一種基于農業物聯網的監控方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于農業物聯網的監控方法，包括以下步驟：步驟1：布設子節點設備和主節點設備；每一個監控區域設置一個主節點設備和多個子節點設備；子節點設備與主節點設備無線通信連接；步驟2：數據采集；子節點設備定時采集數據將數據存儲在本地存儲器中；或者，客戶端通過互聯網訪問主節點設備并向子節點設備主動發送數據采集指令，啟動子節點設備的數據采集；步驟3：數據上傳及監控服務器基于接收的數據實施遠程監控；子節點設備響應客戶端的指令采集的數據；或者，子節點設備定期上傳采集的數據；監控服務器對上傳的數據進行收集和存儲，并實施監控。本發明采用多個監控節點對農田的各項參數實施遠程監控，監控效率高，易于實施。
【專利說明】
一種基于農業物聯網的監控方法
技術領域
[0001]本發明特別涉及一種基于農業物聯網的監控方法。
【背景技術】
[0002]在水稻的生長周期內，會出現各種病蟲，病蟲嚴重時會對水稻產量造成嚴重的影響，由于稻田分布廣泛，單靠人工監測病蟲成本高，效率低，因此，不適合現代農業的發展。
[0003]另外，現代農業需要對稻田的各項指標進行監測，如溫濕度，水位等，從而有利于實現精耕增產，以及減少人力成本，減輕人工勞累。
[0004]因此，有必要設計一種基于農業物聯網的監控方法。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種基于農業物聯網的監控方法，該基于農業物聯網的監控方法采用多個監控節點對農田的各項參數實施遠程監控，監控效率高，易于實施。
[0006]發明的技術解決方案如下:
[0007]—種基于農業物聯網的監控方法，包括以下步驟:
[0008]步驟I:布設子節點設備和主節點設備；
[0009]設置多個監控區域，每一個監控區域設置一個主節點設備和多個子節點設備;子節點設備與主節點設備無線通信連接;主節點設備通過互聯網與監控服務器相連；
[0010]子節點設備具有用于與主節點設備通信的無線通信模塊；
[0011]子節點設備具有氣墊式底座(2)、支架和太陽能板(12);支架安裝在氣墊式底座上，太陽能板設置在支架上，由支架支撐；
[0012]子節點設備上集成有子節點控制器、溫濕度傳感器、水位傳感器、光強傳感器和定位模塊；
[0013]氣墊式底座上還設有昆蟲收集瓶(3);昆蟲收集瓶的底部設有誘蟲底燈(9)，昆蟲收集瓶的頂部設有誘蟲頂燈(7);昆蟲收集瓶具有彎折的瓶口；(用于防止昆蟲進入后在出去)；昆蟲收集瓶的頸部設有用于檢測昆蟲是否進入的光電檢測模塊(8);昆蟲收集瓶由設置在支架上的瓶體固定板(6)固定；
[0014]溫濕度傳感器、水位傳感器、光電檢測模塊、光強傳感器和定位模塊均與子節點控制器相連。
[0015]步驟2:數據采集；
[0016]子節點設備定時采集數據將數據存儲在本地存儲器中；
[0017]或者，
[0018]客戶端通過互聯網訪問主節點設備并向子節點設備主動發送數據采集指令，啟動子節點設備的數據采集；
[0019]步驟3:數據上傳及監控服務器基于接收的數據實施遠程監控；
[0020]子節點設備響應客戶端的指令采集的數據；
[0021]或者，子節點設備定期上傳采集的數據；
[0022]監控服務器對上傳的數據進行收集和存儲，并實施監控。
[0023]所述的監控是指:監控某一個或多個指標是否達到預設值，如溫度超過預設值，水位低于預設值，捕獲的昆蟲數達到預設值，氧含量低于預設值等；如果數據不在正常范圍內，則啟動報警，并出具報表。
[0024]子節點設備上集成有溶解氧氣傳感器、氣栗和加氣管(I);加氣管為多根，位于墊式底座的底部;溶解氧傳感器與子節點控制器相連;加氣管與氣栗相連;氣栗受控于子節點控制器。
[0025]所述的支架包括固定支桿(4)和由頂桿驅動機構(11)驅動的頂桿(10);固定支桿支撐太陽能電池板的一側;頂桿支撐太陽能電池板的另一側;頂桿升降以調節太陽能電池板的傾斜角度。
