一种基于养殖环境物联网的无线监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及动物养殖领域，具体涉及一种基于养殖环境物联网的无线监测系统及方法。包括无线传感节点单元采集至少一个点的温湿度环境数据；无线主机单元，对无线传感节点单元的环境数据汇集、加工并重新编码；云端服务应用单元，用于对无线主机单元编码后的环境数据的进行频道的订阅、监听和数据库入库。本发明专利技术采用lora无线技术，大大改善了传输距离短，数据命中率低的问题；无线主机上网方式采用gprs移动网络，应用了物联网最主流的mqtt通信协议，针对这种弱网络的应用特性，能最大程度优化通信质量和节省流量；定制开发的触摸屏操作系统，简化用户对设备的操作和管理，提供用户体验，提供异常报警和数据分析等增值服务。

Wireless monitoring system and method based on aquaculture environment Internet of things

The invention relates to the field of animal breeding, in particular to a wireless monitoring system and method based on aquaculture environment Internet of things. A wireless sensor node unit that collects at least one point of temperature and humidity; a wireless host unit, which collects, processes and recodes the environment data of the wireless sensor node unit; the cloud end service application unit is used to subscribe, monitor, and database to the channel of the environment data encoded by the wireless host unit. Enter the warehouse. Using Lora wireless technology, the invention greatly improves the short transmission distance and the low data hit rate. The wireless host network uses the GPRS mobile network and applies the most mainstream mqtt communication protocol of the Internet of things. In view of the application characteristics of the weak network, it can optimize the communication quality and save the traffic to the maximum degree; customize the development of the network. The touch screen operation system simplifies the operation and management of users, provides user experience, and provides value-added services such as abnormal alarm and data analysis.

【技术实现步骤摘要】
一种基于养殖环境物联网的无线监测系统及方法
本专利技术涉及动物养殖领域，具体涉及一种基于养殖环境物联网的无线监测系统及方法。
技术介绍
在配备了各种现代化畜牧设备的高效化家庭农场中，环境数据诸如温湿度的集中监控已经是一项基本需求。实现这种温湿度传感监控的方案有很多，比如采用有线将多个传感器汇集到一个监控终端，通过本地设备的显示屏查看；或者使用独立一体式的环境检测终端将数据采集后联网上传到云端，通过手机app集中查看数据。这些方案中大部分都是单机使用，只能通过场内终端设备查看数据，而个别的联网方案中，在针对多个监测点的情况下则需要多张流量卡或者是要覆盖wifi点，成本比较高。在市面上现有的方案中，从传感器的选型，组网方式到数据集中显示上传的方式都是各有差异的，加上不同的组合后就更是种类繁多，没有标准的产品规范。但目前能提供可靠且远距离无线传输信号，又能通过简易的连网方式上传数据，并能深度融合物联网技术，具备完善的移动和云平台应用的产品不是很多，价格也是较混乱。现有技术存在以下技术问题：1、采用的传感器大多数为模拟量有线类型，传感精度低，安装时需要布线且要人工修正线材带来的误差，实施成本比较高；2、采用无线传输的方案中，主要还是采用230MHZ或者是433MHZ频段的传统无线技术，对于一些复杂的障碍物或者是地势，传输距离和通信命中率不是太理想；3、传统还是以单机局域网组成的系统居多，不具备数据联网功能，监控数据必须在现场，不能远程实时监控；4、物联网应用深度不足，往往只是简单的数据展示界面，不能提供多方位的物联网技术配套服务，比如数据异常报警、断电报警和数据历史分析与挖掘等；
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术提出一种基于养殖环境物联网的无线监测系统，所述系统包括：无线传感节点单元、无线主机单元、云端服务应用单元；无线传感节点单元，采集至少一个点的温湿度环境数据，并上传至无线主机单元；无线主机单元，对无线传感节点单元的环境数据汇集、加工并重新编码，上传到云端服务应用单元；云端服务应用单元，用于对无线主机单元编码后的环境数据的进行频道的订阅、监听和数据库入库。进一步地，所述无线传感节点单元与所述无线主机单元之间采用lora无线传感技术进行数据的无线传输。进一步地，所述无线传感节点单元每2秒读取一次实时的温湿度数值；相应地，所述无线传感节点单元包括无线节点模块、数码管显示模块、lora无线发射模块；无线节点模块，安装在养殖栏舍或各种需要实时监测环境温湿度数据的场合，供电方式为220v交流或电池供电；数码管显示模块，用于显示当前无线节点模块实时采集到的温湿度数据和无线通信状态；lora无线发射模块，用于广播无线节点模块实时采集到温湿度数据。进一步地，所述无线节点模块每次广播数据后就会进入休眠模式；所述无线节点模块为瑞士进口的数字式温湿度传感芯片；相应地，所述温湿度传感芯片的湿度使用范围是0-100％RH，温度使用范围是-40-+125℃，RH响应时间为8s。进一步地，所述无线主机单元为嵌入式操作系统；所述重新编码为按照标准的mqtt协议格式编码。进一步地，所述无线主机单元包括触摸屏交互系统模块、参数设置模块；触摸屏交互系统模块，为采用7寸液晶触摸组态屏，用于查看各个节点详细的实时温湿度数据、gprs网络信号，服务器通信状态；系统设置模块，用于节点参数的管理、系统的参数配置；相应地，通过系统设置模块在触摸屏交互系统模块的触摸屏上实现节点配对、传感器配置、历史数据查询、硬件检测设置；报警模块，用于针对触摸屏交互系统模块或系统设置模块出现系统异常进行实时报警。进一步地，所述无线主机单元与云端服务应用单元之间采用MQTT物联网协议进行通信；相应地，MQTT为基于二进制消息的发布和订阅编程模式的消息协议。进一步地，所述云端服务应用单元包括远端监控模块；远端监控模块，用于通过手机app和web页面集中监控无线传感节点单元采集到的环境数据。为达到上述目的，本专利技术还提出一种基于养殖环境物联网的无线监测方法，具体包括如下步骤：S1，采集至少一个点的温湿度环境数据，并上传至无线主机单元；S2，对无线传感节点单元的环境数据汇集、加工并重新编码，上传到云端服务应用单元；S3，对无线主机单元编码后的环境数据的进行频道的订阅、监听和数据库入库；进一步地，所述方法还包括：于步骤S1中，显示当前无线节点模块实时采集到的温湿度数据和无线通信状态；于步骤S2中，查看各个节点详细的实时温湿度数据、gprs网络信号，服务器通信状态；完成节点参数的管理、系统的参数配置；通过系统设置模块在触摸屏交互系统模块的触摸屏上实现节点配对、传感器配置、历史数据查询、硬件检测设置；于步骤S3中，通过手机app和web页面集中监控无线传感节点单元采集到的环境数据。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、采用lora无线技术，大大改善了有线或者是传统无线方案中布线麻烦，传输距离短，数据命中率低的问题；2、无线主机上网方式采用gprs移动网络，应用了物联网最主流的mqtt通信协议，针对这种弱网络的应用特性，能最大程度优化通信质量和节省流量；3、定制开发的触摸屏操作系统，简化用户对设备的操作和管理，提供用户体验；4、深度融合物联网平台技术，提供异常报警和数据分析等增值服务。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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为本专利技术系统框架示意图；图2为本专利技术一种基于养殖环境物联网的无线监测系统流程示意图；图3为本专利技术方法步骤示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。如图1所示，一种基于养殖环境物联网的无线监测系统，具体包括：无线传感节点单元、无线主机单元、云端服务应用单元；无线传感节点单元，采集至少一个点的温湿度环境数据，并上传至无线主机单元；无线主机单元，对无线传感节点单元的环境数据汇集、加工并重新编码，上传到云端服务应用单元；云端服务应用单元，用于对无线主机单元编码后的环境数据的进行频道的订阅、监听和数据库入库。具体地，如图2所示，无线节点模块，即无线节点，安装在养殖栏舍或者各种需要实时监测环境温湿度数据的场合，使用220v或者是电池供电。无线节点采用瑞士进口的数字式温湿度传感芯片，该传感器的湿度使用范围是0-100％RH，温度使用范围是-40-+125℃，RH响应时间为8s(tau63％)，具有较高的测量精度和稳定性。无线节点采用lora无线传感技术，与无线主机单元的无线主机之间进行数据的无线传输。无线节点与无线主机之间的通信距离视乎两者之间障碍物的阻挡情况，从300米到1000米不等。无线主机配备7英寸彩色触摸液晶屏，即触摸屏交互系统模块，内置操作界面，可实现数据展示、系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于养殖环境物联网的无线监测系统，其特征在于，所述系统包括：无线传感节点单元、无线主机单元、云端服务应用单元；无线传感节点单元，采集至少一个点的温湿度环境数据，并上传至无线主机单元；无线主机单元，对无线传感节点单元的环境数据汇集、加工并重新编码，上传到云端服务应用单元；云端服务应用单元，用于对无线主机单元编码后的环境数据的进行频道的订阅、监听和数据库入库。

