一种基于窄带物联网的农业监控系统的制作方法

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种基于窄带物联网的农业监控系统。

背景技术：

随着物联网技术的发展，基于物联网技术的农业监控系统也得到了快速的发展。基于物联网技术的农业监控系统属于物联网的低速率业务市场，业界将低速率市场归纳为lpwan(lowpowerwideareanetwork，低功耗广域网)市场。其中具有代表性、应用广泛的有zigbee、wifi、蓝牙等。

现有的农业监控系统大部分是基于zigbee技术开发而成的。zigbee技术存在通信距离短、覆盖能力弱等问题，zigbee节点只能在几十米范围内进行通信，一般需要通过网关才能进行远程控制。同时考虑到网络阻塞、延迟、吞吐量和节点稳定性等诸多因素，zigbee节点接入数量有限，通常需要二次组网或更多次组网才能实现对农业的监控，增加了农业监控系统的组网复杂度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于窄带物联网的农业监控系统，以增强信号覆盖能力，简化网络结构，增加可接入数量。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种基于窄带物联网的农业监控系统，包括：云平台、窄带物联网nb-iot蜂窝基站和部署于目标生态环境中的多个传感器，每个传感器中均集成有nb-iot通信芯片；其中，

所述云平台，用于接收并存储各个传感器通过所述nb-iot蜂窝基站发送的采集数据，以使用户根据各个传感器的采集数据对所述目标生态环境的环境参数进行控制。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括监控终端：

所述监控终端，用于接收用户的控制指令，并将所述控制指令发送给所述云平台；

所述云平台，还用于接收所述控制指令，根据所述控制指令确定控制对象，将所述控制指令发送给所述控制对象对应的目标传感器；

所述目标传感器，用于根据接收到的所述控制指令，对所述控制对象进行控制。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述目标传感器，还用于在对所述控制对象进行控制之后，向所述云平台返回控制反馈信息；

所述云平台，还用于将接收到的所述控制反馈信息返回给所述监控终端。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述监控终端，还用于在设定时间段内未接收到所述控制反馈信息时，重复执行所述将所述控制指令发送给所述云平台的步骤。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述监控终端，还用于在将所述控制指令发送给所述云平台的操作的重复次数达到预设次数阈值时，输出异常提示信息。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述云平台，还用于在接收所述控制指令之后，确定所述控制指令是否为合法指令，如果是，则执行所述根据所述控制指令确定控制对象，将所述控制指令发送给所述控制对象对应的目标传感器的步骤。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述云平台，还用于在确定所述控制指令非合法指令时，向所述监控终端返回鉴权失败提示信息。

在本发明的一种具体实施方式中，

所述云平台，还用于在确定所述控制指令为合法指令时，对所述控制指令进行加密处理，并将加密处理后的所述控制指令发送给所述控制对象对应的目标传感器。

应用本发明实施例所提供的基于窄带物联网的农业监控系统，通过云平台接收并存储部署于目标生态环境中的各个传感器通过nb-iot蜂窝基站发送的采集数据，能使用户根据各个传感器的采集数据对目标生态环境的环境参数进行控制。利用nb-iot技术构建的农业监控系统，信号覆盖能力较强，组网简单，可接入数量较多。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中基于窄带物联网的农业监控系统的一种结构示意图；

图2为本发明实施例中一种传感器的结构框图；

图3为本发明实施例中基于窄带物联网的农业监控系统的另一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，为本发明实施例中基于窄带物联网的农业监控系统的一种结构示意图。该系统可以包括：

云平台1、窄带物联网nb-iot蜂窝基站2和部署于目标生态环境中的多个传感器，每个传感器中均集成有nb-iot通信芯片。

其中，云平台1，用于接收并存储各个传感器通过nb-iot蜂窝基站2发送的采集数据，以使用户根据各个传感器的采集数据对目标生态环境的环境参数进行控制。

本发明实施例所提供的基于窄带物联网的农业监控系统包括云平台1、窄带物联网nb-iot蜂窝基站2和部署于目标生态环境中的多个传感器。目标生态环境可以是待监控的任意一个生态环境。

