本發(fā)明涉及一種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
物聯(lián)網(wǎng)被世界公認為是繼計算機互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。它是以感知為前提，實現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。在這背后，則是在物體上植入各種微型芯片，用這些微型芯片上的傳感器獲取物理世界的各種信息，再通過局部的無線網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等各種通信網(wǎng)路交互傳遞，從而實現(xiàn)對世界的感知。
農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)，即在大棚控制系統(tǒng)中，運用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光傳感器、CO2傳感器等設(shè)備，檢測環(huán)境中的溫度、相對濕度、PH值、光照強度、土壤養(yǎng)分、CO2濃度等物理量參數(shù)，通過各種儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中，保證農(nóng)作物有一個良好的、適宜的生長環(huán)境。遠程控制的實現(xiàn)使技術(shù)人員在辦公室就能對多個大棚的環(huán)境進行監(jiān)測控制。采用無線網(wǎng)絡(luò)來測量獲得作物生長的最佳條件，可以為溫室精準調(diào)控提供科學依據(jù)，達到增產(chǎn)、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長周期、提高經(jīng)濟效益的目的。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，澆水、施肥、打藥，農(nóng)民全憑經(jīng)驗、靠感覺。如今，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，看到的卻是另一番景象：瓜果蔬菜該不該澆水？施肥、打藥，怎樣保持精確的濃度？溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度，如何實行按需供給？一系列作物在不同生長周期曾被“模糊”處理的問題，都有信息化智能監(jiān)控系統(tǒng)實時定量“精確”把關(guān)，農(nóng)民只需按個開關(guān)，做個選擇，或是完全聽“指令”，就能種好菜、養(yǎng)好花。
為此，申請?zhí)枮?01410038591.1的專利文獻公開了基于ZigBee的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及檢測方法，包括：服務(wù)器單元、中央處理器、傳感器單元、電源單元和無線通訊單元，所述中央處理器包括控制器、放大器和AD轉(zhuǎn)換器，所述傳感器單元通過所述放大器與所述AD轉(zhuǎn)換器相連接，所述AD轉(zhuǎn)換器、所述無線通訊單元和所述電池單元與所述控制器相連接，所述服務(wù)器單元與所述中央處理器相連接；能夠有效地實時測量農(nóng)業(yè)大棚溫室中的各種環(huán)境參數(shù)，具有廉價、實用和低功耗等特點。申請?zhí)枮?01210428263.3的專利文獻公開了基于無線傳感的便攜式農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)檢測系統(tǒng)，包括傳感器模塊、無線射頻模塊、顯示設(shè)備、電源模塊、微控制器、報警裝置、微型打印機和存儲器；所述傳感器模塊采集現(xiàn)場作物的農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)，并將環(huán)境參數(shù)通過無線射頻模塊發(fā)送給微控制器；所述微控制器對接收到的環(huán)境參數(shù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)通過顯示模塊顯示，并存儲到存儲器中；所述微控制器還對轉(zhuǎn)換后的環(huán)境參數(shù)與預設(shè)相同作物的環(huán)境參數(shù)安全值進行比較，如果所述轉(zhuǎn)換后的環(huán)境參數(shù)超出環(huán)境參數(shù)安全值，則向報警裝置發(fā)出報警信號，報警裝置報警，同時將報警信號通過顯示裝置顯示，并通過微型打印機打印相關(guān)參數(shù)；該發(fā)明，通過無線傳感技術(shù)實時監(jiān)測農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