一种基于传感器网络的农作物生长环境监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于传感器网络的农作物生长环境监测系统，对农作物生长环境进行远程监测，系统中采用了一个可移动的节点汇聚装置，在远程处理装置中，根据各数据采集装置采集的数据进行分析，发现农作物生长环境异常时，可以针对环境异常的位置，控制节点汇聚装置移动到相应区域，利用节点汇聚装置上的摄像头以及传感器采集当前区域的图像信息以及农作物的其他生长环境数据，获取更准确、全面的数据，便于对农作物生长环境进行更全面、详细的数据分析。

A monitoring system for crop growth environment based on sensor network

The utility model discloses a crop growth environment monitoring system based on sensor network, and remotely monitors the growth environment of crops. In the system, a movable node converging device is adopted. In the remote processing device, the data collected by the data collection device are analyzed, and the growth of the crops is found. When the environment is abnormal, the control node converging device can be moved to the corresponding area for the location of the environment abnormity, and the camera and the sensor on the node converging device can be used to collect the image information of the current region and the other growth environment data of the crops to obtain more accurate and full surface data so as to facilitate the growth ring of the crops. A more comprehensive and detailed data analysis is carried out.

【技术实现步骤摘要】
一种基于传感器网络的农作物生长环境监测系统
本技术涉及环境监测
，尤其涉及一种基于传感器网络的农作物生长环境监测系统。
技术介绍
当今我国正在大力推进农业信息化建设，而农业的信息化就是指采用新的技术方法，以较低的成本，实现农业信息的采集、传输、处理和农业管理决策，通过这种方式对传统农业生产进行改造和升级，以达到科学农业管理、农业丰产丰收的目的。这对于现代农业信息化和农业的持续发展具有重要意义。在实现具有信息化、现代化和产业化农业这一目标时，实现农业生产的信息化是其中关键的一步，即采用低成本的信息采集设备，以高效地实现农业信息采集，获得农业生产过程中关键的环境信息和知识。农业环境信息包括空气温湿度、土壤温湿度、土壤酸碱度、太阳光照度、空气中二氧化碳浓度等。这些信息为科学的农业管理提供原始、可靠的信息支持，而实际农业信息参数众多，在采集过程中要兼顾采集时同步性、实时性和分布特性，以及可能存在的噪声、异常值等问题，这些挑战给实现农业管理信息化带来了现实挑战。在实现农业信息采集时，可以采用有线的通信方法和无线的通信方式。其中有线的通信方式在早期应用较多，然而存在着成本高、部署繁琐和维护性差等问题。而随着无线通信技术的发展，农业信息采集系统逐步采用无线通信的方式，然而有些无线通信技术本身的特点，导致了系统也存在一些问题。例如为了采集更多全面的数据，农业信息采集系统的各个位置的各类型传感器同时分别采集各个位置的数据，这些传感器数量多，因此能量消耗大、维持成本高，这些因素极大地限制了农业环境监测系统在生产实际中的推广及其应用。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对上述的现有基于传感器网络的农作物生长环境监测系统的各个位置的各类型传感器同时分别采集各个位置的数据，这些传感器数量多，因此能量消耗大、维持成本高，这些因素极大地限制了农业环境监测系统在生产实际中的推广及其应用的技术缺陷，提供了一种基于传感器网络的农作物生长环境监测系统及方法。根据本技术的其中一方面，本技术为解决其技术问题，提供了一种基于传感器网络的农作物生长环境监测系统，包括数据采集装置、节点汇聚装置及远程处理装置；其中，各数据采集装置均包括用于采集农作物生长环境的传感器、位置定位模块以及将位置定位模块采集的位置信息以及与各个位置信息对应的传感器采集的数据发送至节点汇聚装置的本地无线发射模块以及控制模块，各所述传感器、所述位置定位模块以及所述本地无线发射模块分别连接并受控于所述控制模块进行工作；节点汇聚装置具有位置定位单元、运动装置、用于接收各个本地无线发射模块发送的数据的本地无线接收模块、用于采集农作物生长环境的且与数据采集装置的传感器采集数据类型不同的传感器、用于将各数据采集装置与节点汇聚装置所采集的数据发送至远程处理装置以及用于接收远程处理装置发送来的位置信息的远程通信模块以及用于根据所述位置定位单元所定位的位置信息控制所述运动装置使得节点汇聚装置运动至远程处理装置发送来的位置信息所对应的位置进行数据采集的数据处理模块；所述远程处理装置具有用于对各数据采集装置的传感器采集的数据进行分析，在分析得到农作物生长环境处于异常状态时，控制所述远程处理装置将农作物生长环境处于异常状态的数据对应的位置信息传送至节点汇聚装置的处理器。在本技术的农作物生长环境监测系统中，节点汇聚装置还具有进行图像采集的图像采集单元。在本技术的农作物生长环境监测系统中，图像采集单元以及远程通信单元通过树莓派开发板实现。在本技术的农作物生长环境监测系统中，数据采集装置所具有的传感器包括土壤温度湿度传感器、土壤酸碱度传感器及光照传感器。在本技术的农作物生长环境监测系统中，节点汇聚装置所具有的传感器包括空气湿度温度传感器、二氧化碳浓度传感器。在本技术的农作物生长环境监测系统中，本地无线发射模块为Zigbee通信模块，所述本地无线接收模块为ZigBee协调器。在本技术的农作物生长环境监测系统中，数据处理模块为STM32主控模块。在本技术的农作物生长环境监测系统中，远程通信模块为WiFi通信模块、3G通信模块、4G通信模块及5G通信模块中的任意一种。在本技术的农作物生长环境监测系统中，远程处理装置为手机和/或电脑。根据本技术的另一方面，本技术为解决其技术问题，还提供了一种基于传感器网络的农作物生长环境监测方法，包含如下步骤：各数据采集装置的传感器采集对应位置的农作物生长环境，各数据采集装置的位置定位模块采集自身的位置信息；各数据采集装置的本地无线发射模块分别将位置定位模块采集的位置信息以及与各个位置信息对应的传感器采集的数据发送至节点汇聚装置；节点汇聚装置的本地无线接收模块接收各个本地无线发射模块发送的数据；节点汇聚装置的远程通信模块将各数据采集装置所采集的数据发送至远程处理装置；远程处理装置的处理器对各数据采集装置的传感器采集的数据进行分析，在分析得到农作物生长环境处于异常状态时，控制远程处理装置将农作物生长环境处于异常状态的数据对应的位置信息传送至节点汇聚装置；节点汇聚装置的远程通信模块接收远程处理装置发送来的位置信息；节点汇聚装置的数据处理模块根据所述位置定位单元所定位的位置信息控制所述运动装置使得节点汇聚装置运动至远程处理装置发送来的位置信息所对应的位置进行数据采集；节点汇聚装置的远程通信模块将节点汇聚装置采集的数据也发送至远程处理装置。实施本技术的基于传感器网络的农作物生长环境监测系统及方法，对农作物生长环境进行远程监测，系统中采用了一个可移动的节点汇聚装置，在远程处理装置中，根据各数据采集装置采集的数据进行分析，发现农作物生长环境异常时，可以针对环境异常的位置，控制节点汇聚装置移动到相应区域，利用节点汇聚装置上的摄像头以及传感器采集当前区域的图像信息以及其他的农作物生长环境数据，获取更准确、全面的数据，便于对农作物生长环境进行更全面、详细的数据分析。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术的基于传感器网络的农作物生长环境监测系统的组成示意图；图2是本技术的基于传感器网络的农作物生长环境监测系统的数据采集装置的一实施例的组成示意图；图3是本技术的基于传感器网络的本技术的农作物生长环境监测系统的节点汇聚装置的一实施例的组成示意图；图4是本技术的本技术的基于传感器网络的农作物生长环境监测系统的远程处理装置的一实施例的组成示意图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。请参阅图1，本技术提供了一种基于传感器网络的农作物生长环境监测系统，包括数据采集装置1、节点汇聚装置2及远程处理装置3。数据采集装置1的数量为多个，分别固定安装在不同的位置，以分别对不同位置的农作物的生长环境进行数据采集，本实施例中数据采集装置1被分别标记为A～N。节点汇聚装置2的数量小于数据采集装置1，本实施例中节点汇聚装置2的数量为1，节点汇聚装置2分别与各个数据采集装置1无线通信连接，形成节点汇聚装置2与各个数据采集装置1之间的本地无线通信网络。节点汇聚装置2还与远程处理装置3进行无线通信连接，节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于传感器网络的农作物生长环境监测系统，其特征在于，包括数据采集装置、节点汇聚装置及远程处理装置；其中，各数据采集装置均包括用于采集农作物生长环境的传感器、位置定位模块以及将位置定位模块采集的位置信息以及与各个位置信息对应的传感器采集的数据发送至节点汇聚装置的本地无线发射模块以及控制模块，各所述传感器、所述位置定位模块以及所述本地无线发射模块分别连接并受控于所述控制模块进行工作；节点汇聚装置具有位置定位单元、运动装置、用于接收各个本地无线发射模块发送的数据的本地无线接收模块、用于采集农作物生长环境的且与数据采集装置的传感器采集数据类型不同的传感器、用于将各数据采集装置与节点汇聚装置所采集的数据发送至远程处理装置以及用于接收远程处理装置发送来的位置信息的远程通信模块以及用于根据所述位置定位单元所定位的位置信息控制所述运动装置使得节点汇聚装置运动至远程处理装置发送来的位置信息所对应的位置进行数据采集的数据处理模块；所述远程处理装置具有用于对各数据采集装置的传感器采集的数据进行分析，在分析得到农作物生长环境处于异常状态时，控制所述远程处理装置将农作物生长环境处于异常状态的数据对应的位置信息传送至节点汇聚装置的处理器。...

