CN211085321U - 智慧农业信息采集系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智慧农业信息采集系统装置，属于农业信息采集技术领域。它包括上位机和与之分别连接的若干监测节点，所述的监测节点包括传感器模块、WiFi模块、微处理器模块和供电模块，所述的传感器模块的信号输出端连接微处理器模块的输入端，所述的微处理器模块的输出端连接WiFi模块的输入端，所述的WiFi模块通过无线网络与上位机连接，所述的供电模块向同一个监测节点内的传感器模块、微处理器模块和WiFi模块提供稳定的电压。本实用新型的可自主分布节点的设计方式，不仅保证了测量的灵活性，还具有范围广、全自动、高精度、可长时间值守测量等诸多优势。

Description

智慧农业信息采集系统装置

技术领域

本实用新型属于农业信息采集技术领域，具体地说，涉及一种智慧农业信息采集系统装置。

背景技术

农业是人类的“母亲产业”，没有农业就不会有人类的成长和繁衍。我国是一个拥有13 亿多人口的大国，农业收入对我国国民生产总值的贡献不容小觑。现代农业是在现代工业和现代科学技术基础上发展起来的农业，而我国农业正处在由传统农业向现代农业过渡的重要时期。由于农业产品的环境因素对其生长具有较大的影响，因此需要为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策，可见现代农业需要实现管理方式的现代化，“智慧农业”应运而生，即运用物联网系统的温度传感器、湿度传感器、光传感器等设备，检测环境中的温度、相对湿度、光照强度等物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中，保证农作物有一个良好的、适宜的生长环境。

农业信息采集系统经常是在地势多样、环境复杂的野外部署，常常需要根据实际情况灵活调整采集的范围和地点，而现有的采集系统不能满足该需求，无法实现灵活、稳定、精准的测量。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能够全自动、高精度、长时间地测量温度、湿度、光照强度等农业参数的智慧农业信息采集系统装置，以服务于实际生产养殖需求。

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种智慧农业信息采集系统装置，包括上位机和与之分别连接的若干监测节点，所述的监测节点包括传感器模块、WiFi模块、微处理器模块和供电模块，所述的传感器模块的信号输出端连接微处理器模块的输入端，所述的微处理器模块的输出端连接WiFi模块的输入端，所述的WiFi模块通过无线网络与上位机连接，所述的供电模块向同一个监测节点内的传感器模块、微处理器模块和WiFi模块提供稳定的电压。

为适应大规模田地信息采集，便于布置更多监测节点，所述的监测节点包括普通节点和汇聚节点，所述的普通节点通过WiFi模块与所述的汇聚节点无线连接，所述的汇聚节点通过WiFi模块与所述的上位机无线连接。

为方便信息采集系统的布置和调整，同一个监测节点的WiFi模块、传感器模块、微处理器模块和供电模块集成在节点盒中。

为便于节点盒在田地中的布置，也方便其高度的调整以及位置的转移，还包括若干根支撑柱，所述的节点盒设有若干自下而上的通孔，用于穿过所述支撑柱，所述支撑柱上设有用于支撑节点盒并防止其下滑的卡位装置。

为防止影响温湿度传感器和光照强度传感器的测量精度，所述的节点盒设有盒盖，所述的盒盖的顶面为可启闭式。

为减少WiFi信号传输环境中的干扰，防止传输数据包的丢失，所述的节点盒的侧壁为镂空式。

为方便在现场获取信息采集的数据，还包括显示模块，所述的显示模块与所述的汇聚节点中的微处理器模块连接。

本系统装置适用于检测环境中的各项物理量参数，所述的传感器模块为温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器或光照强度传感器。

所述的微处理器模块为STM32单片机。

所述的WiFi模块为ESP8266WiFi模块。

相比于现有技术，本实用新型利用STM32单片机集成最小系统板，并利用多个传感器进行数据的采集，采用WiFi进行数据的传输，可实现环境变量(温度、湿度、光照强度等)的长时间精确测量。可自主分布节点的设计方式，与传统测量方法相比，不仅保证了测量的灵活性，还具有范围广、全自动、高精度、可长时间值守测量等诸多优势。

附图说明

图1为本实用新型的智慧农业信息采集系统装置的电路系统框架示意图；

图2为本实用新型的应用示意图；

图3为本实用新型的节点盒结构示意图；

图4为本实用新型的节点盒的盒盖结构示意图；

图中：1、大棚；2、显示器；3、农作物；4、地表；5、节点盒；6、WiFi模块；7、传感器模块；8、供电模块；9、微处理器模块；10、盒盖；11、顶面。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

