本實(shí)用新型涉及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)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(guó)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(guó)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(huì)經(jīng)濟(jì)生活中的地位日漸提升。設(shè)施農(nóng)業(yè)是對(duì)作物栽培環(huán)境能有效控制，運(yùn)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(chǎng)供求季節(jié)性波動(dòng)、增加農(nóng)民收入、提高人們生活水平的有效途徑。目前，我國(guó)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(kāi)放以來(lái)，我國(guó)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(wàn)公頃。其中，塑料中小棚為40.7萬(wàn)公頃，占46.9％；塑料大棚為23.3萬(wàn)公頃，占26.9％；溫室為22.7萬(wàn)公頃，占26.2％。按絕對(duì)面積計(jì)算已為世界第一。

目前，我國(guó)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(xiàng)目中，而在傳統(tǒng)溫室中(占設(shè)施栽培總面積超過(guò)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(hù)們?nèi)圆捎煤?jiǎn)易控制系統(tǒng)甚至是手工控制的方式，測(cè)控系統(tǒng)的普及率非常低，沒(méi)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(cè)上，因此這種新型技術(shù)還沒(méi)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(diǎn)，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(lái)越多的農(nóng)戶(hù)選擇使用溫室大棚種植果蔬產(chǎn)品。但是，在國(guó)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(yàn)來(lái)種植溫室內(nèi)的作物，這種管理方式不僅需要?jiǎng)趧?dòng)力量大，而且會(huì)因?yàn)槿说慕?jīng)驗(yàn)判斷失誤而導(dǎo)致作物的不良生長(zhǎng)。因此，需要一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型農(nóng)業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感系統(tǒng)來(lái)解決這一突出問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型通過(guò)提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中人工控制的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)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(shí)用新型提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，至少包括：傳感設(shè)備、適配器、網(wǎng)關(guān)設(shè)備及服務(wù)器；所述傳感設(shè)備的信號(hào)輸出端與所述適配器的信號(hào)輸入端通訊連接；所述適配器的信號(hào)輸出端與所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信號(hào)輸入端通訊連接；所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信號(hào)輸出端與所述服務(wù)器的信號(hào)輸入端通訊連接；所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備至少包括：處理器、降壓直流開(kāi)關(guān)電源、第一射頻電路及第二射頻電路；所述降壓直流開(kāi)關(guān)電源的輸出端連接所述處理器的輸入端，所述第一射頻電路和所述第二射頻電路均與所述處理器雙向連接；所述適配器通過(guò)所述第一射頻電路與所述處理器進(jìn)行通信；所述處理器通過(guò)所述第二射頻電路與所述服務(wù)器進(jìn)行通信。

進(jìn)一步地，所述射頻電路包括帶通濾波器、功率放大器、射頻開(kāi)關(guān)芯片、低噪聲放大器及天線(xiàn)連接器；所述帶通濾波器的信號(hào)輸出端與所述功率放大器的信號(hào)輸入端通訊連接，所述功率放大器的信號(hào)輸出端與所述射頻開(kāi)關(guān)芯片的信號(hào)輸入端通訊連接；所述射頻開(kāi)關(guān)芯片的信號(hào)輸出端與所述低噪聲放大器的信號(hào)輸入端通訊連接；所述低噪聲放大器的信號(hào)輸出端與所述處理器的信號(hào)輸入端通訊連接；所述射頻開(kāi)關(guān)芯片還與所述天線(xiàn)連接器通訊連接；所述處理器的信號(hào)輸出端與所述帶通濾波器、所述功率放大器、所述射頻開(kāi)關(guān)芯片和所述低噪聲放大器的信號(hào)輸入端通訊連接。

進(jìn)一步地，所述傳感設(shè)備至少包括：感應(yīng)元件、單片機(jī)、時(shí)鐘電路及通訊模塊；所述感應(yīng)元件的信號(hào)輸出端與所述單片機(jī)的信號(hào)輸入端通訊連接；所述單片機(jī)通過(guò)所述通訊模塊與所述適配器的信號(hào)輸入端通訊連接；所述單片機(jī)還與所述時(shí)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(hào)輸入端與所述感應(yīng)元件的信號(hào)輸出端通訊連接，所述去噪模塊的信號(hào)輸出端與所述單片機(jī)的信號(hào)輸入端通訊連接。

