基于云端数据库的农田土壤湿度监测报警系统

1.本发明涉及玻璃清洁机器人领域，特别涉及基于云端数据库的农田土壤湿度监测报警系统。


背景技术：

2.现在农业灌溉大多是通过人工进行监控，每隔一段时间，开始灌溉机械进行灌溉，监控土壤湿度基本靠人为判断，这样不能准确把握土壤的干湿度，灌溉周期过多地依赖时长，不能以土壤湿度为依据进行灌溉。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是现有技术不能以土壤湿度为依据进行灌溉的缺陷，提供基于云端数据库的农田土壤湿度监测报警系统。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
5.基于云端数据库的农田土壤湿度监测报警系统，包括土壤湿度数据采集模块、云平台模块和实时监控模块，土壤湿度数据采集模块用于实时监测农田土壤中的湿度并将所采集的信号实时传送到云端数据库；云平台模块用于接收土壤湿度数据采集模块传送的数据，转存至时序数据库，并对数据库中的数据进行统计分析，将统计的结果发送至实时监控模块；实时监控模块通过接收云平台发送的数据，并比较是否超过设定的阈值范围，发出报警信息并控制水阀进行灌溉。
6.具体地，土壤湿度数据采集模块包括土壤湿度探测电路、模数转换电路、控制芯片以及通信模块，模数转换电路为ad0809芯片，该芯片接收土壤湿度探测模块输出的模拟电压信号，并且将其转换成数字信号；控制芯片为基于stm32f4单片机，接收数转换电路传过来的数字信号，并且将其输出为土壤湿度的测定值；通信模块为利用esp8622wifi模块构成串口通信模块，用于与云平台模块进行通信传输数据上数据。
7.具体地，土壤湿度探测的输出端口与ad0809的输入端in0端口连接，ad0809的输出端d0
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d7与stm32f4的pc0
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pc7端口连接，ad0809的st口与stm32f4的pb0口连接，ad0809的clk口与stm32f4的pb1口连接，ad0809的a、b、c端口分别于stm32f4的pb4
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pb6连接且为低电平；esp8622的tx口与stm32f4的pa9口连接，esp8622的rx口与stm32f4的pa10口连接。
8.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
9.本发明能够实现在无人环境下实时监测农田土壤湿度数据，并发出警报提醒用户进行灌溉，能够实现稳定、方便、高效的监测、管理土壤湿度。
附图说明
10.图1是土壤湿度探测电路图；
11.图2显示了ad0809芯片的电路图；
12.图3显示了stm32f4mcu芯片的电路图；
13.图4显示了esp8622芯片的电路图。
具体实施方式
14.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
15.如图1
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4，本发明公开的基于云端数据库的农田土壤湿度监测报警系统，包括土壤湿度数据采集模块、云平台模块和实时监控模块，土壤湿度数据采集模块包括土壤湿度探测电路、模数转换电路、控制芯片以及通信模块，模数转换电路为ad0809芯片，该芯片接收土壤湿度探测模块输出的模拟电压信号，并且将其转换成数字信号；控制芯片为基于stm32f4单片机，接收数转换电路传过来的数字信号，并且将其输出为土壤湿度的测定值；通信模块为利用esp8622wifi模块构成串口通信模块，用于与云平台模块进行通信传输数据上数据。
16.图1为土壤湿度探测电路，电路的输出端口与ad0809的输入端in0端口连接，ad0809的输出端d0
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d7与stm32f4的pc0
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pc7端口连接，ad0809的st口与stm32f4的pb0口连接，ad0809的clk口与stm32f4的pb1口连接，ad0809的a、b、c端口分别于stm32f4的pb4
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pb6连接且为低电平；esp8622的tx口与stm32f4的pa9口连接，esp8622的rx口与stm32f4的pa10口连接，所有模块共用5v的电源且共地。
17.土壤湿度探测电路中的湿敏电阻阻值随着土壤湿度变化，并使探测电路输出相应的放大后的模拟电压作为ad0809的in0端的输入信号，经过ad转换后输出相应的数字信号并通过d0
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d7输出到stm32单片机的pc0
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pc7端口上，单片机将数字信号转化为十六进制的数字量，最后通过pa9、pa10串口通信发送到wifi模块的tx、rx端口。wifi模块再将接收到的数据发送到云平台模块的数据库中被转存至分布式时序数据库dolphindb中，并与实时监控模块设定的阈值进行比较。
18.云平台模块的数据库接收到请求后，其查询模块采用分段查询法对数据进行查询：
19.1.将所要求的查询的时间范围按一定规格分段，要求查询的时间范围越大，分段就越多。
20.2.按照所分段的时间依次对数据库进行查询并统计当段时间的平均值、最大最小值、获得到达最大最小值的时间及因果趋势，存在内存处。
21.3.每完成一小分段的数据查询和统计后都与上一段的统计结果作比较，根据比较结果取代或保留暂存的最大最小值、到达最大最小值的时间及其因果趋势。
22.4.完成全部的查询和统计后将结果打包成数组列表返回至云端响应，并将结果信息发送至实时监控模块供使用人员进行查询。
23.用户可以根据不同农作物的实际情况选择合适的报警阈值并通过手机app端修改云端分布式时序数据库dolphindb的内容。
24.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的
保护范围之内。