本智慧农业信息采集系统装置主要包括上位机和监测节点。如图1所示，监测节点包括用于采集信号的传感器模块、用于发射信号的WiFi模块、微处理器模块和供电模块。传感器模块为温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器或光照强度传感器，WiFi模块为ESP8266 WiFi模块，微处理器模块为STM32F103单片机。传感器模块的信号输出端连接微处理器模块的输入端，微处理器模块的输出端连接WiFi模块的输入端。监测节点分为普通节点和汇聚节点，普通节点通过WiFi模块与汇聚节点无线连接，汇聚节点的WiFi模块通过无线网络与上位机连接。供电模块向同一个监测节点内的传感器模块、微处理器模块和WiFi模块提供稳定的电压，供电模块可为普通电源或太阳能供电电源。

如图3，同一个监测节点的WiFi模块6、传感器模块7、供电模块8和微处理器模块9集成在节点盒5中，节点盒分布在真实的环境中。将节点盒依据实际情况，安置于露天农田或者室内大棚1的待测位置。图2以大棚内为例，简单地示意了4个节点盒5，农作物3种植于地表4，节点盒5设置在农作物3之间的土地上，根据不同的信息采集需求，节点盒5 需要不同的高度且放置稳妥，但是这在崎岖的田地里常常比较困难实现，因此将节点盒的四角设置垂直向下的通孔，在田地里埋入四个支撑柱，支撑柱上设有横杆，将节点盒的通孔套入支撑柱，至横杆处节点盒不再下滑即放置稳妥，可根据实际需要调整支撑柱的埋深，位置的调整也较为方便。

为防止盒盖影响温湿度和光照强度传感器的测量精度，减小数据误差，同时也考虑到其余传感器无需露天布置，因此如图4的节点盒5设有盒盖10，盒盖10的顶面11设置为可启闭式，例如抽拉式开启和关闭，也便于检修。当盒内的传感器需要露天放置时，拉开顶面11，当传感器不需要露天时，使顶面11常闭，以防止露天时电子元器件的老化加快，使用寿命缩短。由于通信环境中存在很多干扰，可能会造成传输数据包的丢失，因此将节点盒5的侧壁设置为镂空式，减少障碍物，甚至可将节点盒5的四壁掏空，使盒子的侧壁仅存框架。

如果是在室内大棚中进行信息采集，还可以在大棚内设置显示模块，直接与汇聚节点中的微处理器模块通过信号线连接，与上位机同步显示，方便在现场获取信息采集的数据，如图2中的显示器2。

使用时，将汇聚节点中的ESP8266设置成热点模式，上位机连接热点，传感器向STM32F103单片机传输数据，由单片机对数据进行处理后，经过ESP8266模块通过无线局域网发送至上位机，直接将数据进行展示或进行后续的数据分析处理，从而实现了数字化，智能化，自动化。

Claims (5)

1.一种智慧农业信息采集系统装置，其特征在于，包括上位机和与之分别连接的若干监测节点，所述的监测节点包括传感器模块、WiFi模块、微处理器模块和供电模块，所述的传感器模块的信号输出端连接微处理器模块的输入端，所述的微处理器模块的输出端连接WiFi模块的输入端，所述的WiFi模块通过无线网络与上位机连接，所述的供电模块向同一个监测节点内的传感器模块、微处理器模块和WiFi模块提供稳定的电压；

所述的监测节点包括普通节点和汇聚节点，所述的普通节点通过WiFi模块与所述的汇聚节点无线连接，所述的汇聚节点通过WiFi模块与所述的上位机无线连接；

同一个监测节点的WiFi模块、传感器模块、微处理器模块和供电模块集成在节点盒中；

还包括若干根支撑柱，所述的节点盒设有若干自下而上的通孔，用于穿过所述支撑柱，所述支撑柱上设有用于支撑节点盒并防止其下滑的卡位装置；

所述的节点盒设有盒盖，所述的盒盖的顶面为可启闭式；

所述的节点盒的侧壁为镂空式。

2.根据权利要求1所述的智慧农业信息采集系统装置，其特征在于，还包括显示模块，所述的显示模块与所述的汇聚节点中的微处理器模块连接。

3.根据权利要求1所述的智慧农业信息采集系统装置，其特征在于，所述的传感器模块为温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器或光照强度传感器。

4.根据权利要求1所述的智慧农业信息采集系统装置，其特征在于，所述的微处理器模块为STM32单片机。

5.根据权利要求1所述的智慧农业信息采集系统装置，其特征在于，所述的WiFi模块为ESP8266 WiFi模块。

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