不同传感器可以分别采集目标生态环境中空气温湿度、光照强度、土壤水分含量、土壤酸碱度等数据，每个传感器中均集成有nb-iot通信芯片，各个传感器通过各自集成的nb-iot通信芯片可以与nb-iot蜂窝基站2通信，通过nb-iot蜂窝基站2将采集数据发送给云平台1。云平台1可以接收并存储各个传感器发送的各种采集数据。

在本发明实施例中，云平台1和nb-iot蜂窝基站2可以采用tcp/ip协议相互通信，nb-iot蜂窝基站2和各传感器间可以采用nb-iot协议相互通信。

如图2所示，传感器可以包括传感单元、nb-iot通信单元、微控制单元mcu、人机交互单元、电源单元。其中，nb-iot通信单元具体可以为nb-iot通信芯片，如华为boudica120芯片。mcu可以采用stm32w108芯片。mcu分别与传感单元、nb-iot通信单元、人机交互单元连接，电源单元用于给各其他单元供电。人机交互单元可以包括开关按钮和led显示屏。

各个传感器将采集的目标生态环境中的数据通过nb-iot蜂窝基站2发送给云平台1，用户通过云平台1可以获得各个传感器的采集数据，从而可以根据各采集数据对目标生态环境的环境参数进行控制。

如，当用户需要了解目标生态环境中的土壤水分含量时，可以查看土壤水分含量相关采集数据，如果发现当前土壤水分含量过低，则可以通过云平台1向洒水装置对应的传感器发送洒水控制指令，该传感器控制洒水装置给目标生态环境洒水，从而使目标生态环境中的土壤水分含量增加。

应用本发明实施例所提供的基于窄带物联网的农业监控系统，通过云平台接收并存储各个部署于目标生态环境中的各个传感器通过nb-iot蜂窝基站发送的采集数据，能使用户根据各个传感器的采集数据对目标生态环境的环境参数进行控制。利用nb-iot技术构建的农业监控系统，信号覆盖能力较强，组网简单，可接入数量较多。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，还包括监控终端3：

监控终端3，用于接收用户的控制指令，并将控制指令发送给云平台1；

云平台1，还用于接收控制指令，根据控制指令确定控制对象，将控制指令发送给控制对象对应的目标传感器；

目标传感器，用于根据接收到的控制指令，对控制对象进行控制。

在本发明实施例中，基于窄带物联网的农业监控系统还可以包括监控终端3，监控终端3与云平台1通信。用户可以根据实际需要，发送控制指令。监控终端3将接收到的控制指令发送给云平台1，云平台1对控制指令进行分析，确定出控制指令对应的控制对象，并将控制指令通过nb-iot蜂窝基站2发送给控制对象对应的目标传感器。目标传感器为多个传感器中的一个传感器。

目标传感器接收到控制指令后，根据接收到的控制指令，对控制对象进行控制。从而完成用户通过发送控制指令对控制对象进行控制的过程。

举例而言，当用户发现由于烈日的暴晒，农作物出现打蔫现象时，用户可以向监控终端3发送放下遮阳板的控制指令，监控终端3将接收到的放下遮阳板的控制指令发送到云平台1，云平台1对放下遮阳板的控制指令进行分析，确定出控制对象为遮阳板，并将放下遮阳板的控制指令通过nb-iot蜂窝基站2发送给遮阳板对应的目标传感器，目标传感器根据接收到的放下遮阳板的控制指令，控制遮阳板放下，从而完成用户通过发送放下遮阳板的控制指令对遮阳板进行控制的过程。

监控终端3具体可以是安装有监控app、web浏览器等应用的手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机等。监控终端3和云平台1之间可以采用tcp/ip协议相互通信。云平台1可以为app、web网页等监控终端3提供应用程序编程接口api。