進(jìn)一步地，所述去噪模塊的輸入端的兩個(gè)端子分別連接所述感應(yīng)元件的信號(hào)輸出端，所述去噪模塊的輸出端的兩個(gè)端子連接所述單片機(jī)的信號(hào)輸入端；所述去噪模塊的輸入端的兩個(gè)端子分別為差模電感中兩組線(xiàn)圈的非同名端，所述差模電感中兩組線(xiàn)圈的另外兩個(gè)非同名端為所述去噪模塊的輸出端；所述去噪模塊的輸出端并聯(lián)所述第一電容，所述去噪模塊的輸出端的兩個(gè)端子分別通過(guò)所述第二電容和所述第三電容接地。

進(jìn)一步地，所述差模電感為制作在同一磁芯上的兩組線(xiàn)圈構(gòu)成的貼片電感。

進(jìn)一步地，所述通訊模塊為無(wú)線(xiàn)通訊模塊。

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

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

通過(guò)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(guò)適配器和網(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(yàn)來(lái)種植溫室內(nèi)的作物，不僅降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)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(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中傳感設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中人工控制的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)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(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，總體思路如下：

通過(guò)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(guò)適配器和網(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(yàn)來(lái)種植溫室內(nèi)的作物，不僅降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)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(shuō)明書(shū)附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，至少包括：傳感設(shè)備、適配器、網(wǎng)關(guān)設(shè)備及服務(wù)器；傳感設(shè)備的信號(hào)輸出端與適配器的信號(hào)輸入端通訊連接；適配器的信號(hào)輸出端與網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信號(hào)輸入端通訊連接；網(wǎng)關(guān)設(shè)備的信號(hào)輸出端與服務(wù)器的信號(hào)輸入端通訊連接；網(wǎng)關(guān)設(shè)備至少包括：處理器、降壓直流開(kāi)關(guān)電源、第一射頻電路及第二射頻電路；降壓直流開(kāi)關(guān)電源的輸出端連接處理器的輸入端，第一射頻電路和第二射頻電路均與處理器雙向連接；適配器通過(guò)第一射頻電路與處理器進(jìn)行通信；處理器通過(guò)第二射頻電路與服務(wù)器進(jìn)行通信。

在本實(shí)施例中，射頻電路包括帶通濾波器、功率放大器、射頻開(kāi)關(guān)芯片、低噪聲放大器及天線(xiàn)連接器；帶通濾波器的信號(hào)輸出端與功率放大器的信號(hào)輸入端通訊連接，功率放大器的信號(hào)輸出端與射頻開(kāi)關(guān)芯片的信號(hào)輸入端通訊連接；射頻開(kāi)關(guān)芯片的信號(hào)輸出端與低噪聲放大器的信號(hào)輸入端通訊連接；低噪聲放大器的信號(hào)輸出端與處理器的信號(hào)輸入端通訊連接；射頻開(kāi)關(guān)芯片還與天線(xiàn)連接器通訊連接；處理器的信號(hào)輸出端與帶通濾波器、功率放大器、射頻開(kāi)關(guān)芯片和低噪聲放大器的信號(hào)輸入端通訊連接。

在本實(shí)施例中，本實(shí)用新型實(shí)施例包括：一個(gè)云端服務(wù)器、一個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備、N個(gè)適配器和4N個(gè)傳感設(shè)備；其中，N為自然數(shù)。每個(gè)傳感設(shè)備通過(guò)ZigBee協(xié)議與適配器相連。每個(gè)適配器可以接4個(gè)傳感設(shè)備。每個(gè)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(xiàn)制，采用屏蔽雙絞線(xiàn)傳輸。這種接線(xiàn)方式為總線(xiàn)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在同一總線(xiàn)上最多可以?huà)旖?2個(gè)結(jié)點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中，采用的是主從通信方式，即一個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備帶多個(gè)適配器，并將采集數(shù)據(jù)通過(guò)485通訊協(xié)議上傳到網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