[0026]昆蟲收集瓶具有推拉式底板，推拉式底板由推拉驅動模塊驅動(推拉驅動模塊為現有成熟的模塊)，用于定期清理瓶內的昆蟲。
[0027]所述的無線通信模塊為ZigBee通信模塊、315MHz無線通信模塊或433MHz無線通信豐旲塊。
[0028]子節點設備將采集的數據發送給主節點設備，主節點設備收集到數據后在上傳到監控服務器；
[0029]監控服務器或主節點設備能發送指令到子節點設備；
[0030]多個子節點設備形成監測網絡，子節點設備直接與主節點設備通信，或者，子節點設備通過其他子節點設備中繼與主節點設備通信。
[0031]定位模塊為GPS或北斗模塊。
[0032]子節點設備上設有方位傳感器和驅動機構(如微型螺旋槳等)，旋轉驅動機構用于驅動子節點設備自身旋轉及行走;方位傳感器用于檢測子節點設備的方向。
[0033]誘蟲頂燈用于吸引高處的害蟲靠近，誘蟲底燈用于吸引害蟲進入瓶體。
[0034]子節點設備采集溫濕度、水位、位置、溶解氧含量、光照和病蟲數據經主節點模塊發送到監控服務器，實現遠程監控。
[0035]子節點控制器優選單片機或DSP ； ZigBee通信模塊，工作頻率在800M?2.4GHz之間，通信距離可達100米。
[0036]315MHz模塊和433MHz模塊，在無需外加功放電路的情況下，通訊距離達到100米以上。
[0037]頂桿驅動機構為絲桿機構。
[0038]所述的主節點控制器(位于主節點設備中)和子節點控制器均采用MSP430F149芯片，所述的子節點無線通信模塊與主節點無線通信模塊均采用CC2500芯片。
[0039]光電檢測模塊為紅外對管傳感器，紅外對管傳感器用于統計捕獲的昆蟲數量，當捕獲的昆蟲數量達到預設值，啟動報警器。
[0040]在水稻的返青期和灌漿抽穗期，上午的7點和下午的5:30通入氣體2-5分鐘，優選3分鐘，提高水稻產量。返青期是指水稻移栽后15-25天，分蘗期是指分蘗后25-30天;拔節孕穗期指拔節后第18-25天;灌漿抽穗期指灌漿后第15-30天;黃熟期指進入黃熟后10-15天。灌漿抽穗期結束后就進入黃熟期，該階段延續10-15天。
[0041 ] 有益效果:
[0042]本發明的基于農業物聯網的監控方法，具有以下突出的功能:
[0043](I)利用昆蟲的趨光性，采用燈光誘蟲，從而將昆蟲誘捕到捕捉瓶中，再對捕獲的昆蟲進行計數，從而獲知現場病蟲害的狀況；
[0044](2)子節點設備具有可調角度的太陽能板，能跟隨太陽的位置進行角度調整，可以獲得最大的太陽能利用效率，為整個子節點設備提供充沛電力，不必耗費額外的能源，能可持續地實施監控。
[0045](3)子節點設備具有檢測氧含量的傳感器，在需要增氧的適合，通過氣栗注入氣體達到增氧的目的，有利于提高水稻產量。
[0046](4)子節點設備能檢測多項參數，如水溫，濕度，水位，位置信息等，從而實現全方位、多參數的監控。
[0047](5)子節點設備具有行走功能，可以依據需要在水田內進行移動。
[0048](6)多個子節點設備形成無線傳感器網絡，能靈活組網，實現多區域實時監控，采用無線通信，不必布線，適合廣大農村布置和列裝。
[0049]綜上所述，因此，這種基于農業物聯網的監控方法能實現對稻田的遠程自動化監控。
【附圖說明】
[0050]圖1為子節點設備的結構示意圖；
[0051 ]圖2為監控系統的原理框圖。
[0052]標號說明:1-加氣管，2-氣墊式底座，3-昆蟲收集瓶，4-固定支桿，5-轉軸，6_瓶體固定板，7-誘蟲頂燈，8-光電檢測模塊，9-誘蟲底燈，10-頂桿，11-頂桿驅動機構，12-太陽能板。
【具體實施方式】
[0053]為了便于理解本發明，下文將結合說明書附圖和較佳的實施例對本文發明做更全面、細致地描述，但本發明的保護范圍并不限于以下具體實施例。
