TWM590748U - 農場及其基於ＬｏＲａ通訊的農場管理裝置 - Google Patents

Abstract

本創作揭露一種基於LoRa通訊的農場管理裝置，係包括：生態訊息收集器、連接該生態訊息收集器的物聯網收集器、伺服器、連接該物聯網收集器與該伺服器以向該伺服器發送由該生態訊息收集器檢測出之生態資料並接收該伺服器發出之指令訊息且支援LoRa通訊方式的通訊模組、連接該通訊模組的物聯網控制器、以及連接該物聯網控制器以用於透過該通訊模組與該物聯網控制器接收該指令訊息並進行農場設備運行狀態之管理的生態控制設備。應用本創作所提供的農場管理裝置，可降低農場的管理成本，且提高農場的管理效率。本創作還提供一種包括該農場管理裝置的農場，其具有相對應之功效。

Description

農場及其基於LoRa通訊的農場管理裝置

本創作係關於一種農場管理方式，尤其是關於一種農場及其基於LoRa通訊的農場管理裝置。

在現有的大部分農場中，係採用人工作業方式進行農場管理，例如，作業員對農場之溫度進行觀測，且依據觀測結果控制農場的風機轉速。惟，此方式費時且費力，因而降低農場的管理效率，且提高管理成本。

因此，如何降低農場的管理成本，且提高農場的管理效率，實已成目前亟欲解決的課題。

本創作之目的係提供一種基於LoRa通訊的農場管理裝置，以降低農場的管理成本，且提高農場的管理效率。

為達成上述目的，本創作提供一種基於LoRa通訊的農場管理裝置，係包括：生態訊息收集器；物聯網收集器，係連接該生態訊息收集器；伺服器；通訊模組，係連接該物聯網收集器及伺服器，用於向該伺服器發送由該生態訊息收集器檢測出的生態資料，並接收該伺服器發出的指令訊息，且支援LoRa通訊方式；物聯網控制器，係連接該通訊模組；以及生態控制設備，係連接該物聯網控制器， 用於透過該通訊模組及該物聯網控制器接收該指令訊息，以進行農場設備運行狀態的管理。

較佳地，該通訊模組復支援NB-iot通訊方式及/或GPRS通訊方式。

較佳地，該農場管理裝置復包括連接該物聯網收集器之防盜裝置，係用於當檢測出異常訊息時，透過該物聯網收集器及該通訊模組向該伺服器發送警報訊息。例如，該防盜裝置係為設於目標檢測物之底部上的壓力感測器。或者，該防盜裝置係為紅外線感測器。

較佳地，該農場管理裝置復包括連接該伺服器之顯示器，係用於獲取並顯示該生態資料。

較佳地，該生態訊息收集器係包括大氣壓力感測器、土壤濕度與溫度之感測器、二氧化碳感測器、土壤PH值感測器、光照亮度感測器、大氣溫度與濕度之感測器、降雨量感測器、PM2.5感測器、PM10感測器或上述其中之至少二者之組合。

較佳地，該生態控制設備係包括風機、水泵、電磁閥、照明燈、大棚捲簾或上述其中之至少二者之組合。

較佳地，該農場管理裝置復包括連接該物聯網收集器、該物聯網控制器及該通訊模組之電源模組，係用於供電予該物聯網收集器、該物聯網控制器及該通訊模組。

本創作復提供一種農場，係包括前述之農場管理裝置。

由上可知，本創作之農場管理裝置係採用基於LoRa 的農業物聯網的方式，藉由該生態訊息收集器進行農場的生態資料的收集，再藉由與其相連的物聯網收集器獲取該些生態資料，並透過支援LoRa通訊方式的通訊模組向該伺服器發送該些生態資料，之後該伺服器可接收該些生態資料並可發送指令訊息，透過該通訊模組及該物聯網控制器的指令訊息的傳遞，最後透過該生態控制設備進行農場的設備的運行狀態的管理。由於本創作係藉由農業物聯網進行農場的設備運行狀態的管理，故相較於習知技術之人工作業方式，本創作獲取農場的生態資料更加快速與即時，且減免需要人工作業等相關事項，因而能降低農場的管理成本，且提高了農場的管理效率。此外，由於本創作係採用該LoRa通訊，因而所需的功耗極低，且能遠距離傳輸，故適用於農場的管理需求，且不會發生資料洩露的問題。