參見(jiàn)圖2，對(duì)傳感設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，傳感設(shè)備至少包括：感應(yīng)元件、單片機(jī)、時(shí)鐘電路及通訊模塊；感應(yīng)元件的信號(hào)輸出端與單片機(jī)的信號(hào)輸入端通訊連接；單片機(jī)通過(guò)通訊模塊與適配器的信號(hào)輸入端通訊連接；單片機(jī)還與時(shí)鐘電路通訊連接。

為了提高本實(shí)用新型實(shí)施例的監(jiān)測(cè)精度，傳感設(shè)備還至少包括：去噪模塊；去噪模塊的信號(hào)輸入端與感應(yīng)元件的信號(hào)輸出端通訊連接，去噪模塊的信號(hào)輸出端與單片機(jī)的信號(hào)輸入端通訊連接。

對(duì)去噪模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，去噪模塊的輸入端的兩個(gè)端子分別連接感應(yīng)元件的信號(hào)輸出端，去噪模塊的輸出端的兩個(gè)端子連接單片機(jī)的信號(hào)輸入端；去噪模塊的輸入端的兩個(gè)端子分別為差模電感中兩組線(xiàn)圈的非同名端，差模電感中兩組線(xiàn)圈的另外兩個(gè)非同名端為去噪模塊的輸出端；去噪模塊的輸出端并聯(lián)第一電容，去噪模塊的輸出端的兩個(gè)端子分別通過(guò)第二電容和第三電容接地。

在本實(shí)施例中，差模電感為制作在同一磁芯上的兩組線(xiàn)圈構(gòu)成的貼片電感。通訊模塊為無(wú)線(xiàn)通訊模塊。具體地，無(wú)線(xiàn)通訊模塊包括：藍(lán)牙模塊、WIFI模塊、射頻模塊和/或GSM模塊。

對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源進(jìn)行說(shuō)明，本實(shí)用新型實(shí)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(shuō)明的是，還可以通過(guò)設(shè)置指示燈對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的工作狀態(tài)進(jìn)行顯示。具體地，當(dāng)指示燈亮起時(shí)，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(shuō)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(lèi)型，通過(guò)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(jī)。單片機(jī)將信息進(jìn)行分析，再通過(guò)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

本實(shí)用新型實(shí)施例的工作流程如下：

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

二、啟動(dòng)無(wú)線(xiàn)傳感設(shè)備并測(cè)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(jī)。

三、各個(gè)不同地方的無(wú)線(xiàn)傳感設(shè)備通過(guò)與適配器的適配，并通過(guò)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和直觀(guān)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(shí)現(xiàn)了智慧農(nóng)業(yè)。

【技術(shù)效果】

1、通過(guò)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(guò)適配器和網(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(yàn)來(lái)種植溫室內(nèi)的作物，不僅降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)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(guò)對(duì)適配器的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)由各類(lèi)傳感設(shè)備發(fā)送的信息的兼容適配，從而提高了本實(shí)用新型實(shí)施例的適用性。

3、通過(guò)對(duì)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的應(yīng)用，實(shí)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(shí)用新型實(shí)施例的適用性。

4、通過(guò)對(duì)去噪模塊的應(yīng)用，提高了本實(shí)用新型實(shí)施例的監(jiān)測(cè)精度。

5、本實(shí)用新型實(shí)施例無(wú)需布線(xiàn)，相比于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，ZigBee有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，毋庸置疑，無(wú)線(xiàn)是它最大的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，無(wú)線(xiàn)使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不需要考慮整體規(guī)劃、復(fù)雜的布線(xiàn)、距離測(cè)量等工序，而且安裝和設(shè)置相當(dāng)簡(jiǎn)單，非常適合蔬菜種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖的應(yīng)用場(chǎng)景。

本實(shí)用新型實(shí)施例實(shí)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(lèi)型的無(wú)線(xiàn)傳感設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)，形成了無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，且在硬件上相互獨(dú)立，某個(gè)設(shè)備的損壞不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的工作，穩(wěn)定性高。本實(shí)用新型實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)和農(nóng)業(yè)信息的實(shí)時(shí)交互，用戶(hù)可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)看到各個(gè)養(yǎng)殖點(diǎn)或者種植點(diǎn)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(hù)的種植和養(yǎng)殖提供了便利，不僅可以加強(qiáng)對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)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(tái)得到推廣。

盡管已描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)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(duì)這些實(shí)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(shí)施例以及落入本實(shí)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(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。