【技术特征摘要】
1.一种基于养殖环境物联网的无线监测系统，其特征在于，所述系统包括：无线传感节点单元、无线主机单元、云端服务应用单元；无线传感节点单元，采集至少一个点的温湿度环境数据，并上传至无线主机单元；无线主机单元，对无线传感节点单元的环境数据汇集、加工并重新编码，上传到云端服务应用单元；云端服务应用单元，用于对无线主机单元编码后的环境数据的进行频道的订阅、监听和数据库入库。2.根据权利要求1所述一种基于养殖环境物联网的无线监测系统，其特征在于，所述无线传感节点单元与所述无线主机单元之间采用lora无线传感技术进行数据的无线传输。3.根据权利要求1所述一种基于养殖环境物联网的无线监测系统，其特征在于，所述无线传感节点单元每2秒读取一次实时的温湿度数值；相应地，所述无线传感节点单元包括无线节点模块、数码管显示模块、lora无线发射模块；无线节点模块，安装在养殖栏舍或各种需要实时监测环境温湿度数据的场合，供电方式为220v交流或电池供电；数码管显示模块，用于显示当前无线节点模块实时采集到的温湿度数据和无线通信状态；lora无线发射模块，用于广播无线节点模块实时采集到的温湿度数据。4.根据权利要求3所述一种基于养殖环境物联网的无线监测系统，其特征在于，所述无线节点模块每次广播数据后就会进入休眠模式；所述无线节点模块为瑞士进口的数字式温湿度传感芯片；相应地，所述温湿度传感芯片的湿度使用范围是0-100％RH，温度使用范围是-40-+125℃，RH响应时间为8s。5.根据权利要求1所述一种基于养殖环境物联网的无线监测系统，其特征在于，所述无线主机单元为嵌入式操作系统；所述重新编码为按照标准的mqtt协议格式编码。6.根据权利要求1所述一种基于养殖环境物联网的无线监测系统，其特征在于，所述无线主机单元包括触摸屏交互系统模块、...

【专利技术属性】
技术研发人员：温尚海，何其斌，陈翔，伍明煜，陈建华，
申请(专利权)人：广东温氏食品集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44