10‧‧‧生態訊息收集器

20‧‧‧物聯網收集器

30‧‧‧通訊模組

40‧‧‧伺服器

50‧‧‧物聯網控制器

60‧‧‧生態控制設備

70‧‧‧顯示器

80‧‧‧防盜裝置

90‧‧‧電源模組

第1圖係為本創作之基於LoRa通訊的農場管理裝置的架構配置示意圖。

第2圖係為本創作之基於LoRa通訊的農場管理裝置的另一實施例之架構配置示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本創作之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小 等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本創作可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本創作所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本創作所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本創作可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本創作可實施之範疇。

本創作係提供一種基於LoRa通訊的農場管理裝置，以降低農場的管理成本，且提高農場的管理效率。

請參考第1圖，係為本創作之基於LoRa通訊的農場管理裝置的架構配置示意圖。如第1圖所示，該農場管理裝置係包括：生態訊息收集器10、物聯網收集器20、伺服器40、通訊模組30、物聯網控制器50以及生態控制設備60。

所述之生態訊息收集器10可以用於收集農場的生態訊息，該生態訊息可以是農場環境的各項資料及農場中動植物的各項資料。例如，該生態訊息可以包括農場的溫度及濕度資料，則生態訊息收集器10係為收集農場的溫度及農場的濕度的裝置。具體的，該生態訊息收集器10可包括設置在農場中的溫度感測器及濕度感測器，其分別用於進行農場的溫度及濕度的收集。

於本實施例中，由於所需收集的農場生態訊息的不 同，該生態訊息收集器10具體構成亦可不同，並可依據實際情況進行設定及調整，例如，依據實際農場的作物類別、農場所處位置的氣候及農場的規模等因素進行生態訊息收集器10的設定及調整，並不影響本創作的實施。例如，於其中一實施方式中，該生態訊息收集器10可為：大氣壓力感測器、土壤濕度與溫度之感測器、二氧化碳感測器、土壤PH值感測器、光照亮度感測器、大氣溫度與濕度之感測器、降雨量感測器、PM2.5感測器、PM10感測器或上述其中之至少二者之組合。

所述之物聯網收集器20係連接該生態訊息收集器10。

於本實施例中，該物聯網收集器20與該生態訊息收集器10連接，以接收該生態訊息收集器10所收集的農場的生態資料。具體地，該物聯網收集器20可分別連接構成該生態訊息收集器10的各個感測器，並接收各個感測器所收集的相對應的農場資料。需注意，該物聯網收集器20通常可透過硬質線體電路連接該生態訊息收集器10中相對應的感測器的輸出端，例如，透過埠口接收各個感測器所發送的農場的生態資料；應可理解地，於實際應用中，也可透過無線方式連接該生態訊息收集器10中的感測器，以藉由無線通訊獲取相對應的生態資料，且具體形式通常可依據感測器的實際類別進行設定與調整。

所述之通訊模組30連接該物聯網收集器20及該伺服器40，係用於向該伺服器40發送由該生態訊息收集器10所檢測出的生態資料，並接收該伺服器40發送的指令訊 息，且支援LoRa通訊方式。

於本實施例中，該通訊模組30可提供資料上傳及發出資料的功能，且該通訊模組30支援LoRa通訊方式。該物聯網收集器20可對各類感測器的資料進行初步的分析及統一的匯整，進而由LoRa型通訊模組30進行資料的上傳，例如，透過LoRa型通訊模組30的天線介面進行生態資料的發送。由於LoRa技術所需的功耗極低，致使電池的規格要求低，且因傳輸距離長而使農場的占地範圍較大，又部分生態指標需長時間監測，故LoRa通訊模式極為適用該些需求。此外，由於LoRa通訊模式可令企業自建網路以實行相關事務的運行，並不需將資料發送予他人(如運營商)，因此，針對資料安全性要求較高的農場，使用LoRa通訊不會發生資料洩露的問題。

