基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)監(jiān)測領(lǐng)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)】
[0002]在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度、濕度、光照強(qiáng)度、CO2濃度、水分、以及其他養(yǎng)分等多種自然因素共同影響農(nóng)作物生長。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的管理方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到精細(xì)化管理的標(biāo)準(zhǔn)，只能算是粗放式管理，在這種管理方式下，通過人的感知能力來管理上述環(huán)境參數(shù)，是無法達(dá)到準(zhǔn)確性要求的。而智能農(nóng)業(yè)，是通信、計(jì)算機(jī)和農(nóng)學(xué)等若干學(xué)科和領(lǐng)域共同發(fā)展并相互結(jié)合所形成的產(chǎn)物，它將信息采集、傳輸、處理和控制集成在一起，使人們更容易獲得農(nóng)作物生長各個(gè)階段的各類信息，也讓人們更容易掌控這些信息，通過人工智能與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)合真正實(shí)現(xiàn)人與自然的交互。
[0003]智能農(nóng)業(yè)的核心問題可以概括為以下四部分，即農(nóng)業(yè)信息的獲取、對所獲取信息的管理、經(jīng)信息分析做出的決策、由決策而決定的具體實(shí)施方針，在這四部分中，對農(nóng)業(yè)信息的獲取是智能農(nóng)業(yè)的起點(diǎn)，也是非常關(guān)鍵的一點(diǎn)，做不到準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的獲取農(nóng)業(yè)信息，就無法建造真正的智能農(nóng)業(yè)。而實(shí)現(xiàn)智能農(nóng)業(yè)，建立一個(gè)實(shí)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。
[0004]隨著通信、計(jì)算機(jī)、傳感網(wǎng)等技術(shù)的迅猛發(fā)展，將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)中已經(jīng)是目前的發(fā)展趨勢，它將采集到的溫度、濕度、光照強(qiáng)度、土壤水分、土壤溫度、植物生長狀況等農(nóng)業(yè)信息進(jìn)行加工、傳輸和利用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在各個(gè)時(shí)期的精準(zhǔn)管理和預(yù)測預(yù)警提供信息支持，追求以最少的資源消耗獲得最大的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)出，使農(nóng)業(yè)增長由主要依賴自然條件和自然資源向主要依賴信息資源轉(zhuǎn)變，使不可控的產(chǎn)業(yè)得以有效控制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)蟲害檢測布線困難、傳輸距離短、不夠全面準(zhǔn)確的問題。
[0006]為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，包括:CPU模塊、無線通信模塊和外部傳感器模塊，所述外部傳感器外部具有防水透氣外殼，所述外部傳感器模塊包括二氧化碳傳感器、土壤濕度傳感器、視頻采集模塊、光照強(qiáng)度傳感器、昆蟲計(jì)數(shù)傳感器，所述外部傳感器模塊連接CPU模塊，所述CPU模塊連接無線通信模塊。
[0008]優(yōu)選的，所述基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)還具有顯示模塊，所述顯示模塊連接 CPUo
[0009]優(yōu)選的，所述二氧化碳傳感器為紅外二氧化碳傳感器，型號為GSSCZ0.SK。
[0010]優(yōu)選的，所述無線通信模塊包括射頻芯片CC2520和射頻放大前端CC2591。
[0011]有益效果:
[0012]本實(shí)用新型提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，目標(biāo)是準(zhǔn)確實(shí)時(shí)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(xué)研究提供全面的參考，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的精準(zhǔn)操作，滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息化、智能化的需求，本系統(tǒng)防水、防潮、穩(wěn)定性好，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位監(jiān)控，使用戶真正做到足不出戶遠(yuǎn)程監(jiān)控農(nóng)田。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本實(shí)施例的系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0016]實(shí)施例1:
[0017]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，包括:CPU模塊、無線通信模塊和外部傳感器模塊，外部傳感器外部具有防水透氣外殼，外部傳感器模塊包括二氧化碳傳感器、土壤濕度傳感器、視頻采集模塊、光照強(qiáng)度傳感器、昆蟲計(jì)數(shù)傳感器，外部傳感器模塊連接CPU模塊，CPU模塊連接無線通信模塊，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)還具有顯示模塊，顯示模塊連接CPU，二氧化碳傳感器為紅外二氧化碳傳感器，型號為GSSCZ0.SK,無線通信模塊包括射頻芯片CC2520和射頻放大前端CC2591。
[0018]CPU 模塊