技术特征：
1.基于云端数据库的农田土壤湿度监测报警系统，其特征在于，包括土壤湿度数据采集模块、云平台模块和实时监控模块，土壤湿度数据采集模块用于实时监测农田土壤中的湿度并将所采集的信号实时传送到云端数据库；云平台模块用于接收土壤湿度数据采集模块传送的数据，转存至时序数据库，并对数据库中的数据进行统计分析，将统计的结果发送至实时监控模块；实时监控模块通过接收云平台发送的数据，并比较是否超过设定的阈值范围，发出报警信息并控制水阀进行灌溉。2.根据权利要求1所述的基于云端数据库的农田土壤湿度监测报警系统，其特征在于，土壤湿度数据采集模块包括土壤湿度探测电路、模数转换电路、控制芯片以及通信模块，模数转换电路为ad0809芯片，该芯片接收土壤湿度探测模块输出的模拟电压信号，并且将其转换成数字信号；控制芯片为基于stm32f4单片机，接收数转换电路传过来的数字信号，并且将其输出为土壤湿度的测定值；通信模块为利用esp8622wifi模块构成串口通信模块，用于与云平台模块进行通信传输数据上数据。3.根据权利要求2所述的基于云端数据库的农田土壤湿度监测报警系统，其特征在于，土壤湿度探测的输出端口与ad0809的输入端in0端口连接，ad0809的输出端d0
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d7与stm32f4的pc0
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pc7端口连接，ad0809的st口与stm32f4的pb0口连接，ad0809的clk口与stm32f4的pb1口连接，ad0809的a、b、c端口分别于stm32f4的pb4
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pb6连接且为低电平；esp8622的tx口与stm32f4的pa9口连接，esp8622的rx口与stm32f4的pa10口连接。

技术总结
本发明公开了基于云端数据库的农田土壤湿度监测报警系统，包括土壤湿度数据采集模块、云平台模块和实时监控模块，土壤湿度数据采集模块用于实时监测农田土壤中的湿度并将所采集的信号实时传送到云端数据库；云平台模块用于接收土壤湿度数据采集模块传送的数据，转存至时序数据库，并对数据库中的数据进行统计分析，将统计的结果发送至实时监控模块；实时监控模块通过接收云平台发送的数据，并比较是否超过设定的阈值范围，发出报警信息并控制水阀进行灌溉。本发明能够实现在无人环境下实时监测农田土壤湿度数据，并发出警报提醒用户进行灌溉，能够实现稳定、方便、高效的监测、管理土壤湿度。理土壤湿度。理土壤湿度。


技术研发人员：黄骞 黄婧雯 唐灏
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2021.07.26
技术公布日：2021/10/26