基于物联网的智能农业管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于物联网的智能农业管理系统，其包括环境参数采集单元、管理平台、安全监测单元、报警单元、环境调节单元、设备控制单元和云服务器；环境参数采集单元、安全监测单元、报警单元、环境调节单元、设备控制单元和云服务器通过无线与管理平台进行通信。该基于物联网的智能农业管理系统之间的各个单元之间均是通过无线进行通信的，不需要大量布线，解决了数据丢失几率大、控制效率低的问题。
【专利说明】基于物联网的智能农业管理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业管理【技术领域】，具体涉及一种基于物联网的智能农业管理系统。
【背景技术】
[0002]农业监控系统广泛应用于温室大棚的监控。在现有技术条件下，农业监控系统通常是基于有线传感网络或无线传感网络来实现的。其中，基于有线传感网络的农业监控系统因其信号传输距离受到成本制约，且信号传输质量随信号传输距离增加而降低，现已基本不用。
[0003]在一些有线固定设施不足的室外场合，使用移动通信网络接入数据是不可避免，这些安装在室外的线很容易损坏而导致其数据丢失几率大、网络健壮性差。且这些系统在采集时，基本上只能对大棚内部部分数据进行采集，使得监控系统采集的数据比较有限，若需要采集比较全面的数据需要安装多套监控系统，导致其控制效率低、控制成本高。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于物联网的智能农业管理系统之间的各个单元之间均是通过无线进行通信的，不需要大量布线，解决了数据丢失几率大、控制效率低的问题。
[0005]为了达到上述发明目的，本基于物联网的智能农业管理系统采用的技术方案包括:
环境参数采集单元，用于对养殖场所和种植场所的环境参数进行采集，并传递给管理平台；
安全监测单元，用于对养殖场所和种植场所内的图像、声音、空气质量以及电器设备工作状况进行采集；
报警单元，根据管理平台传递的控制指令，对养殖场所和种植场所相应区域的安防做出报警提示；
环境调节单元，用于根据管理平台发布的指令，调节养殖场所和种植场所的环境参数；
设备控制单元，与养殖场所和种植场所的电器设备连接，用于控制电器设备的开启和关闭；
管理平台，用于接收环境参数采集单元和安全监测单元采集的数据，并对数据进行处理后，向环境调节单元和设备控制单元发送控制指令，同时将处理后的数据传递至云储存单元进行储存；以及
云储存单元，用于对管理平台上传的数据进行存储；
环境参数采集单元、安全监测单元、报警单元、环境调节单元、设备控制单元和云储存单元通过无线与管理平台进行通信。
[0006]本发明的有益效果为:环境参数采集单元、安全监测单元、报警单元、环境调节单元、设备控制单元和云储存单元通过无线与管理平台进行通信，减少了布线，避免了线路损坏而造成采集的数据丢失。
[0007]环境参数采集单元和安全监测单元采集的环境参数和安全参数经过管理平台进行分析后，控制环境调节单元和设备控制单元对养殖场所和种植场所的环境(光照、湿度、温度、土壤墒情、水体的质量等)和安防(设备故障、火灾、非法人员闯入等)进行调控，提高了农业管理的控制效率、降低了控制成本。
[0008]管理平台将环境参数采集单元和安全监测单元实时上传的数据处理后发送至云服务器，管理者外出时仍可以通过移动终端对云服务器进行访问掌握对养殖场和种植场的实时数据，同时也可以通过移动终端对养殖场和种植场进行调控。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为基于物联网的智能农业管理系统的架构图。
【具体实施方式】
[0010]下面对本发明的【具体实施方式】进行描述，以便于本【技术领域】的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于【具体实施方式】的范围，对本【技术领域】的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
[0011]参考图1，图1示出了基于物联网的智能农业管理系统一个实施例的原理框图；如图1所示，本实施例采用的技术方案包括:
环境参数采集单元，用于对养殖场所和种植场所的环境参数进行采集，并传递给管理平台；管理平台可以是以太服务器。
[0012]在本发明的一个实施例中，环境参数可以是光照强度、温度、氧气含量、二氧化碳含量、空气湿度、水体PH值、水体溶氧量、水体中氨氮含量、土壤PH值和土壤的养分等参数。
[0013]安全监测单元，用于对养殖场所和种植场所内的图像、声音、空气质量以及电器设备工作状况进行采集。