[0019]CPU部分是傳感器節(jié)點(diǎn)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(diǎn)的核心模塊，對節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理的算法、節(jié)點(diǎn)的通信算法以及節(jié)點(diǎn)的多任務(wù)處理都是在這部分實(shí)現(xiàn)的。外部傳感器模塊包括各種傳感器芯片，實(shí)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(shí)現(xiàn)對節(jié)點(diǎn)的操作控制以及工作狀態(tài)顯示的功能。無線通信模塊負(fù)責(zé)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(jì)算機(jī)，完成數(shù)據(jù)由傳感器節(jié)點(diǎn)向上位機(jī)的傳遞。電源供應(yīng)模塊負(fù)責(zé)為整個(gè)節(jié)點(diǎn)提供能量，本系統(tǒng)中的終端節(jié)點(diǎn)和路由器節(jié)點(diǎn)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(diǎn)在此基礎(chǔ)上添加了 MAX3232串行通信功能。
[0020]作為無線傳感器節(jié)點(diǎn)最重要的模塊，處理器模塊實(shí)現(xiàn)了傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集過程中的任務(wù)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(jì)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(diǎn)其他功能的拓展，處理器的選擇，是整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。從成本低、外形小、集成度高、功耗低、運(yùn)行速度快等方面綜合考慮，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。
[0021]外部傳感器模塊
[0022]無線傳感器數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)要對影響農(nóng)作物生長的環(huán)境信息進(jìn)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(qiáng)度、二氧化碳濃度。從量程、精度、供電電壓以及功耗等方面綜合考慮，在外部傳感器模塊中，我們選擇SHTlO溫濕度傳感器進(jìn)行環(huán)境溫度和濕度的采集，選擇TSL2560光照強(qiáng)度傳感器進(jìn)行環(huán)境光照強(qiáng)度的采集，選擇GSSCZ0.SK紅外二氧化碳(CO2)傳感器進(jìn)行環(huán)境中二氧化碳濃度的采集，DATA -LYNX型昆蟲自動計(jì)數(shù)站是一種可以自動記錄農(nóng)田、溫室、林地等環(huán)境中昆蟲數(shù)量的一種小型監(jiān)測站。其采用昆蟲性激素吸引相應(yīng)昆蟲，蟲子撞擊傳感器，形成脈沖信號來計(jì)數(shù)。農(nóng)田間害蟲以稻螟蟲為主，可利用該系統(tǒng)分析害蟲對農(nóng)作物生長的影響以及通過蟲情監(jiān)測防止蟲害發(fā)生。
[0023]無線通信模塊
[0024]對于系統(tǒng)來說，能否將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的性能，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量與無線通信模塊的性能息息相關(guān)，我們選擇射頻芯片CC2520和射頻放大前端CC2591作為無線通信模塊的主要組成部分。
[0025]本實(shí)用新型提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，目標(biāo)是準(zhǔn)確實(shí)時(shí)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(xué)研究提供全面的參考，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的精準(zhǔn)操作，滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息化、智能化的需求，本系統(tǒng)防水、防潮、穩(wěn)定性好，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位監(jiān)控，使用戶真正做到足不出戶遠(yuǎn)程監(jiān)控農(nóng)田。
[0026]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0027]以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括:CPU模塊、無線通信模塊和外部傳感器模塊，所述外部傳感器外部具有防水透氣外殼，所述外部傳感器模塊包括二氧化碳傳感器、土壤濕度傳感器、視頻采集模塊、光照強(qiáng)度傳感器、昆蟲計(jì)數(shù)傳感器，所述外部傳感器模塊連接CPU模塊，所述CPU模塊連接無線通信模塊。2.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)還具有顯示模塊，所述顯示模塊連接CPU。3.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述二氧化碳傳感器為紅外二氧化碳傳感器，型號為GSSCZ0.SK。4.如權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述無線通信模塊包括射頻芯片CC2520和射頻放大前端CC2591。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)監(jiān)測領(lǐng)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)，包括：CPU模塊、無線通信模塊和外部傳感器模塊，所述外部傳感器外部具有防水透氣外殼，所述外部傳感器模塊包括二氧化碳傳感器、土壤濕度傳感器、視頻采集模塊、光照強(qiáng)度傳感器、昆蟲計(jì)數(shù)傳感器，所述外部傳感器模塊連接CPU模塊，所述CPU模塊連接無線通信模塊。本實(shí)用新型通過分析得到環(huán)境變化對農(nóng)作物生長狀況影響的規(guī)律，為科學(xué)研究提供全面的參考，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的精準(zhǔn)操作，滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息化、智能化的需求，系統(tǒng)具有防水、防潮、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位監(jiān)控，使用戶真正做到足不出戶遠(yuǎn)程監(jiān)控農(nóng)田。
【IPC分類】G05B19/418
【公開號】CN204740488
【申請?zhí)枴緾N201520412429
【發(fā)明人】康志亮, 許麗佳, 王中成, 鄒志勇, 龐濤, 黃鵬
【申請人】四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月15日