在本发明的一个实施例中，目标传感器，还用于在对控制对象进行控制之后，向云平台1返回控制反馈信息；

云平台1，还用于将接收到的控制反馈信息返回给监控终端3。

目标传感器对控制对象进行控制之后，可以向云平台1返回控制对象是否得到相应控制的控制反馈信息，云平台1将接收到的控制反馈信息返回给监控终端3。用户可以通过查看监控终端3的反馈信息，得知控制对象是否得到相应控制。

基于上述实施例中目标传感器根据接收到的放下遮阳板的控制指令，对遮阳板进行控制之后，目标传感器可以向云平台1返回遮阳板是否放下的控制反馈信息，云平台1将接收到的控制反馈信息返回给监控终端3。用户通过查看监控终端3的控制反馈信息，得知遮阳板是否放下。

在本发明的一个实施例中，监控终端3，还用于在设定时间段内未接收到控制反馈信息时，重复执行将控制指令发送给云平台1的步骤。

监控终端3将接收到的控制指令发送给云平台1后，如果在设定的时间段内未收到控制对象是否得到相应控制的控制反馈信息，则可能是控制指令在传输过程中受到了阻碍，控制对象没有得到相应的控制，或者，可能是传感器出现了故障，没有对控制对象进行控制，或者，可能是控制对象对应的传感器对控制对象进行控制之后，将反馈信息返回到监控终端3的过程中受到了阻碍。在这种情况下，监控终端3可以重复执行将控制指令发送给云平台1的步骤。

需要说明的是，时间段可以根据实际情况进行设定和调整，本发明实施例对此不做限制。具体的，时间段可以根据农业监控系统的运行状态进行调整。比如按照设定的某一时间段多次发送控制指令，无论用户向何种控制对象发送对应的控制指令，监控终端3都未接收到控制反馈信息，则可以加长该时间段。

在本发明的一种具体实施方式中，监控终端3，还用于在将控制指令发送给云平台1的操作的重复次数达到预设次数阈值时，输出异常提示信息。

监控终端3发送控制指令后，未收到控制对象是否得到相应控制的控制反馈信息，则再次发送控制指令给云平台1，可以重复多次将控制指令发送给云平台1。当发送控制指令的操作的重复次数达到预设次数阈值时，可以输出异常提示信息，提醒用户去检查网络是否出现了问题，或者检查传感器是否出现了问题。以使农业监控系统及时得到整修，保证其正常运行，从而更好的对目标生态环境进行控制。

需要说明的是，次数阈值可以根据实际情况进行设定和调整，本发明实施例对此不做限定。具体的可以根据用户多次发送针对不同控制对象的控制指令后，监控终端3对控制反馈信息的接收情况进行调整。

在本发明的一个实施例中，云平台1，还用于在接收控制指令之后，确定控制指令是否为合法指令，如果是，则执行根据控制指令确定控制对象，将控制指令发送给控制对象对应的目标传感器的步骤。

云平台1在接收到控制指令后，可以先确定控制指令是否为合法指令。具体的，可以通过确定控制指令是否符合预设的指令格式，或者，控制指令发出者的身份是否合法等，确定控制指令是否为合法指令。确定控制指令是否为合法指令的过程也是鉴权过程。如果控制指令为合法指令，则可以进一步根据控制指令确定控制对象，将控制指令发送给控制对象对应的目标传感器。如果确定控制指令非合法指令，则可以向监控终端3返回鉴权失败提示信息，或者不作处理。以提高农业监控系统的安全性。

在本发明的一个实施例中，云平台1，还用于在确定控制指令为合法指令时，对控制指令进行加密处理，并将加密处理后的控制指令发送给控制对象对应的目标传感器。

云平台1在确定控制指令为合法指令时，为进一步保护农业监控系统的安全性，可以对控制指令进行加密处理，并将加密后的控制指令通过nb-iot蜂窝基站2发送给控制对象对应的目标传感器，提高信息传输安全性。目标传感器对加密后的控制指令进行解密，根据解密后的控制指令，对控制指令对应的控制对象进行相应控制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。