再者，該通訊模組30還可接收該伺服器40的指令訊息，並將接收的指令訊息傳送至該物聯網控制器50。具體地，該物聯網收集器20、該通訊模組30及該物聯網控制器50通常可進行整合，例如，於一實施方式中，將農場劃分為多個區域，每一個區域中設置一個LoRa閘道，該LoRa閘道中包含一個物聯網收集器20、一個通訊模組30及一個物聯網控制器50。

所述之伺服器40係連接該通訊模組30。

於本實施例中，該伺服器40可接收由該通訊模組30所發送的生態資料，且該伺服器40通常設置在遠端，即可實現遠端獲取農場的生態資料並進行相應的管理，又該伺 服器40可為使用者的個人電腦等設備。此外，使用者還可透過可攜式電子裝置與該伺服器40通訊連接，以藉由該可攜式電子裝置獲取該伺服器40中的相對應資料並向該伺服器40發送相關指令。

再者，於本創作的其中一具體實施方式中，如第2圖所示，還可包括連接該伺服器40以獲取並顯示生態資料的顯示器70。考量到在一些大型農場中，資料量較多，可使用該顯示器70與伺服器40相互連接，以藉由該顯示器70進行大量的生態資料的顯示，以令使用者能更直觀瞭解該伺服器40所接收到的農場的生態資料，且該顯示器70可為顯示螢幕等顯示裝置。應可理解地，在部分場合中，該伺服器40可與該顯示器70整合在一個設備上，例如選用使用者的個人電腦作為該設備時，該電腦的主機可作為該伺服器40，以進行生態資料的接收及指令訊息的發送，且該電腦的顯示螢幕則可作為連接該伺服器40的顯示器70，以進行生態資料的顯示。

又，該伺服器40可向該物聯網控制器50發送指令訊息，該指令訊息可由該伺服器40自動發送，也可由該伺服器40於接收到人工輸入的相關指示後進行指令訊息的發送，但本創作的實施並不限於上述。該指令訊息通常可包含農場中的生態控制設備60的運行狀態，使該生態控制設備60於接收到指令訊息後，依據該指令訊息對相關設備的運行狀態進行管理。例如，該指令訊息可為將農場第1號風機設定為第一檔位，而將第2號風機設定為第二檔位。

所述之物聯網控制器50連接該通訊模組30。

於本實施例中，該通訊模組30連接該伺服器40，以接收該伺服器40所發出的指令訊息，並將該指令訊息傳輸至該物聯網控制器50，使該物聯網控制器50可接收該通訊模組30傳遞出的指令訊息。

所述之生態控制設備60連接該物聯網控制器50，以透過該通訊模組30及該物聯網控制器50接收該指令訊息，並進行農場設備運行狀態的管理。

於本實施例中，該物聯網控制器50連接該生態控制設備60，以在接收由該通訊模組30所發送的指令訊息後，向該生態控制設備60發送該指令訊息。該生態控制設備60藉由接收的指令訊息進行農場設備運行狀態的管理，例如，於接收該指令訊息後，將農場之第1號風機調整為第一檔位，並將第2號風機調整為第二檔位。該生態控制設備60的建構可依據實際情況進行設定與調整，且該生態控制設備60所包含的各個設備單元係可透過硬質線體電路或無線通訊等方式連接該物聯網控制器50，例如，透過串接埠口連接該物聯網控制器50。

於實際應用中，基於農場的農作物之種類不同、農場的建築結構不同或其它等因素，致使生態控制設備60的建構會不相同。在本創作的其中一種實施方式中，該生態控制設備60可包括風機、水泵、電磁閥、照明燈、大棚捲簾或上述其中之至少二者之組合。

