基于物联网的智能农业监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于物联网应用技术领域，具体涉及一种基于物联网的智能农业监控系统。
【背景技术】
[0002]农业生产过程中，温度、湿度、光照强度、浓度、水分以及其他养分等多种自然因素共同影响农作物的生长，传统农业的管理方式远远没有达到精细化管理的标准，只能算是粗放式管理，在这种管理方式下，通过人的感知能力管理上述环境参数，无法达到准确性要求，要实现现代农业的智能化管理，建立一个实用、可靠、可长期监测的农业环境监测系统是非常必要的。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供一种基于物联网的智能农业监控系统，该系统能够准确实时的获取农作物生长的环境信息并对这些信息进行远程监测。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:基于物联网的智能农业监控系统，包括工控机、RS-232-CAN转换器和CAN节点，工控机通过RS-232-CAN转换器连接CAN节点，单个CAN节点对应一片农业监控区域，所述CAN节点包括外部传感器模块、CPU主板、按键模块、LED模块、JTAG接口和供电模块，外部传感器模块采集农业监控区域的气象信息并发送给CPU主板，CPU主板是CAN节点的数据处理部分并将数据上传给工控机；JTAG接口辅助完成对芯片的测试和程序的下载，按键模块和LED模块实现对节点的操作控制以及工作状态显示的功能。外部传感器模块包括模拟量接口和数字量接口，以实现对不同设备的控制。CAN节点还包括辅助功能模块，所述辅助功能模块包括精准时钟模块和GPS模块，精准时钟模块为系统提供精准时间，GPS模块用于提供农业区域位置坐标信息。外部传感器模块包括空气温湿度、C02浓度、土壤温湿度、土壤养分、土壤酸碱度、光照强度、风速传感器，还包括作物叶面积、作物叶绿素含量、光合速率传感器。外部传感器模块还包括电化学离子敏传感器、生物传感器和气敏传感器，分别用于监测土壤中的N、P、K以及重金属的含量，检测高致性细菌和监测农产品的品质、气体的排放。外部传感器模块还包括视频信息采集模块，视频信息采集模块将视频图像通过总线网络上传至工控机。所述监控系统还包括远程监控模块，上位机包括数据库服务器和中央计算机，通过将协议移植到其中，上位机接入到intnet中，远程监控模块通过intnet网络实现远程控制。所述监控系统还包括农业设备，农业设备包括浇灌设施、自动降温设备、开关卷帘，工控机控制农业设备的运行状态。所述浇灌设施包括灌区传感器节点群、接收节点、灌溉控制器和灌溉管网，灌区节点群和接收节点构成一个典型的无线传感器网络，传感器节点群负责监测一小块区域内的土壤湿度状况，灌溉控制器根据传感器节点群的检测结果利用灌溉管网实现灌溉。
[0005]本实用新型有益效果是:本实用新型基于物联网技术，实现农业区域的各种气象参数的监测，并实现农业区域灌溉、降温的远程控制。
【附图说明】
[0006]下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0007]图1是本实用新型的【具体实施方式】的系统结构图。
[0008]图2是本实用新型的【具体实施方式】的节点结构图。
【具体实施方式】
[0009]下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的【具体实施方式】如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0010]本实用新型的智能农业监控系统采用总线分布式控制策略，如图1，为本实用新型控制系统总体结构图，系统分为监控层和现场设备控制层，分别对应上位机(工控机)和CAN节点。工控机监控系统的实时运行情况，CAN节点接收和处理对应农业区域的传感器信号，并直接控制农业设备。
[0011 ] 上位机通过RS-232-CAN转换器连接CAN节点，上位机和RS-232-CAN转换器之间通过RS-232连接，RS-232-CAN转换器与CAN节点间通过CAN总线连接。单个CAN节点对应一个农业区域，这对节点的控制功能要求较低，软硬件开发难度小；在实际应用中，可以根据农业区域调整策略，各个农业区域节点可编制相同的控制软件，极大降低开发过程的复重复性，增强系统的扩展性；通过合理优化CAN应用层，可以有效降低网络数据流量，提高系统的工作效率。
[0012]本实用新型控制系统采用分布式控制策略，各个节点不存在主从关系，在任何时刻均可以向网络发送报文和有选择性地接收报文。CAN节点内有CPU主板，能解码报文、接收和处理传感器信号，控制农业设施装置等运行。上位机主要用于监测农业区域的运行状态及记录相关数据，也可用于调试阶段和故障处理时控制农业设备运行。这种控制在自动运行时不是必须的，CAN网络可独立于上位机运行。
[0013]如图2，为本实用新型CAN节点的硬件框图，其中，CAN接口模块用于实现CAN协议，使节点能接入网络；本系统中的CAN节点包括外部传感器模块、CPU主板、按键模块、LED模块、JTAG接口、供电模块和无线通信模块，协调器节点在此基础上添加了 MAX3232串行通信功能。还包括辅助功能模块，辅助功能模块包括精准时钟模块和GPS模块，外部传感器模块包括模拟量接口和数字量接口，以实现对不同设备的控制。供电形式即可选用电池、太阳能，精准时钟模块以便于对农业设备的定时控制。RS-232C、ISP和JTAG接口用于节点调试和系统维护。
[0014]CPU部分是传感器节点的处理器模块，也可以称作是数据控制处理模块，是传感器节点的核心模块，对节点数据处理的算法、节点的通信算法以及节点的多任务处理都是在这部分实现的。外部传感器模块包括各种传感器芯片，实现了对农作物生长环境参数的感知。JTAG接口辅助完成对芯片的测试和程序的下载。按键模块和LED模块协同工作，实现对节点的操作控制以及工作状态显示的功能。无线通信模块负责完成各种控制指令的交互和感知数据的传输。MAX3232串行通信，直接通过串口线连接计算机，完成数据由传感器节点向上位机的传递。电源供应模块负责为整个节点提供能量。
[0015]CAN节点实时采集空气温湿度、C02浓度、土壤温湿度、土壤养分、土壤酸碱度、光照强度、风速等，还包括作物叶面积、作物叶绿素含量、光合速率等与作物生理有关的信息