本實用新型涉及監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種面向物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高和高新科技在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用，我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已發(fā)生了巨大變化。其中，以蔬菜產(chǎn)業(yè)為主的設(shè)施農(nóng)業(yè)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已成為極其重要的創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)，在社會經(jīng)濟生活中的地位日漸提升。設(shè)施農(nóng)業(yè)是對作物栽培環(huán)境能有效控制，運用先進(jìn)工程技術(shù)與種植管理技術(shù)的高投入、高產(chǎn)出的集約化農(nóng)業(yè)，是確保農(nóng)產(chǎn)品淡季供應(yīng)，調(diào)節(jié)市場供求季節(jié)性波動、增加農(nóng)民收入、提高人們生活水平的有效途徑。目前，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)普及面積最大的是以溫室為代表的大棚蔬菜生產(chǎn)。自改革開放以來，我國設(shè)施栽培發(fā)展迅速，設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培面積已達(dá)到86.7萬公頃。其中，塑料中小棚為40.7萬公頃，占 46.9％；塑料大棚為23.3萬公頃，占26.9％；溫室為22.7萬公頃，占26.2％。按絕對面積計算已為世界第一。

目前，我國在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面的研究取得了一定的進(jìn)展，但是，這些研究和應(yīng)用大多數(shù)仍停留在理論研究層次，或者只是應(yīng)用在科研院所的展示項目中，而在傳統(tǒng)溫室中(占設(shè)施栽培總面積超過90％的塑料大棚和日光溫室)，特別是吉林省大部分地區(qū)，農(nóng)戶們?nèi)圆捎煤喴卓刂葡到y(tǒng)甚至是手工控制的方式，測控系統(tǒng)的普及率非常低，沒有將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)真正地應(yīng)用于大規(guī)模環(huán)境監(jiān)測上，因此這種新型技術(shù)還沒有發(fā)揮作用。

在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于溫室大棚自身氣候效應(yīng)和隔離效果等特點，可以反季節(jié)種植并調(diào)控作物，起到了旱澇保收和空間隔絕的作用，因此，越來越多的農(nóng)戶選擇使用溫室大棚種植果蔬產(chǎn)品。但是，在國內(nèi)現(xiàn)有的大部分溫室中，仍然采用傳統(tǒng)的管理方式，即憑借工人的經(jīng)驗來種植溫室內(nèi)的作物，這種管理方式不僅需要勞動力量大，而且會因為人的經(jīng)驗判斷失誤而導(dǎo)致作物的不良生長。因此，需要一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型農(nóng)業(yè)無線傳感系統(tǒng)來解決這一突出問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型通過提供一種面向物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中人工控制的技術(shù)問題，實現(xiàn)了降低工作人員的勞動強度和避免因人工判斷失誤而造成的不良狀況發(fā)生的技術(shù)效果。

本實用新型提供了一種面向物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測系統(tǒng)，至少包括：傳感設(shè)備、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、服務(wù)器及電量監(jiān)測設(shè)備；所述傳感設(shè)備的信號輸出端與所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信號輸入端通訊連接；所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信號輸出端與所述服務(wù)器的信號輸入端通訊連接；所述電量監(jiān)測設(shè)備的信號輸入端接入所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

進(jìn)一步地，所述電量監(jiān)測設(shè)備至少包括：電量采集元件、模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備及處理器；所述電量采集元件的信號輸入端接入所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備，所述電量采集元件的信號輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的信號輸入端通訊連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的信號輸出端與所述處理器的信號輸入端通訊連接。

進(jìn)一步地，所述電量監(jiān)測設(shè)備還至少包括：放大設(shè)備；所述放大設(shè)備的信號輸入端與所述電量采集元件的信號輸出端通訊連接，所述放大設(shè)備的信號輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的信號輸入端通訊連接。

進(jìn)一步地，所述電量監(jiān)測設(shè)備還至少包括：顯示設(shè)備；所述顯示設(shè)備的信號輸入端與所述處理器的信號輸出端通訊連接。

進(jìn)一步地，所述電量采集元件包括：電流采集元件和電壓采集元件。

進(jìn)一步地，還至少包括：報警設(shè)備；所述報警設(shè)備的信號輸入端與所述處理器的信號輸出端通訊連接。

進(jìn)一步地，所述傳感設(shè)備至少包括：感應(yīng)元件、單片機、時鐘電路及通訊模塊；所述感應(yīng)元件的信號輸出端與所述單片機的信號輸入端通訊連接；所述單片機通過所述通訊模塊與所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信號輸入端通訊連接；所述單片機還與所述時鐘電路通訊連接。

進(jìn)一步地，所述傳感設(shè)備還至少包括：去噪模塊；所述去噪模塊的信號輸入端與所述感應(yīng)元件的信號輸出端通訊連接，所述去噪模塊的信號輸出端與所述單片機的信號輸入端通訊連接。