應用本創作所提供之基於LoRa通訊的農場管理裝 置，包括：生態訊息收集器10；物聯網收集器20，係連接該生態訊息收集器10；伺服器40；通訊模組30，係連接該物聯網收集器20及伺服器40，用於向該伺服器40發送由該生態訊息收集器10檢測出的生態資料，並接收該伺服器40發出的指令訊息，且支援LoRa通訊方式；物聯網控制器50，係連接該通訊模組30；以及生態控制設備60，係連接該物聯網控制器50，用於透過該通訊模組30及該物聯網控制器50接收該指令訊息，並進行農場設備運行狀態的管理。

本創作採用基於LoRa的農業物聯網的方式，藉由該生態訊息收集器10進行農場的生態資料的收集，再藉由與其相連的物聯網收集器20獲取該些生態資料，並透過支援LoRa通訊方式的通訊模組30向該伺服器40發送該些生態資料，之後該伺服器40可接收該些生態資料並可下達及發送指令訊息，以經由該通訊模組30及該物聯網控制器50的指令訊息的傳遞，最後透過該生態控制設備60進行農場的設備的運行狀態的管理。由於本創作係透過農業物聯網進行農場的設備運行狀態的管理，故相較於習知技術之人工作業，本創作能更加快速即時獲取農場的生態資料，且減少人工作業所需的事項，因而降低農場的管理成本，且提高農場的管理效率。此外，由於本創作係採用LoRa通訊，其所需的功耗低，且傳輸距離長，故適用於農場的管理需求，且也不會發生資料洩露的問題。

於本創作的其中一實施方式中，該通訊模組30係支援 LoRa通訊方式、NB-iot通訊方式及GPRS通訊方式。

考量到NB-iot通訊方式及GPRS通訊方式均有各自的優點，例如，該NB-iot的通訊方式可經由他人(如運營商)代建網路而無需使用者自行進行網路基地站的佈建，且運營商於人口密集的場合中通常會擴充覆蓋NB-iot網路，故於其中一實施方式中，該通訊模組30可支援LoRa通訊方式、NB-iot通訊方式及GPRS通訊方式。應可理解地，由於該NB-iot通訊方式可廣泛應用，故該通訊模組30也可僅為支援LoRa通訊方式及NB-iot通訊方式。當該通訊模組30除了支援LoRa通訊方式之外，還支援其它通訊方式時(例如還支援該NB-iot通訊方式)，該通訊模組30可依據NB-iot通訊方式單獨建立相對應的通訊單元，並將該通訊單元整合在原LoRa閘道中，亦即將該通訊單元與原LoRa閘道中的通訊模組一併視為新的通訊模組。應可理解地，還可將該NB-iot通訊方式作為該通訊模組30的其中一功能子模組，使得該通訊模組30可使用兩種通訊模式，分別為LoRa通訊模式及NB-iot通訊模式，具體應用中，使用者可自行選取該通訊模組30的通訊模式。

於一實施方式中，本創作還包括：連接該物聯網收集器20之防盜裝置80，係用於當檢測出異常訊息時，透過該物聯網收集器20及該通訊模組30向該伺服器40發送警報訊息。

考量到農場的面積通常很大，於發生盜竊事件時不易即時發覺，因而增加農場的管理風險，故於本創作的其中 一實施方式中，如第2圖所示，可將防盜裝置80連接該物聯網收集器20。當檢測出異常訊息時，該防盜裝置80可向該物聯網收集器20輸出提示訊息，進而透過該通訊模組30將該提示訊息發送至該伺服器40，故使用者可在遠端即時獲知該提示訊息，進而有利於即時採取相關的防盜措施。

具體的，基於紅外線的高靈敏度，該防盜裝置80可為紅外線感測器，且該紅外線感測器可設在預設位置處，如農場入口處、易攀爬翻越的圍牆處或其它處等，以當該紅外線感測器檢測到異物進入特定區域時(例如盜賊進入農場中的某扇門窗時)，該紅外線感測器可向該物聯網收集器20輸出提示，實際上，可透過硬質線體電路輸出相對應的電信訊號，使該伺服器40即時獲知該異常情況。

基於農場中的部分物件存在失竊風險，故於實際運作時，該防盜裝置80也可包括設在目標檢測物底部的壓力感測器。當該目標檢測物未移動時，該壓力感測器所接收的壓力係處於正常範圍；相對地，當該目標檢測物移動時，該壓力感測器可向該物聯網收集器20輸出相對應的提示訊息。

