本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

物聯(lián)網(wǎng)作為信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，在農(nóng)業(yè)中的應用將會解決一系列科學技術(shù)問題，例如分布在廣域空間的信息獲取，高效可靠的信息傳輸以及面向不同應用的智能決策等，將是實現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的助推器和加速器。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度、濕度、光照強度、C02濃度、水分以及其他養(yǎng)分等多種自然因素共同影響農(nóng)作物的生長，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的管理方式遠遠沒有達到精細化管理的標準，只能算是粗放式管理，在這種管理方式下，通過人的感知能力管理上述環(huán)境參數(shù)，無法達到準確性要求，要實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的智能化管理，建立一個實用、可靠、可長期監(jiān)測的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是非常必要的。

因此,需要提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，來準確實時的獲取農(nóng)作物生長的環(huán)境信息并對這些信息進行遠程監(jiān)測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠準確實時的獲取農(nóng)作物生長的環(huán)境信息。

一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，所述基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)包括無線傳感器數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡和智能監(jiān)測處理中心組成：所述無線傳感器數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡用于實現(xiàn)網(wǎng)絡的組建和感知數(shù)據(jù)的采集，由傳感器節(jié)點在硬件的基礎上基于ZigBee無線通信協(xié)議組建Mesh網(wǎng)絡；

所述智能監(jiān)測處理中心包括數(shù)據(jù)庫服務器和中央計算機，所述智能監(jiān)測處理中心用于負責本系統(tǒng)的用戶的管理，實現(xiàn)了對本系統(tǒng)用戶的添加、刪除和查詢操作，并且負責對接收到的數(shù)據(jù)進行存儲、顯示、將數(shù)據(jù)繪制成動態(tài)曲線進行分析，并對環(huán)境參數(shù)進行闌值設置，當采集到的數(shù)據(jù)不在設置范圍內(nèi)的時候傳遞至所述中央計算機從而發(fā)出報警提示，實現(xiàn)對農(nóng)作物生長環(huán)境的實時監(jiān)測。

優(yōu)選地，所述傳感器節(jié)點包括終端節(jié)點、路由器節(jié)點和協(xié)調(diào)器節(jié)點。

優(yōu)選地，所述終端節(jié)點實時采集溫度、濕度、光照強度和二氧化碳濃度相關(guān)的環(huán)境參數(shù)，經(jīng)由路由節(jié)點，數(shù)據(jù)以多跳中繼的方式傳達至協(xié)調(diào)器節(jié)點，協(xié)調(diào)器節(jié)點再通過RS-232串口，將數(shù)據(jù)傳至上位機管理系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，可以準確實時的獲取農(nóng)作物生長的環(huán)境信息，通過分析得到環(huán)境變化對農(nóng)作物生長狀況影響的規(guī)律，為科學研究提供全面的參考，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的精準操作，滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息化、智能化的需求；數(shù)據(jù)采集作為本系統(tǒng)工作的第一步，采集到的數(shù)據(jù)準確可靠，是整個系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵；傳感器節(jié)點大量分布在田間，節(jié)點間有一定的距離，采集到的數(shù)據(jù)以無線傳輸?shù)姆绞絺鬟f；保證傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)以最低的丟包率進行傳輸，同時對于數(shù)量龐大且分布廣泛的傳感器節(jié)點，延長了傳感器電池的使用時間。

附圖說明

下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

圖1是本發(fā)明一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的體系圖。

具體實施方式

為了清楚了解本發(fā)明的技術(shù)方案，將在下面的描述中提出其詳細的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明實施例的具體施行并不足限于本領域的技術(shù)人員所熟習的特殊細節(jié)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳細描述如下，除詳細描述的這些實施例外，還可以具有其他實施方式。