[0054]除非另有定義，下文中所使用的所有專業術語與本領域技術人員通常理解含義相同。本文中所使用的專業術語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發明的保護范圍。
[0055]實施例1:
[0056]圖1-2，一種基于農業物聯網的監控方法，包括以下步驟:
[0057]步驟I:布設子節點設備和主節點設備；
[0058]設置多個監控區域，每一個監控區域設置一個主節點設備和多個子節點設備;子節點設備與主節點設備無線通信連接;主節點設備通過互聯網與監控服務器相連；
[0059]子節點設備具有用于與主節點設備通信的無線通信模塊；
[0060]子節點設備具有氣墊式底座(2)、支架和太陽能板(12);支架安裝在氣墊式底座上，太陽能板設置在支架上，由支架支撐；
[0061]子節點設備上集成有子節點控制器、溫濕度傳感器、水位傳感器、光強傳感器和定位模塊；
[0062]氣墊式底座上還設有昆蟲收集瓶(3);昆蟲收集瓶的底部設有誘蟲底燈(9)，昆蟲收集瓶的頂部設有誘蟲頂燈(7);昆蟲收集瓶具有彎折的瓶口；(用于防止昆蟲進入后在出去)；昆蟲收集瓶的頸部設有用于檢測昆蟲是否進入的光電檢測模塊(8);昆蟲收集瓶由設置在支架上的瓶體固定板(6)固定；
[0063]溫濕度傳感器、水位傳感器、光電檢測模塊、光強傳感器和定位模塊均與子節點控制器相連。
[0064]步驟2:數據采集；
[0065]子節點設備定時采集數據將數據存儲在本地存儲器中；
[0066]或者，
[0067]客戶端通過互聯網訪問主節點設備并向子節點設備主動發送數據采集指令，啟動子節點設備的數據采集；
[0068]步驟3:數據上傳及監控服務器基于接收的數據實施遠程監控；
[0069]子節點設備響應客戶端的指令采集的數據；
[0070]或者，子節點設備定期上傳采集的數據；
[0071]監控服務器對上傳的數據進行收集和存儲，并實施監控。
[0072]所述的監控是指:監控某一個或多個指標是否達到預設值，如溫度超過預設值，水位低于預設值，捕獲的昆蟲數達到預設值，氧含量低于預設值等；如果數據不在正常范圍內，則啟動報警，并出具報表。
[0073]子節點設備上集成有溶解氧氣傳感器、氣栗和加氣管I;加氣管為多根，位于墊式底座的底部;溶解氧傳感器與子節點控制器相連;加氣管與氣栗相連;氣栗受控于子節點控制器。
[0074]所述的支架包括固定支桿4和由頂桿驅動機構11驅動的頂桿10;固定支桿支撐太陽能電池板的一側;頂桿支撐太陽能電池板的另一側;頂桿升降以調節太陽能電池板的傾斜角度。
[0075]昆蟲收集瓶具有推拉式底板，推拉式底板由推拉驅動模塊驅動，用于定期清理瓶內的昆蟲。
[0076]所述的無線通信模塊為ZigBee通信模塊、315MHz無線通信模塊或433MHz無線通信模塊(即常用的遙控器所適用的通信模塊)。
[0077]子節點設備將采集的數據發送給主節點設備，主節點設備收集到數據后在上傳到監控服務器；
[0078]監控服務器或主節點設備能發送指令到子節點設備；
[0079]多個子節點設備形成監測網絡，子節點設備直接與主節點設備通信，或者，子節點設備通過其他子節點設備中繼與主節點設備通信。
[0080]定位模塊為GPS或北斗模塊。
[0081 ]子節點設備上設有方位傳感器和驅動機構(如微型螺旋槳等)，旋轉驅動機構用于驅動子節點設備自身旋轉及行走;方位傳感器用于檢測子節點設備的方向。
[0082]誘蟲頂燈用于吸引高處的害蟲靠近，誘蟲底燈用于吸引害蟲進入瓶體。
[0083]子節點控制器通過繼電器模塊控制誘蟲頂燈和誘蟲底燈的開啟和關閉。
[0084]子節點設備采集溫濕度、水位、位置、溶解氧含量、光照和病蟲數據經主節點模塊發送到監控服務器，實現遠程監控。
[0085]子節點控制器優選單片機或DSP ； ZigBee通信模塊，工作頻率在800M?2.4GHz之間，通信距離可達100米。