於一實施例中，本創作還包括連接該物聯網收集器20、該物聯網控制器50及該通訊模組30之電源模組90，係用於供電予該物聯網收集器20、該物聯網控制器50及該通訊模組30。於其中一實施方式中，會將該物聯網收集器20、該物聯網控制器50及該通訊模組30進行整合，以成為一個LoRa閘道，且在該LoRa閘道內部配置相對應的 電池，使該LoRa閘道能正常運作。於此種實施方式中，基於農場中的LoRa閘道需長時間運作，故設置一個外接的電源模組90，以提高供電的穩定性，且便於在供電電源出現問題時即時更換或維修。具體地，該電源模組90可分別連接該物聯網收集器20、物聯網控制器50及通訊模組30，以供電予該物聯網收集器20、物聯網控制器50及通訊模組30。再者，基於農場的採光通常較好，於具體應用中，該電源模組90可為太陽能電池或無線充電電源，故應可理解地，該電源模組90也可為其它形式的電池，但不限於上述。此外，對於該農場管理裝置中的其它需要電源的單元組件，也可將其連接此種實施方式的電源模組90，以利用該電源模組90供電。

本創作亦提供一種農場，該農場可包括上述任一實施方式中的基於LoRa通訊的農場管理裝置，故於此不再贅述。

上述實施例係用以例示性說明本創作之原理及其功效，而非用於限制本創作。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本創作之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本創作之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

10‧‧‧生態訊息收集器

20‧‧‧物聯網收集器

30‧‧‧通訊模組

40‧‧‧伺服器

50‧‧‧物聯網控制器

60‧‧‧生態控制設備

Claims (10)

1. 一種基於LoRa通訊的農場管理裝置，係包括：生態訊息收集器；物聯網收集器，係連接該生態訊息收集器；伺服器；通訊模組，係連接該物聯網收集器及伺服器，用於向該伺服器發送由該生態訊息收集器檢測出的生態資料，並接收該伺服器發出的指令訊息，且支援LoRa通訊方式；物聯網控制器，係連接該通訊模組；以及生態控制設備，係連接該物聯網控制器，用於透過該通訊模組及該物聯網控制器接收該指令訊息，以進行農場設備運行狀態的管理。
2. 如申請專利範圍第1項所述之農場管理裝置，其中，該通訊模組復支援NB-iot通訊方式及/或GPRS通訊方式。
3. 如申請專利範圍第1項所述之農場管理裝置，復包括連接該物聯網收集器之防盜裝置，係用於當檢測出異常訊息時，透過該物聯網收集器及該通訊模組向該伺服器發送警報訊息。
4. 如申請專利範圍第3項所述之農場管理裝置，其中，該防盜裝置係為設於目標檢測物之底部上的壓力感測器。
5. 如申請專利範圍第3項所述之農場管理裝置，其中，該防盜裝置係為紅外線感測器。
6. 如申請專利範圍第1項所述之農場管理裝置，復包括連 接該伺服器之顯示器，係用於獲取並顯示該生態資料。
7. 如申請專利範圍第1項所述之農場管理裝置，其中，該生態訊息收集器係包括：大氣壓力感測器、土壤濕度與溫度之感測器、二氧化碳感測器、土壤PH值感測器、光照亮度感測器、大氣溫度與濕度之感測器、降雨量感測器、PM2.5感測器、PM10感測器或上述其中之至少二者之組合。
8. 如申請專利範圍第1項所述之農場管理裝置，其中，該生態控制設備係包括風機、水泵、電磁閥、照明燈、大棚捲簾或上述其中之至少二者之組合。
9. 如申請專利範圍第1項所述之農場管理裝置，復包括連接該物聯網收集器、該物聯網控制器及該通訊模組之電源模組，係用於供電予該物聯網收集器、該物聯網控制器及該通訊模組。
10. 一種農場，係包括如申請專利範圍第1至9項所述之其中一者之農場管理裝置。

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