[0014]报警单元，根据管理平台传递的控制指令，对养殖场所和种植场所相应区域的安防做出报警提示；报警单元可以是声光报警器。
[0015]环境调节单元，用于根据管理平台发布的指令，调节养殖场所和种植场所的环境参数。
[0016]设备控制单元，与养殖场所和种植场所的电器设备连接，用于控制电器设备的开启和关闭。
[0017]管理平台，用于接收环境参数采集单元和安全监测单元采集的数据，并对数据进行处理后，向环境调节单元和设备控制单元发送控制指令，同时将处理后的数据传递至云服务器进行储存；以及
云服务器，用于对管理平台上传的数据进行存储；
环境参数采集单元、安全监测单元、报警单元、环境调节单元、设备控制单元和云服务器通过无线与管理平台进行通信。
[0018]在本发明的一个实施例中，为了便于管理者外出时仍可以对云服务器进行访问以掌握对养殖场和种植场的实时数据，本系统还设置有若干与管理平台进行同时管理的移动终端，移动终端通过无线与管理平台和云服务器进行通信。管理者通过手机终端对云服务器的数据进行查看，其觉得某个参数不合理，可以手动控制管理平台发出控制命令，以实现对环境参数、设备的启闭、安全状况进行控制。
[0019]在本发明的一个实施例中，环境参数采集单元可以是分别通过无线与管理平台进行通信的温度传感器、光照强度传感器、气体探测器、湿度传感器、水体探测器和土壤墒情采集器。
[0020]具体地，气体探测器传感器可以是氧气传感器和二氧化碳传感器，氧气传感器、温度传感器、光照强度传感器、湿度传感器和二氧化碳传感器主要安装在种植场的大棚内(其中湿度传感器和氧气传感器在大棚内的支架上和土壤内均安装有，其他传感器主要安装在大棚内的支架上)。
[0021]水体探测器可以是是设置在养殖场所中水体养殖子内的PH传感器、溶解氧传感器和氨氮传感器。
[0022]在本发明的一个实施例中，设备控制单元可以包括:
无线红外转发器，用于控制养殖场所和种植场所的电器设备的开启和关闭；
无线门窗控制器，用于控制种植场所的温室大棚的窗户和遮阳布的开启和关闭；电流采样单元，与电器设备连接，用于采集养殖场所和种植场所的电器设备的工作电流；以及
照明控制器，用于控制养殖场所和种植场所的照明系统的开启和关闭；
无线红外转发器、无线门窗控制器和照明控制器通过无线网络与管理平台进行通信。
[0023]在本发明的一个实施例中，电器设备可以是养殖场所和种植场所内的电源开关、增湿器、断电报警器和空调等。
[0024]本发明的一个实施例中，安全监测单元可以包括入侵探测器，用于才采集养殖场所和种植场所内的动物活动情况；
烟雾火警探测器，用于对养殖场所和种植场所内的盐雾进行烟雾火警探测；以及漏水探测器，用于对养殖场所和种植场内的漏水量进行检测；
入侵探测器、烟雾火警探测器和漏水探测器通过无线网络与管理平台进行通信。
[0025]在本发明的一个实施例中，环境调节单元可以是灌溉系统、氧气发生装置、施肥器和照明系统。照明系统安装在大棚内，氧气发生装置主要安装在水池和大棚内；灌溉系统包括无线传感节点、无线路由节点和安装在管网水管(这里的管网水管可以是只用于灌溉用水输送的管道，也可以是用于喷洒杀虫剂和杀草剂的管道)上的电磁阀控制器；无线传感节点与电磁阀控制器连接，无线传感节点通过无线路由节点与管理平台进行通信。
[0026]其中，每个无线传感节点和无线路由节点通过太阳能电池供电，电池电压被随时监控，一旦电压过低，无线传感节点和无线路由节点会向管理平台发出电压过低的报警信号，发送成功后，无线传感节点和无线路由节点进入睡眠状态直到电量充足。
[0027]在本发明的一个实施例中，环境参数采集单元、安全监测单元、报警单元和环境调节单元通过ZigBee-HA网络与管理平台进行通信。Zigbee-HA是一种新兴的近程、低速率、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。具有低复杂度、低功耗、低速率、低成本、自组网、高可靠、超视距的特点。
[0028]环境参数采集单元、安全监测单元、报警单元和环境调节单元和管理平台之间也可以通过3G、GSM进行通信，当距离不是很远时，上述部件之间也可以通过WIFI进行通信。
[0029]管理时，各种传感器将采集的数据通过无线传递给管理平台，管理平台对接收的数据进行分析处理，并把处理后的数据传送至云服务器进行存储；
管理平台分析采集的数据时，根据分析结果启动环境调节单元、报警单元和设备控制单元。
[0030]下面以几个示例对本系统的管理工作进行说明:
当温度传感器采集的温度过高时，管理平台便会控制无线红外转发器启动增湿器，当温度达到农作物和牲畜生长的最佳温度时，便控制无线红外转发器关闭增湿器。
