基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统及方法技术方案

本发明专利技术属于数据监测技术领域，公开了一种基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统及方法，传感器与LORA数据采集终端连接，LORA数据采集终端通过LORA无线与LORA网关连接，LORA网关通过有线或者无线与数据平台连接。数据平台与应用平台连接，摄像头、机电设备与LORA数据采集终端连接，外部继电器、风机和水闸、视频设备与LORA网关连接。本发明专利技术与数据平台进行通讯，实现低费用、低功耗、高可靠性的智慧果园系统解决方案。对提供猕猴桃果园进行灌溉、施肥等决策支持，实现机器智能化；远程操控生产过程，定点操作，为种植人员提供一套科学系统精确的农业智能化生产控制系统。

【技术实现步骤摘要】
基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统及方法
本专利技术属于数据监测
，尤其涉及一种基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统及方法。
技术介绍
传统种植业的生产过程需要种植人员的全程看护，并依赖管理人员的种植经验对农作物的不同生长状况采取浇水施肥除草驱虫等措施，但存在因技术不达标而出现水肥药利用率不高的现象，造成资源的浪费，更有甚者，还会导致作物食品安全性不达标而对公民人身健康造成损害。近年来，雾霾肆虐、河流被污染、我国80％的土地有不同程度的污染，资源和生态环境已经触到红线，面对恶劣的种植环境，仅凭管理人员的传统种植经验已经无法应对。农产品市场交易中的信息不对称现象十分明显，直接导致了农产品种类的种植面积、产量与价格剧烈波动，导致农产品丰产不丰收目前，现有的智慧果园系统多采用GPRS作为通讯网络，存在的问题有：GPRS依赖于运营商建立的蜂窝网络通讯基站，采用GPRS作为通讯网络会产生长期的通讯费用和运营费用，导致系统维护成本高，不适合长期使用；采用GPRS作为通讯网络，数据采集成功率不高，数据堵塞较严重。LoRa通讯技术与其他技术相比的优势在于其分辨率高，网络可靠性强，功耗极低；LoRa网络架构是星形拓补网络，即每个终端节点和网关可以直接进行信息互通，不但减少了网络运行的复杂程度，而且有效的降低了功耗；采用LoRa通讯技术大大降低了系统的使用和维护成本，同时实现了远距离、高稳定性的多平台控制。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统，所述基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统包括：LORA数据采集终端，与传感器连接，用于实现LORA通讯，与网关实现数据交互；实现LORA节点模式，跟LORA网关3或LORA中继通讯实现数据采集功能；实现LORA中继模式；实现低功耗控制功能，根据预设开启对传感器的供电与数据采集；LORA网关，与通过LORA无线与LORA数据采集终端连接，用于实现LORA通讯，采用网关模式，与LORA节点或LORA中继通讯；提供LAN或4G通讯技术与远程的数据平台进行通讯；提供继电器输出端子或通过串口、以太网输出控制外部继电器，控制现场控制设备运行；提供以太网接口及wifiAP功能，接入视频监控设备。数据平台，通过有线或者无线与LORA网关连接，用于提供LORA设备通讯能力，进行数据收集与命令输出；管理前端的LORA设备或网关；提供视频查看功能；提供各个大棚的数据信息展示与报警数据浏览。进一步，所述基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统还包括：应用平台、摄像头、机电设备、外部继电器、风机和水闸、视频设备；数据平台与应用平台连接，摄像头、机电设备与LORA数据采集终端连接，外部继电器、风机和水闸、视频设备与LORA网关连接。进一步，所述LORA数据采集终端包括：LORA模组、CPU、一次性电池；一次性电池与LORA模组、CPU和传感器连接；传感器与CPU连接，CPU与LORA模组连接。进一步，所述LORA网关包括：网关主控、RJ45、内置继电器、RS485和RS232、AI/DI、4G模块、WIFI模组、网关LORA模组；网关主控分别与RJ45、内置继电器、RS485和RS232、AI/DI、4G模块、WIFI模组、网关LORA模组连接。进一步，所述RJ45与视频设备连接；RJ45与数据平台有线连接，4G模组、WIFI模组分别与数据平台无线连接；内置继电器与风机/水闸连接。进一步，串口为RS485和RS232，RS485和RS232通过外部继电器与风机/水闸连接；AI/DI为AI/DI输入模块，用于连接传感器。