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

本實施例的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)由無線傳感器數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡和智能監(jiān)測處理中心組成，其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。無線傳感器數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡的功能是實現(xiàn)網(wǎng)絡的組建和感知數(shù)據(jù)的采集，由傳感器節(jié)點在硬件的基礎上基于ZigBee無線通信協(xié)議組建Mesh網(wǎng)絡。傳感器節(jié)點又分為終端節(jié)點、路由器節(jié)點和協(xié)調(diào)器節(jié)點。終端節(jié)點實時采集溫度、濕度、光照強度、二氧化碳濃度等環(huán)境參數(shù)，經(jīng)由路由節(jié)點，數(shù)據(jù)以多跳中繼的方式傳達至協(xié)調(diào)器節(jié)點，協(xié)調(diào)器節(jié)點再通過RS-232串口，將數(shù)據(jù)傳至上位機管理系統(tǒng)。智能監(jiān)測處理中心由數(shù)據(jù)庫服務器和中央計算機兩部分組成，實現(xiàn)了最后的應用。首先智能監(jiān)測處理中心負責本系統(tǒng)的用戶的管理，實現(xiàn)了對本系統(tǒng)用戶的添加、刪除和查詢操作。其次，負責對接收到的數(shù)據(jù)進行存儲、顯示、將數(shù)據(jù)繪制成動態(tài)曲線進行分析，并對環(huán)境參數(shù)進行闌值設置，當采集到的數(shù)據(jù)不在設置范圍內(nèi)的時候進行報警提示，從而實現(xiàn)對農(nóng)作物生長環(huán)境的實時監(jiān)測。最后負責數(shù)據(jù)信J自、的發(fā)布，將Web協(xié)議移植到其中，系統(tǒng)便可以接入到Internet中，實現(xiàn)“底層(傳感器)-Internet網(wǎng)絡一遠程監(jiān)控”的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒄麄€系統(tǒng)的信息發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上，實現(xiàn)整個互聯(lián)網(wǎng)的訪問。

CPU部分是傳感器節(jié)點的處理器模塊，也可以稱作是數(shù)據(jù)控制處理模塊，是傳感器節(jié)點的核心模塊，對節(jié)點數(shù)據(jù)處理的算法、節(jié)點的通信算法以及節(jié)點的多任務處理都是在這部分實現(xiàn)的。外部傳感器模塊包括各種傳感器芯片，實現(xiàn)了對農(nóng)作物生長環(huán)境參數(shù)的感知。JTAG接口輔助完成對芯片的測試和板控程序的下載。按鍵模塊和LED模塊協(xié)同工作，實現(xiàn)對節(jié)點的操作控制以及工作狀態(tài)顯示的功能。無線通信模塊負責完成各種控制指令的交互和感知數(shù)據(jù)的傳輸。MAX3232串行通信，直接通過串口線連接計算機，完成數(shù)據(jù)由傳感器節(jié)點向上位機的傳遞。電源供應模塊負責為整個節(jié)點提供能量。

本系統(tǒng)中的終端節(jié)點和路由器節(jié)點包括外部傳感器模塊、處理器模塊、按鍵模塊、LED模塊、JTAG接口、供電模塊和無線通信模塊，協(xié)調(diào)器節(jié)點在此基礎上添加了MAX3232串行通信功能。

處理器模塊作為無線傳感器節(jié)點最重要的模塊，處理器模塊實現(xiàn)了傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)采集過程中的任務調(diào)度、采集到數(shù)據(jù)之后對感知數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)融合計算、無線通信傳遞數(shù)據(jù)過程中的路由協(xié)議和傳感器節(jié)點其他功能的拓展，處理器的選擇，是整個傳感器節(jié)點硬件設計的關(guān)鍵。本系統(tǒng)選擇TI公司的以低功耗著稱的MSP430F5438作為處理器芯片，有成本低、外形小、集成度高、功耗低、運行速度快的優(yōu)點。

無線傳感器數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡中的傳感器節(jié)點要對影響農(nóng)作物生長的環(huán)境信息進行采集，采集的信息包括農(nóng)作物生長環(huán)境中的溫度、濕度、光照強度、二氧化碳濃度。選擇SHT10溫濕度傳感器進行環(huán)境溫度和濕度的采集，選擇TSL2560光照強度傳感器進行環(huán)境光照強度的采集，選擇GSSCZO-SK紅外二氧化碳(C02)傳感器進行環(huán)境中二氧化碳濃度的采集。

本發(fā)明提供的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，可以準確實時的獲取農(nóng)作物生長的環(huán)境信息，通過分析得到環(huán)境變化對農(nóng)作物生長狀況影響的規(guī)律，為科學研究提供全面的參考，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的精準操作，滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息化、智能化的需求；數(shù)據(jù)采集作為本系統(tǒng)工作的第一步，采集到的數(shù)據(jù)準確可靠，是整個系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵；傳感器節(jié)點大量分布在田間，節(jié)點間有一定的距離，采集到的數(shù)據(jù)以無線傳輸?shù)姆绞絺鬟f；保證傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)以最低的丟包率進行傳輸，同時對于數(shù)量龐大且分布廣泛的傳感器節(jié)點，延長了傳感器電池的使用時間。

最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術(shù)人員依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。