進(jìn)一步地，所述通訊模塊包括：藍(lán)牙模塊、WIFI模塊、射頻模塊和/或GSM 模塊。

進(jìn)一步地，還至少包括：適配器；所述單片機通過所述通訊模塊與所述適配器的信號輸入端通訊連接，所述適配器的信號輸出端與所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信號輸入端通訊連接。

本實用新型中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

通過傳感設(shè)備采集環(huán)境數(shù)據(jù)(如濕度、土壤氮磷鉀含量、溶氧量、濁度、鹽度、氨氮含量和pH值等)，再將采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備傳輸?shù)椒?wù)器進(jìn)行分析，從而避免了憑借工人的經(jīng)驗來種植溫室內(nèi)的作物，不僅降低了工作人員的勞動強度，而且還避免了因人工判斷失誤而造成的不良狀況的發(fā)生。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的面向物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實用新型實施例提供的面向物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測系統(tǒng)中電量監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本實用新型實施例提供的面向物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測系統(tǒng)中傳感設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

本實用新型實施例通過提供一種面向物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中人工控制的技術(shù)問題，實現(xiàn)了降低工作人員的勞動強度和避免因人工判斷失誤而造成的不良狀況發(fā)生的技術(shù)效果。

本實用新型實施例中的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，總體思路如下：

通過傳感設(shè)備采集環(huán)境數(shù)據(jù)(如濕度、土壤氮磷鉀含量、溶氧量、濁度、鹽度、氨氮含量和pH值等)，再將采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備傳輸?shù)椒?wù)器進(jìn)行分析，從而避免了憑借工人的經(jīng)驗來種植溫室內(nèi)的作物，不僅降低了工作人員的勞動強度，而且還避免了因人工判斷失誤而造成的不良狀況的發(fā)生。

為了更好地理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。

參見圖1，本實用新型實施例提供的面向物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測系統(tǒng)，至少包括：傳感設(shè)備、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、服務(wù)器及電量監(jiān)測設(shè)備；傳感設(shè)備的信號輸出端與網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信號輸入端通訊連接；網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信號輸出端與服務(wù)器的信號輸入端通訊連接；電量監(jiān)測設(shè)備的信號輸入端接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

參見圖2，對電量監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，電量監(jiān)測設(shè)備至少包括：電量采集元件、模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備及處理器；電量采集元件的信號輸入端接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備，電量采集元件的信號輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的信號輸入端通訊連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的信號輸出端與處理器的信號輸入端通訊連接。

對電量監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步說明，電量監(jiān)測設(shè)備還至少包括：放大設(shè)備；放大設(shè)備的信號輸入端與電量采集元件的信號輸出端通訊連接，放大設(shè)備的信號輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的信號輸入端通訊連接。

對電量監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更進(jìn)一步說明，電量監(jiān)測設(shè)備還至少包括：顯示設(shè)備；顯示設(shè)備的信號輸入端與處理器的信號輸出端通訊連接。

在本實施例中，電量采集元件包括：電流采集元件和電壓采集元件。

為了實現(xiàn)本實用新型實施例的報警功能，還至少包括：報警設(shè)備；報警設(shè)備的信號輸入端與處理器的信號輸出端通訊連接。

參見圖3，對傳感設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，傳感設(shè)備至少包括：感應(yīng)元件、單片機、時鐘電路及通訊模塊；感應(yīng)元件的信號輸出端與單片機的信號輸入端通訊連接；單片機通過通訊模塊與網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信號輸入端通訊連接；單片機還與時鐘電路通訊連接。

對傳感設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步說明，傳感設(shè)備還至少包括：去噪模塊；去噪模塊的信號輸入端與感應(yīng)元件的信號輸出端通訊連接，去噪模塊的信號輸出端與單片機的信號輸入端通訊連接。

對本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，還至少包括：適配器；單片機通過通訊模塊與適配器的信號輸入端通訊連接，適配器的信號輸出端與網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信號輸入端通訊連接。

在本實施例中，通訊模塊包括：藍(lán)牙模塊、WIFI模塊、射頻模塊和/或GSM 模塊。

需要指出的是，本實用新型實施例包括：一個云端服務(wù)器、一個網(wǎng)關(guān)設(shè)備、 N個適配器和4N個傳感設(shè)備；其中，N為自然數(shù)。每個傳感設(shè)備通過ZigBee 協(xié)議與適配器相連。每個適配器可以接4個傳感設(shè)備。每個適配器把采集的信息上傳到網(wǎng)關(guān)設(shè)備。網(wǎng)關(guān)設(shè)備統(tǒng)一將所有采集到的信息上傳到農(nóng)業(yè)云端服務(wù)器進(jìn)行進(jìn)一步分析。

具體地，適配器與網(wǎng)關(guān)設(shè)備的連接方式采用RS485組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，采取兩線制，采用屏蔽雙絞線傳輸。這種接線方式為總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接32個結(jié)點。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中，采用的是主從通信方式，即一個網(wǎng)關(guān)設(shè)備帶多個適配器，并將采集數(shù)據(jù)通過485通訊協(xié)議上傳到網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