进一步，所述基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统还包括：园区规划模块、果树档案模块、精准种植模块；园区规划模块，用于实现用户选定猕猴桃园区的种植区域后，将猕猴桃的基本信息上传至智慧果园系统；园区环境信息采集模块包括温湿度传感器、温度传感器、空气质量传感器、土壤温湿度传感器、二氧化碳传感器等，将采集的实时信息传递给园区规划模块；农业市场信息收集模块将收集到的历年果树相关信息市场供需等信息传递给园区规划模块；园区规划模块将获取的园区信息和猕猴桃树市场信息结合，进行园区科学规划，提供合理果树选配方案；果树档案模块，用于为每棵猕猴桃树构建生长模型、创立健康档案，记录猕猴桃树的种植位置、品种、树龄、树高、生长状况、历年产量、历年经济效益数据；将实时检测每棵果树的生长状况，提供科学系统区别化的种植指导；在猕猴桃树的生命周期内，从定植开始根据猕猴桃树品种、果园的环境数据提供技术操作指导；根据图像采集技术监控猕猴桃树健康状况和枝芽生长状况，结合树龄和所处年周期时期进行整形修剪指导，判断需要剪除和保留的枝芽；对处于成龄期的猕猴桃树每年进行经济效益评估，当经济效益达不到预判标准或者投入产出不相符时，系统提示替换果树指导生态轮作，对经济效益良好的果树指导进行成龄树的修剪工作；果树档案模块，每年根据气象信息，果树的健康状况和生长环境数据，指导种植人员进行相应的农事操作，提供科学智能化决策指导，实现精准种植、智慧种植；对每棵果树进行实时的产量预估，在每次进行相关的农事操作后可以预估此操作对果树的产量影响；每年春季3月下旬至4月上旬，果树档案模块根据近期气象数据和该果树的生长现状对用户提供灌水耙地锄草指导意见，用户同意并执行该操作后，由精准种植模块远程控制指定设备；5月份根据图像采集技术了解当前果树的树枝发芽现状，结合树龄，指导用户进行枝芽的选留和增设所需支撑拱，并根据每棵果树的实际生长状况施相应配比的促枝肥；6月份猕猴桃树进入发芽期，根据果树的枝芽生长状况进行剪枝工作指导，并利用精准种植管理系统远程控制智能除草机器人除草和水肥一体化智能灌溉系统使用促花肥；猕猴桃树的开花期是白粉病病虫害的高发季节，根据果树生长现状进行病虫害防治工作，针对性的对每棵树施加不同的肥料，并对树龄在2～3年的猕猴桃树执行追肥操作；果树进入结果期，自动提示对果树施叶面肥，对2～3年果树追肥，针对每棵果树现有的生长状况和所处的年周期选择不同的施肥操作和水肥配比；果树进入休眠期后，根据果树树龄提示灌水操作时机及频率，对1～3年树进行少量灌水，4年以上树龄的果树进行6～7次灌水，成龄树进行5～6次灌水；根据气象数据判断封园时机，并指导科学手段进行封园，如使用石硫合剂清园降低越冬害虫虫卵及病菌；等待第二年重新开园，再进行新一年的猕猴桃种植指导；精准种植模块，用于远程管理果园的智能设备对目标果树进行指定农事操作；水肥一体化智能灌溉设备根据果树健康档案提供的水肥决策指导，由用户在智慧果园系统上选择相应的方案并执行，水肥一体化智能灌溉系统可以选择不同的肥料种类，并进行相应的水肥配比，远程控制指定的设备对目标果树进行操作实现精准科学种植管理；无人机施肥在用户设置肥料种类和水肥配比后，指定无人机设备智本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统，其特征在于，所述基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统包括：/nLORA数据采集终端，与传感器连接，用于实现LORA通讯，与网关实现数据交互；实现LORA节点模式，跟LORA网关3或LORA中继通讯实现数据采集功能；实现LORA中继模式；实现低功耗控制功能，根据预设开启对传感器的供电与数据采集；/nLORA网关，与通过LORA无线与LORA数据采集终端连接，用于实现LORA通讯，采用网关模式，与LORA节点或LORA中继通讯；提供LAN或4G通讯技术与远程的数据平台进行通讯；提供继电器输出端子或通过串口、以太网输出控制外部继电器，控制现场控制设备运行；提供以太网接口及wifiAP功能，接入视频监控设备；/n数据平台，通过有线或者无线与LORA网关连接，用于提供LORA设备通讯能力，进行数据收集与命令输出；管理前端的LORA设备或网关；提供视频查看功能；提供各个大棚的数据信息展示与报警数据浏览。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统，其特征在于，所述基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统包括：
LORA数据采集终端，与传感器连接，用于实现LORA通讯，与网关实现数据交互；实现LORA节点模式，跟LORA网关3或LORA中继通讯实现数据采集功能；实现LORA中继模式；实现低功耗控制功能，根据预设开启对传感器的供电与数据采集；
LORA网关，与通过LORA无线与LORA数据采集终端连接，用于实现LORA通讯，采用网关模式，与LORA节点或LORA中继通讯；提供LAN或4G通讯技术与远程的数据平台进行通讯；提供继电器输出端子或通过串口、以太网输出控制外部继电器，控制现场控制设备运行；提供以太网接口及wifiAP功能，接入视频监控设备；
数据平台，通过有线或者无线与LORA网关连接，用于提供LORA设备通讯能力，进行数据收集与命令输出；管理前端的LORA设备或网关；提供视频查看功能；提供各个大棚的数据信息展示与报警数据浏览。