[0086]子節點設備采集現場的溫濕度、光照和昆蟲數量等數據，再將數據匯總到主節點設備，上位機與主節點設備通信，用于收集數據，從而實現遠程的監控。
[0087 ]固定支桿通過帶轉軸5的鉸接機構與太陽能電池板相連，便于調節角度。
【主權項】
1.一種基于農業物聯網的監控方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:布設子節點設備和主節點設備； 設置多個監控區域，每一個監控區域設置一個主節點設備和多個子節點設備;子節點設備與主節點設備無線通信連接;主節點設備通過互聯網與監控服務器相連； 子節點設備具有用于與主節點設備通信的無線通信模塊； 子節點設備具有氣墊式底座(2)、支架和太陽能板(12);支架安裝在氣墊式底座上，太陽能板設置在支架上，由支架支撐； 子節點設備上集成有子節點控制器、溫濕度傳感器、水位傳感器、光強傳感器和定位模塊； 氣墊式底座上還設有昆蟲收集瓶(3);昆蟲收集瓶的底部設有誘蟲底燈(9)，昆蟲收集瓶的頂部設有誘蟲頂燈(7);昆蟲收集瓶具有彎折的瓶口；(用于防止昆蟲進入后在出去)；昆蟲收集瓶的頸部設有用于檢測昆蟲是否進入的光電檢測模塊(8);昆蟲收集瓶由設置在支架上的瓶體固定板(6)固定； 溫濕度傳感器、水位傳感器、光電檢測模塊、光強傳感器和定位模塊均與子節點控制器相連。 步驟2:數據采集； 子節點設備定時采集數據將數據存儲在本地存儲器中； 或者， 客戶端通過互聯網訪問主節點設備并向子節點設備主動發送數據采集指令，啟動子節點設備的數據采集； 步驟3:數據上傳及監控服務器基于接收的數據實施遠程監控； 子節點設備響應客戶端的指令采集的數據； 或者，子節點設備定期上傳采集的數據； 監控服務器對上傳的數據進行收集和存儲，并實施監控。2.根據權利要求1所述的基于農業物聯網的監控方法，其特征在于，子節點設備上集成有溶解氧氣傳感器、氣栗和加氣管(I);加氣管為多根，位于墊式底座的底部;溶解氧傳感器與子節點控制器相連;加氣管與氣栗相連;氣栗受控于子節點控制器。3.根據權利要求1所述的基于農業物聯網的監控方法，其特征在于，所述的支架包括固定支桿(4)和由頂桿驅動機構(11)驅動的頂桿(1);固定支桿支撐太陽能電池板的一側;頂桿支撐太陽能電池板的另一側;頂桿升降以調節太陽能電池板的傾斜角度。4.根據權利要求1所述的基于農業物聯網的監控方法，其特征在于，昆蟲收集瓶具有推拉式底板，推拉式底板由推拉驅動模塊驅動，用于定期清理瓶內的昆蟲。5.根據權利要求1所述的基于農業物聯網的監控方法，其特征在于，所述的無線通信模塊為ZigBee通信模塊、315MHz無線通信模塊或433MHz無線通信模塊。6.根據權利要求4所述的基于農業物聯網的監控方法，其特征在于，子節點設備將采集的數據發送給主節點設備，主節點設備收集到數據后在上傳到監控服務器； 監控服務器或主節點設備能發送指令到子節點設備； 多個子節點設備形成監測網絡，子節點設備直接與主節點設備通信，或者，子節點設備通過其他子節點設備中繼與主節點設備通信。7.根據權利要求1所述的基于農業物聯網的監控方法，其特征在于，定位模塊為GPS或北斗模塊。8.根據權利要求1-7任一項所述的基于農業物聯網的監控方法，其特征在于，子節點設備上設有方位傳感器和驅動機構，旋轉驅動機構用于驅動子節點設備自身旋轉及行走;方位傳感器用于檢測子節點設備的方向； 誘蟲頂燈用于吸引高處的害蟲靠近，誘蟲底燈用于吸引害蟲進入瓶體。9.根據權利要求8所述的基于農業物聯網的監控方法，其特征在于，子節點設備采集溫濕度、水位、位置、溶解氧含量、光照和病蟲數據經主節點模塊發送到監控服務器，實現遠程監控。
【文檔編號】A01M1/04GK105865534SQ201610460696
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月22日
【發明人】劉亮, 鄧名高, 張明
【申請人】長沙學院