【技术特征摘要】
1.一种基于传感器网络的农作物生长环境监测系统，其特征在于，包括数据采集装置、节点汇聚装置及远程处理装置；其中，各数据采集装置均包括用于采集农作物生长环境的传感器、位置定位模块以及将位置定位模块采集的位置信息以及与各个位置信息对应的传感器采集的数据发送至节点汇聚装置的本地无线发射模块以及控制模块，各所述传感器、所述位置定位模块以及所述本地无线发射模块分别连接并受控于所述控制模块进行工作；节点汇聚装置具有位置定位单元、运动装置、用于接收各个本地无线发射模块发送的数据的本地无线接收模块、用于采集农作物生长环境的且与数据采集装置的传感器采集数据类型不同的传感器、用于将各数据采集装置与节点汇聚装置所采集的数据发送至远程处理装置以及用于接收远程处理装置发送来的位置信息的远程通信模块以及用于根据所述位置定位单元所定位的位置信息控制所述运动装置使得节点汇聚装置运动至远程处理装置发送来的位置信息所对应的位置进行数据采集的数据处理模块；所述远程处理装置具有用于对各数据采集装置的传感器采集的数据进行分析，在分析得到农作物生长环境处于异常状态时，控制所述远程处理装置将农作物生长环境处于异常状态的数据对应的位置信息传送至节...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，谭联涛，陈珺，陈振兴，匡曙龙，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：湖北,42