)，施工簡單便捷，不影響原來大棚設(shè)施結(jié)構(gòu)，減少了施工強度，便于不懂農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員生產(chǎn)操作，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的規(guī)范化種植；系統(tǒng)還設(shè)有語音警示系統(tǒng)，有利于提高用戶及時操作，確保安全生產(chǎn)；將系統(tǒng)集成在便攜式的手提箱內(nèi)，可以移動檢測不同農(nóng)業(yè)設(shè)施的環(huán)境參數(shù)，特別適合于有些農(nóng)業(yè)設(shè)施大棚設(shè)在交通不便的地域，大型的設(shè)備無法進駐，采用便攜式農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，可以輕便較快的對作物的環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測，為種植者提供決策依據(jù)，有利于種植的高產(chǎn)高效。 申請?zhí)枮?01010249890.1的專利文獻公開了基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)大棚溫濕度檢測系統(tǒng)及方法，包括測量節(jié)點、路由器、協(xié)調(diào)器及監(jiān)控終端；測量節(jié)點、路由器、協(xié)調(diào)器構(gòu)成樹型拓撲結(jié)構(gòu)的Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)，并按照Zigbee樹型路由協(xié)議進行無線通信；協(xié)調(diào)器與監(jiān)控終端之間通過有線形式連接并進行通信；所述測量節(jié)點包括：用于測量溫度和濕度信息的溫濕度傳感器，用于和路由器進行無線通信的無線收發(fā)電路，控制測量節(jié)點工作的微控制器，用于暫時存放測量所得的溫濕度信息的數(shù)據(jù)存儲模塊，以及提供各部分所需電能的電源；微控制器分別與溫濕度傳感器、數(shù)據(jù)存儲模塊、無線收發(fā)電路連接；所述路由器包括：用于和測量節(jié)點、其它路由器、協(xié)調(diào)器進行無線通信的無線收發(fā)電路，控制路由器工作的微控制器，用于暫時存放接收到的來自于測量節(jié)點或其它路由器的溫濕度信息的數(shù)據(jù)存儲模塊，以及提供各部分所需電能的電源；微控制器分別與無線收發(fā)電路、數(shù)據(jù)存儲模塊連接；所述協(xié)調(diào)器包括：用于和路由器進行無線通信的無線收發(fā)電路，控制協(xié)調(diào)器工作的微控制器，用于暫時存放接收到的來自于路由器的溫濕度信息的數(shù)據(jù)存儲模塊，用于和監(jiān)控終端進行有線通信的主機接口電路，以及提供各部分所需電能的電源；微控制器分別與主機接口電路、數(shù)據(jù)存儲模塊、無線收發(fā)電路連接；第一、采用樹型結(jié)構(gòu)的Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，路由器可以直接采用樹型路由協(xié)議，消除了路由器因構(gòu)建路由器表帶來內(nèi)存的開銷，減少了路由器的成本；第二、測量節(jié)點和路由器采用電池供電，具有部署方便的特點；第三、采用信標技術(shù)，路由器和測量節(jié)點大部分時間都處于睡眠狀態(tài)，大幅度減少了電池能量的開銷，延長了系統(tǒng)正常使用時間。
以上系統(tǒng)存在以下四個缺點：第一，成套的監(jiān)測系統(tǒng)體積較大，不便于安裝維護。第二，傳感器傳輸協(xié)議采用的藍牙與WIFI都存在較大弱點，藍牙技術(shù)只是一種短距離的無線數(shù)據(jù)傳輸，不能將被檢測的農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境參數(shù)實時傳輸?shù)竭h程監(jiān)護中心，缺少實時監(jiān)控的功能，且藍牙在傳輸數(shù)據(jù)時耗電量較大，需經(jīng)常更換電源或充電，另外藍牙只支持一對一傳輸，不能同時接收多個傳感器傳過來的信號，功能擴展性弱；而WIFI協(xié)議雖然傳輸速度非?？?、傳輸范圍廣，但無線通信質(zhì)量不好，數(shù)據(jù)安全性能比藍牙還要差一些，而且功耗非常大，很明顯不適合僅有電池供電的移動監(jiān)護系統(tǒng)。第三，便攜式監(jiān)測系統(tǒng)使用PDA接收無線模塊發(fā)送來的監(jiān)測數(shù)據(jù)，雖方便于可視化數(shù)據(jù)和通過GPRS模塊上傳數(shù)據(jù)，但這樣會使得監(jiān)護系統(tǒng)的價格過高，使用者需單獨購買，不利于廣泛應(yīng)用。第四，上述系統(tǒng)與手機網(wǎng)絡(luò)結(jié)合并不緊密，使得移動和實時體現(xiàn)得并不明顯。