對本實用新型實施例的電源進(jìn)行說明，本實用新型實施例的電源采用紐扣電池提供電源，一般可支持工作半年以上。

需要說明的是，還可以通過設(shè)置指示燈對本實用新型實施例的工作狀態(tài)進(jìn)行顯示。具體地，當(dāng)指示燈亮起時，表示電源接通；當(dāng)指示燈不亮?xí)r，表示電源未接通。

這里還需要說明的是，傳感設(shè)備按照功能需求可以將內(nèi)部的感應(yīng)元件采用濕度、土壤氮磷鉀含量、溶氧量、濁度、鹽度、氨氮含量和pH值敏感芯片等類型，通過敏感芯片收集濕度、土壤氮磷鉀含量、溶氧量、濁度、鹽度、氨氮含量和pH值等方面的數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳遞給單片機。單片機將信息進(jìn)行分析，再通過與適配器適配，發(fā)送到網(wǎng)關(guān)設(shè)備。網(wǎng)關(guān)設(shè)備將采集的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成云端服務(wù)器處理的數(shù)據(jù)格式，將其打包發(fā)送給云端服務(wù)器，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

本實用新型實施例的工作流程如下：

一、各個設(shè)備接通電源，LED指示燈亮表示各個設(shè)備電源接通工作正常。適配器與無線傳感設(shè)備通過ZigBee協(xié)議進(jìn)行適配。

二、啟動無線傳感設(shè)備并測量所需要的各種信息如土地的濕度、土壤氮磷鉀含量、溶氧量、濁度、鹽度、氨氮含量和pH值大小等方面的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳遞給單片機。

三、各個不同地方的無線傳感設(shè)備通過與適配器的適配，并通過ZigBee 協(xié)議將信息發(fā)給適配器。

四、適配器再將信息傳遞到網(wǎng)關(guān)設(shè)備，網(wǎng)關(guān)設(shè)備統(tǒng)一將數(shù)據(jù)打包傳遞到云端服務(wù)器，云端服務(wù)器可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和直觀的大范圍監(jiān)控，從而降低了人工成本，提升了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了智慧農(nóng)業(yè)。

【技術(shù)效果】

1、通過傳感設(shè)備采集環(huán)境數(shù)據(jù)(如濕度、土壤氮磷鉀含量、溶氧量、濁度、鹽度、氨氮含量和pH值等)，再將采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備傳輸?shù)椒?wù)器進(jìn)行分析，從而避免了憑借工人的經(jīng)驗來種植溫室內(nèi)的作物，不僅降低了工作人員的勞動強度，而且還避免了因人工判斷失誤而造成的不良狀況的發(fā)生。

2、通過對網(wǎng)關(guān)設(shè)備的應(yīng)用，實現(xiàn)了在不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步提高了本實用新型實施例的適用性。

3、通過對電量監(jiān)測設(shè)備的應(yīng)用，實現(xiàn)了對網(wǎng)關(guān)設(shè)備的電量監(jiān)測。

4、通過對顯示設(shè)備的應(yīng)用，實現(xiàn)了對電量的顯示。

5、通過對去噪模塊的應(yīng)用，提高了本實用新型實施例的監(jiān)測精度。

6、通過對適配器的應(yīng)用，實現(xiàn)了對由各類傳感設(shè)備發(fā)送的信息的兼容適配，從而提高了本實用新型實施例的適用性。

7、本實用新型實施例無需布線，相比于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，ZigBee有著得天獨厚的優(yōu)勢，毋庸置疑，無線是它最大的一個優(yōu)勢，無線使得整個網(wǎng)絡(luò)不需要考慮整體規(guī)劃、復(fù)雜的布線、距離測量等工序，而且安裝和設(shè)置相當(dāng)簡單，非常適合蔬菜種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖的應(yīng)用場景。

本實用新型實施例實現(xiàn)了將包括濕度、土壤氮磷鉀含量、溶氧量、濁度、鹽度、氨氮含量和pH值傳感器等在內(nèi)的不同類型的無線傳感設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)，形成了無線傳感網(wǎng)絡(luò)，且在硬件上相互獨立，某個設(shè)備的損壞不會影響到整個系統(tǒng)的工作，穩(wěn)定性高。本實用新型實施例實現(xiàn)了用戶和農(nóng)業(yè)信息的實時交互，用戶可以通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)實時看到各個養(yǎng)殖點或者種植點的各種指標(biāo)數(shù)據(jù)，以便更加準(zhǔn)確地調(diào)整養(yǎng)料供給，這為用戶的種植和養(yǎng)殖提供了便利，不僅可以加強對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程要素的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控，還可以作為一種多功能的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控平臺得到推廣。

盡管已描述了本實用新型的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。