一种基于NB-IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统技术方案

针对现有技术中农业大棚数据采集功耗大的问题，本实用新型专利技术提供一种基于NB‑IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统，其特征在于：包括传感器组件、数据采集模块、用于接收数据采集模块采集数据的NB‑IoT无线通讯模块I、与NB‑IoT无线通讯模块I连接的用于进行数据接收的云端处理器、与云端处理器连接的用于接收云端处理器所发出指令的NB‑IoT无线通讯模块II、反馈模块、反馈执行机构、还包括显示器。本实用新型专利技术结构简单，使用方便，整个系统的自动化程度较高，覆盖面积更大，功耗更低，且自动化程度高，且控制精确度高，适宜在该领域内的进一步推广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于NB-IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统
本技术涉及农业大棚信息采集分析处理领域，具体涉及一种基于NB-IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统。
技术介绍
目前市场上常见的农业大棚用数据采集处理系统偏向单一化，采集的作物信息较为简单，因此在使用数据对作物生长环境进行控制的时候无法全面照顾，导致系统整体的工作效率较低。且由于大棚环境较为复杂，一般均为野外，会出现网络覆盖不全面，传输设备不稳定，功耗大，更换不便等问题。另外，普通农业大棚应对突发恶劣天气如暴雨、冰雹等，采用人工处理的方法，效率比较低下，可能会造成不可挽回的损失。
技术实现思路
针对现有技术中农业大棚数据采集中存在工作效率低、传输不稳定、功耗大的问题，本技术提供一种基于NB-IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统，其结构简单，对比现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步。所述的一种基于NB-IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统，其技术方案是：包括用于检测大棚内实时数据的传感器组件、用于采集传感器组件数据的数据采集模块、用于接收数据采集模块采集数据的NB-IoT无线通讯模块I、与NB-IoT无线通讯模块I连接的用于进行数据接收的云端处理器、与云端处理器连接的用于接收云端处理器所发出指令的NB-IoT无线通讯模块II、与NB-IoT无线通讯模块II连接的用于接收NB-IoT无线通讯模块II传送指令的反馈模块、与反馈模块连接的用于将大棚内环境数据向该作物适合生长的环境数据进行趋近的反馈执行机构、还包括输入端与数据采集模块连接的用于显示大棚内实时数据的显示器；所述的云端处理器内部存储有不同作物在不同生长阶段的适合生长的环境数据并将数据采集模块采集的数据与该作物适合生长的环境数据进行对比并向NB-IoT无线通讯模块II发出指令。进一步的，所述的传感器组件包括等间隔设置在大棚内土地内的多个土壤湿度传感器、等间隔设置在大棚顶部的多个空气湿度传感器和空气温度传感器和对称设置在大棚内的光照强度传感器。进一步的，所述的反馈执行机构包括用于干燥大棚内土地的风机、用于提升/降低大棚外侧挡帘以改变大棚内光线强度的卷帘机以及用于增湿大棚内土地的水泵；其中，所述的风机、卷帘机以及水泵的电源可控的电连接至反馈模块的输出端。进一步的，所述的一种基于NB-IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统，还包括冰雹应急处理系统，该冰雹应急处理系统包括设置于大棚外侧的冰雹感知装置、输入端连接冰雹感知装置输出端的数据采集模块、输入端连接数据采集模块输出端的NB-IoT无线通讯模块I、输入端连接NB-IoT无线通讯模块I输出端的NB-IoT无线通讯模块II、输入端与NB-IoT无线通讯模块II输出端连接的反馈模块以及与反馈模块连接的用于放下大棚外侧挡帘的卷帘机；其中，所述的冰雹感知装置包括筒形的一端设置有筒底另一端为敞口的壳体、设置在壳体侧壁上的用于检测是否是冰雹的红外线传感器、设置在壳体敞口端的易破的PVC薄膜、以及用于将PVC薄膜沿壳体侧壁绷紧在壳体敞口端的固定套；其中，所述的壳体底部可拆卸设置在大棚支架上用于接收下落冰雹。再进一步的，所述的壳体从大棚支架连接的底部到顶部为直径逐渐减小的锥形壳体；固定套的外圈为圆形内圈为锥形的圆环；所述的壳体的外表面上设置有若干均布的凹槽；所述的固定套的外圈为圆形内圈设置有配合凹槽的用于压紧PVC薄膜的凸起。优选的，所述的固定套内圈的锥度小于壳体的外表面的锥度。本技术的有益效果是：本技术中采用两个NB-IoT无线通讯模块，不同通信模块可以根据实际情况采取带内、保护带或独立载波三种部署方式，与现有网络共存，降低架构难度；同时，大棚往往建设在荒郊野外，网络覆盖能力有限，以往设备可能存在信号不强或受干扰出现采集盲区或一段时间内脱机，使用两个NB-IoT无线通讯模块提高了覆盖能力，确保设备不脱机。而且对于大棚这种不能经常更换电池的场合，其各类传感监测设备不可能像智能手机一天一充电，长达几年的电池使用寿命是最本质的需求。NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。总之，本技术结构简单，使用方便，整个系统的自动化程度较高，覆盖面积更大，功耗更低，有效延长设备寿命，同时本技术对未来农业大数据的采集及处理也做出有意的探索，在农业信息化的发展趋势下，自动化程度高，且控制精确度高，适宜在该领域内的进一步推广。附图说明图1为本技术的原理框图。图2为冰雹感知装置的结构示意图。其中，1.