[0031]当土壤墒情采集器采集到的土壤中的养分或PH出现异常时，管理平台便会控制施肥器对土壤的养分和PH值进行调控，以及时给土壤提供养分。
[0032]当检测到大棚内或饲养牲畜/禽类的厂棚内有漏水现象，管理平台将启动报警单元进行报警提示，同时将漏水的信息发送给移动终端。
[0033]当管理平台检测到入侵探测器上传的图像中有人员或动物非法闯入时，管理平台将启动报警单元进行报警提示，同时将这一信息发送给移动终端。
[0034]当光线过强时，管理平台便会控制无线门窗控制器关闭大棚内的卷帘关闭。
[0035]当管理平台检测到电流采样单元上传的某个电器设备出现电路异常时就会启动无线红外转发器关闭相应的电器设备，并将这一信息发送给移动终端。
[0036]各种传感器均是采用上述类似的控制方式进行工作，此处就不在一一赘述。
[0037]本发明提供的这套农业管理系统可以自主结合生产需要对种植/养殖密度、土质/水质状况、肥料/饲料投放、药用量等多参数分类、差别化精准管理；对生产设备是否出现故障进行记录分析；对现场监控各项数据进行统计、分析，可以通过管理平台将采集的各种数据制成一个报表图表输出。
[0038]经分析测算，使用物联网智能控制管理系统后，种植/养殖节本增效可达20%左右，预计亩均可增收1000元以上，能极大地提高农民的收入。
【权利要求】
1.一种基于物联网的智能农业管理系统，其特征在于，包括: 环境参数采集单元，用于对养殖场所和种植场所的环境参数进行采集，并传递给管理平台； 安全监测单元，用于对养殖场所和种植场所内的图像、声音、空气质量以及电器设备工作状况进行采集； 报警单元，根据管理平台传递的控制指令，对养殖场所和种植场所相应区域的安防做出报警提示； 环境调节单元，用于根据管理平台发布的指令，调节养殖场所和种植场所的环境参数； 设备控制单元，与养殖场所和种植场所的电器设备连接，用于控制电器设备的开启和关闭； 管理平台，用于接收环境参数采集单元和安全监测单元采集的数据，并对数据进行处理后，向环境调节单元和设备控制单元发送控制指令，同时将处理后的数据传递至云服务器进行储存；以及 云服务器，用于对管理平台上传的数据进行存储； 所述环境参数采集单元、所述安全监测单元、所述报警单元、所述环境调节单元、所述设备控制单元和所述云服务器通过无线与所述管理平台进行通信。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能农业管理系统，其特征在于，还包括若干用于与所述管理平台进行同时管理的移动终端，所述移动终端通过无线与所述管理平台和所述云服务器进行通信。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的智能农业管理系统，其特征在于，所述环境参数采集单元至少包括分别通过无线与管理平台进行通信的温度传感器、光照强度传感器、气体探测器、湿度传感器、水体探测器和土壤墒情采集器。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的智能农业管理系统，其特征在于，所述设备控制单元至少包括: 无线红外转发器，用于控制养殖场所和种植场所的电器设备的开启和关闭； 无线门窗控制器，用于控制种植场所的温室大棚的窗户和遮阳布的开启和关闭； 电流采样单元，用于采集养殖场所和种植场所的电器设备的工作电流；以及 照明控制器，用于控制养殖场所和种植场所的照明系统的开启和关闭； 所述无线红外转发器、所述无线门窗控制器和所述照明控制器通过无线网络与管理平台进行通信。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的智能农业管理系统，其特征在于，所述安全监测单元至少包括: 入侵探测器，用于采集养殖场所和种植场所内的动物活动情况； 烟雾火警探测器，用于对养殖场所和种植场所内的盐雾进行烟雾火警探测；以及 漏水探测器，用于对养殖场所和种植场内的漏水量进行检测； 所述入侵探测器、所述烟雾火警探测器和所述漏水探测器通过无线网络与所述管理平台进行通信。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的智能农业管理系统，其特征在于，所述环境调节单元至少包括灌溉系统、氧气发生装置、施肥器和照明系统。
7.根据权利要1、3、4、5或6任一所述的基于物联网的智能农业管理系统，其特征在于，所述环境参数采集单元、所述安全监测单元、所述报警单元和所述环境调节单元通过ZigBee-HA网络与所述管理平台进行通信。
【文档编号】G05B19/418GK104181877SQ201410361941
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】周力 申请人:成都聪慧物联网技术有限公司