2.如权利要求1所述的基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统，其特征在于，所述基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统还包括：应用平台、摄像头、机电设备、外部继电器、风机和水闸、视频设备；
数据平台与应用平台连接，摄像头、机电设备与LORA数据采集终端连接，外部继电器、风机和水闸、视频设备与LORA网关连接。


3.如权利要求1所述的基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统，其特征在于，所述LORA数据采集终端包括：LORA模组、CPU、一次性电池；
一次性电池与LORA模组、CPU和传感器连接；传感器与CPU连接，CPU与LORA模组连接。


4.如权利要求1所述的基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统，其特征在于，所述LORA网关包括：网关主控、RJ45、内置继电器、RS485和RS232、AI/DI、4G模块、WIFI模组、网关LORA模组；
网关主控分别与RJ45、内置继电器、RS485和RS232、AI/DI、4G模块、WIFI模组、网关LORA模组连接。


5.如权利要求4所述的基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统，其特征在于，所述RJ45与视频设备连接；
RJ45与数据平台有线连接，4G模组、WIFI模组分别与数据平台无线连接；
内置继电器与风机/水闸连接。


6.如权利要求4所述的基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统，其特征在于，串口为RS485和RS232，RS485和RS232通过外部继电器与风机/水闸连接；
AI/DI为AI/DI输入模块，用于连接传感器。


7.如权利要求1所述的基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统，其特征在于，所述基于LORA通讯的智慧果园信息控制系统还包括：园区规划模块、果树档案模块、精准种植模块；
园区规划模块，用于实现用户选定猕猴桃园区的种植区域后，将猕猴桃的基本信息上传至智慧果园系统；园区环境信息采集模块包括温湿度传感器、温度传感器、空气质量传感器、土壤温湿度传感器、二氧化碳传感器等，将采集的实时信息传递给园区规划模块；农业市场信息收集模块将收集到的历年果树相关信息市场供需等信息传递给园区规划模块；园区规划模块将获取的园区信息和猕猴桃树市场信息结合，进行园区科学规划，提供合理果树选配方案；
果树档案模块，用于为每棵猕猴桃树构建生长模型、创立健康档案，记录猕猴桃树的种植位置、品种、树龄、树高、生长状况、历年产量、历年经济效益数据；将实时检测每棵果树的生长状况，提供科学系统区别化的种植指导；在猕猴桃树的生命周期内，从定植开始根据猕猴桃树品种、果园的环境数据提供技术操作指导；根据图像采集技术监控猕猴桃树健康状况和枝芽生长状况，结合树龄和所处年周期时期进行整形修剪指导，判断需要剪除和保留的枝芽；对处于成龄期的猕猴桃树每年进行经济效益评估，当经济效益达不到预判标准或者投入产出不相符时，系统提示替换果树指导生态轮作，对经济效益良好的果树指导进行成龄树的修剪工作；果树档案模块，每年根据气象信息，果树的健康状况和生长环境数据，指导种植人员进行相应的农事操作，提供科学智能化决策指导，实现精准种植、智慧种植；对每棵果树进行实时的产量预估，在每次进行相关的农事操作后可以预估此操作对果树的产量影响；每年春季3月下旬至4月上旬，果树档案模块根据近期气象数据和该果树的生长现状对用户提供灌水耙地锄草指导意见，用户同意并执行该操作后，由精准种植模块远程控制指定设备；5月份根据图像采集技术了解当前果树的树枝发芽现状，结合树龄，指导用户进行枝芽的选留和增设所需支撑拱，并根据每棵果树的实际生长状况施相应配比的促枝肥；6月份猕猴桃树进入发芽期，根据果树的枝芽生长状况进行剪枝工作指导，并利用精准种植管理系统远程控制智能除草机器人除草和水肥一体化智能灌溉系统使用促花肥；猕猴桃树的开花期是白粉病病虫害的高发季节，根据果树生长现状进行病虫害防治工作，针对性的对每棵树施加不同的肥料，并对树龄在2～3年的猕猴桃树执行追肥操作；果树进入结果期，自动提示对果...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚炳万，邵琴，孔江坤，李瑞洋，曹闯乐，任锦芬，安琪，张婷，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61