因此，現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)大棚感知平臺存在體積較大、價格昂貴、功能擴展性不強、無線傳輸協(xié)議耗能較高等諸多弊端。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，包括環(huán)境信息采集模塊、傳感器模塊、主控處理器模塊、通訊模塊、云處理模塊、用戶終端；所述環(huán)境信息采集模塊、傳感器模塊與主控處理器模塊連接，所述主控處理器模塊通過通訊模塊、云處理模塊與用戶終端連接。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述環(huán)境信息采集模塊包括采集攝像頭、RFID讀寫器及RFID識別碼，其中采集攝像頭設(shè)有閃光燈和紅外感應(yīng)模塊。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述傳感器模塊包括濕度傳感器、溫度傳感器、空氣流量傳感器、定位傳感器、紫外光傳感器、二氧化碳濃度傳感器、照明強度傳感器。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述主控處理器模塊為遠程控制平臺。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述通訊模塊包括wifi模塊、藍牙模塊、GPRS模塊。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述云處理模塊為基于不對稱加密處理的https協(xié)議云處理模塊。
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控的方法，包括以下步驟：
（1）環(huán)境信息采集模塊將所處環(huán)境的特征參數(shù)收集并發(fā)送給傳感器模塊，傳感器模塊通過分析并進行濕度、溫度、空氣流量、定位、紫外光、二氧化碳濃度及照明強度的統(tǒng)計分析收集；
（2）通訊模塊通過主控處理器模塊將環(huán)境信息采集模塊和傳感器模塊采集的信息傳送至云處理模塊進行存儲及加工；
（3）用戶終端通過主控處理器模塊對農(nóng)業(yè)環(huán)境進行實時分析反饋。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明包括環(huán)境信息采集模塊、傳感器模塊、主控處理器模塊、通訊模塊、云處理模塊、用戶終端；所述環(huán)境信息采集模塊、傳感器模塊與主控處理器模塊連接，所述主控處理器模塊通過通訊模塊、云處理模塊與用戶終端連接；本發(fā)明能夠有效地實時測量農(nóng)業(yè)大棚溫室中的各種環(huán)境參數(shù)，具有廉價、實用和低功耗等特點。
附圖說明
圖1為本發(fā)明運行原理圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。
請參閱圖1，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，包括環(huán)境信息采集模塊、傳感器模塊、主控處理器模塊、通訊模塊、云處理模塊、用戶終端；所述環(huán)境信息采集模塊、傳感器模塊與主控處理器模塊連接，所述主控處理器模塊通過通訊模塊、云處理模塊與用戶終端連接。
所述環(huán)境信息采集模塊包括采集攝像頭、RFID讀寫器及RFID識別碼，其中采集攝像頭設(shè)有閃光燈和紅外感應(yīng)模塊。
所述傳感器模塊包括濕度傳感器、溫度傳感器、空氣流量傳感器、定位傳感器、紫外光傳感器、二氧化碳濃度傳感器、照明強度傳感器。
所述主控處理器模塊為遠程控制平臺。
所述通訊模塊包括wifi模塊、藍牙模塊、GPRS模塊。
所述云處理模塊為基于不對稱加密處理的https協(xié)議云處理模塊。
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控的方法，包括以下步驟：
（1）環(huán)境信息采集模塊將所處環(huán)境的特征參數(shù)收集并發(fā)送給傳感器模塊，傳感器模塊通過分析并進行濕度、溫度、空氣流量、定位、紫外光、二氧化碳濃度及照明強度的統(tǒng)計分析收集；
（2）通訊模塊通過主控處理器模塊將環(huán)境信息采集模塊和傳感器模塊采集的信息傳送至云處理模塊進行存儲及加工；
（3）用戶終端通過主控處理器模塊對農(nóng)業(yè)環(huán)境進行實時分析反饋。
上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。