRa模块均包括有一收发频率为470MHz的天线。

5.如权利要求1所述的农业环境监测系统，其特征在于，所述检测传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器或流量传感器。