数据采集模块；2.NB-IoT无线通讯模块I；3.云端处理器；4.显示器；5.NB-IoT无线通讯模块II；6.反馈执行机构；7.传感器组件；8.反馈模块；9.冰雹；601.风机；602.卷帘机；603.水泵；701.土壤湿度传感器；702.空气湿度传感器；703.空气温度传感器；704.光照强度传感器；705.冰雹感知装置；7051.大棚支架；7052.壳体；7053.红外线传感器；7054.PVC薄膜；7055.固定套；7052A.凹槽；7055A.凸起。具体实施方式下面结合附图对本技术进行进一步的说明。如图1，所述的一种基于NB-IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统，其技术方案是：包括用于检测大棚内实时数据的传感器组件7、用于采集传感器组件7数据的数据采集模块1、用于接收数据采集模块1采集数据的NB-IoT无线通讯模块I2、与NB-IoT无线通讯模块I2连接的用于进行数据接收的云端处理器3、与云端处理器3连接的用于接收云端处理器3所发出指令的NB-IoT无线通讯模块II5、与NB-IoT无线通讯模块II5连接的用于接收NB-IoT无线通讯模块II5传送指令的反馈模块8、与反馈模块8连接的用于将大棚内环境数据向该作物适合生长的环境数据进行趋近的反馈执行机构6、还包括输入端与数据采集模块1连接的用于显示大棚内实时数据的显示器4；所述的云端处理器3内部存储有不同作物在不同生长阶段的适合生长的环境数据并将数据采集模块1采集的数据与该作物适合生长的环境数据进行对比并向NB-IoT无线通讯模块II5发出指令。需要明确的是：传感器组件7中的各个传感器单独运行，互不干扰，将采集到的数据上传至数据采集模块1，数据采集模块1会对传感器组件7中每种传感器采集到的数据进行算法计算，剔除偏差求得均量后显示在显示器4上，并将数据通过NB-IoT无线通讯模块I2发送至云端处理器3。云端处理器3接收到数据后会根据其内部存储的该作物适合生长的环境数据进行对比，判别其条件是否适宜，对比处理后将反馈指令通过NB-IoT无线通讯模块II5发送至反馈执行机构6。需要明确的是：云端处理器3的输入端和输出端分别连接了NB-IoT无线通讯模块I2和NB-IoT无线通讯模块II5其优点是：采用两个NB-IoT无线通讯模块，不同通信模块可以根据实际情况采取带内、保护带或独立载波三种部署方式，与现有网络共存，降低架构难度；同时，大棚往往建设在荒郊野外，网络覆盖能力有限，以往设备可能存在信号不强或受干扰出现采集盲区或一段时间内脱机，使用两个NB-IoT无线通讯模块提高了覆盖能力，确保设备不脱机。而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于NB‑IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统，其特征在于：包括用于检测大棚内实时数据的传感器组件（7）、用于采集传感器组件（7）数据的数据采集模块（1）、用于接收数据采集模块（1）采集数据的NB‑IoT无线通讯模块I（2）、与NB‑IoT无线通讯模块I（2）连接的用于进行数据接收的云端处理器（3）、与云端处理器（3）连接的用于接收云端处理器（3）所发出指令的NB‑IoT无线通讯模块II（5）、与NB‑IoT无线通讯模块II（5）连接的用于接收NB‑IoT无线通讯模块II（5）传送指令的反馈模块（8）、与反馈模块（8）连接的用于将大棚内环境数据向作物适合生长的环境数据进行趋近的反馈执行机构（6）、还包括输入端与数据采集模块（1）连接的用于显示大棚内实时数据的显示器（4）。

【技术特征摘要】
1.一种基于NB-IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统，其特征在于：包括用于检测大棚内实时数据的传感器组件（7）、用于采集传感器组件（7）数据的数据采集模块（1）、用于接收数据采集模块（1）采集数据的NB-IoT无线通讯模块I（2）、与NB-IoT无线通讯模块I（2）连接的用于进行数据接收的云端处理器（3）、与云端处理器（3）连接的用于接收云端处理器（3）所发出指令的NB-IoT无线通讯模块II（5）、与NB-IoT无线通讯模块II（5）连接的用于接收NB-IoT无线通讯模块II（5）传送指令的反馈模块（8）、与反馈模块（8）连接的用于将大棚内环境数据向作物适合生长的环境数据进行趋近的反馈执行机构（6）、还包括输入端与数据采集模块（1）连接的用于显示大棚内实时数据的显示器（4）。2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统，其特征在于：所述的传感器组件（7）包括等间隔设置在大棚内土地内的多个土壤湿度传感器（701）、等间隔设置在大棚顶部的多个空气湿度传感器（702）和空气温度传感器（703）和对称设置在大棚内的光照强度传感器（704）。3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统，其特征在于：所述的反馈执行机构（6）包括用于干燥大棚内土地的风机（601）、用于提升/降低大棚外侧挡帘以改变大棚内光线强度的卷帘机（602）以及用于增湿大棚内土地的水泵（603）；其中，所述的风机（601）、卷帘机（602）以及水泵（603）的电源可控的电连接至反馈模块（8）的输出端。4.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT无线通讯的大棚用数据采集及处理系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，向阳，王景林，陶锋，马淏，沈子建，许昊，林垚森，刘清，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：新型
国别省市：河南,41