一种用于农业物联网无线组网的通信系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于农业物联网无线组网的通信系统及方法，其中涉及的一种用于农业物联网无线组网的通信系统，包括：终端节点、网关节点、云平台；所述终端节点，用于获取与农业相关的数据信息，并将所述获取到的数据信息发送至网关节点；所述网关节点，与数个终端节点通信连接，用于接收终端节点发送的数据信息，并将所述数据信息发送至云平台；所述云平台，与数个网关节点通信连接，用于接收网关节点发送的数据信息，并存储接收到的数据信息。本发明专利技术中终端节点与网关节点之间能够进行双向通信，网关节点与云平台之间能够进行双向通信，能够将终端采集到的数据准确、及时地传送到云端，方便农业工作者远程获取农业信息。

【技术实现步骤摘要】
一种用于农业物联网无线组网的通信系统及方法
本专利技术涉及农业信息
，尤其涉及一种用于农业物联网无线组网的通信系统及方法。
技术介绍
农业物联网的构建对于准确、及时、快速地采集田间信息，减少农业生产过程中的人力投入具有实际意义。农业物联网成为研究和发展的热点，但由于农业环境的特殊性，尤其是网络资源的相对匮乏，使得农业物联网的发展受到限制。目前的农业物联网依旧存在架构不合理、规模小、管理不方便、通信效率低等一系列问题。在架构设计上，现在的农业物联网多进行小范围组网和管控，不能与云端形成良好的对接，不利于大规模投入使用和管理，也不利于海量数据的存储与利用；在通信方式的选择上，多采用Zigbee、Lora、GPRS等方式，虽然满足了低功耗的要求，但在距离或数据传输速度上存在局限性，实时性低，速度慢；在通信协议方面，虽然有MQTT、CoAP等轻量级的物联网协议可供选择，但在使用时，依旧存在灵活性低或不适用的情况。因此，本专利技术提出一种用于农业物联网无线组网的通信系统及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种用于农业物联网无线组网的通信系统及方法。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于农业物联网无线组网的通信系统，包括：终端节点、网关节点、云平台；所述终端节点，用于获取与农业相关的数据信息，并将所述获取到的数据信息发送至网关节点；所述网关节点，与数个终端节点通信连接，用于接收终端节点发送的数据信息，并将所述数据信息发送至云平台；所述云平台，与数个网关节点通信连接，用于接收网关节点发送的数据信息，并存储接收到的数据信息。进一步的，所述云平台，还用于向网关节点发送数据请求；所述网关节点，还用于接收云平台发送的数据请求，并将所述数据请求发送至终端节点；所述终端节点，还用于接收网关节点发送的数据请求，并对所述数据请求进行处理。进一步的，所述网关节点与数个终端节点进行通信是通过WIFI建立第一TCP通信协议，所述第一TCP通信协议的报文格式按顺序依次包括固定报头、可变报头、有效载荷；固定报头占1个字节，其中7-4位表示报文类型，报文类型包括请求CALL和响应REPLY两种；3-0位表示报文标志，报文标志包括请求CALL类型的心跳请求PINGCALL和数据请求DATACALL、响应REPLY类型的心跳响应PONGREPLY和数据发送DATASEND；可变报头占1个字节，表示终端节点号TID；当报文标志为数据请求DATACALL、心跳响应PONGREPLY和数据发送DATASEND时，协议报文中包含可变报头；当报文标志是心跳请求PINGCALL时，协议报文中不包括可变报头；当TCP通信协议的报文标志为数据发送DATASEND时，协议报文包括有效载荷，有效载荷包含一条或多条记录，一条记录包括剩余标志位、数据类型、数据长度、有效数据，剩余标志位和数据类型合占1个字节，7位表示剩余标志位，代表接下来是否还有下一条记录，6-0位表示数据类型，数据长度占4个字节，表示有效数据的长度，有效数据表示实际数据，是与数据类型对应的具体数据。进一步的，所述云平台与数个网关节点进行通信是通过通信网络建立的第二TCP通信协议，所述第二TCP通信协议的报文格式按顺序依次是固定报头、可变报头、有效载荷；固定报头占2个字节，其中第1字节的7-4位表示报文类型，报文类型包括请求CALL和响应REPLY两种；第1字节的3-0位表示报文标志，报文标志包括请求CALL类型的连接请求CONCALL、断连请求DISCONCALL、心跳请求PINGCALL和数据请求DATACALL以及响应REPLY类型的连接响应CONREPLY、断连响应DISCONREPLY、心跳响应PONGREPLY、数据响应DATAREPLY和数据发送DATASEND；第2字节表示报文标识符XID；可变报头占1个字节，当报文标志为数据请求DATACALL和数据发送DATASEN)时，表示终端节点号TID；当报文标志为除数据发送DATASEND外的其他响应REPLY类报文标志时，表示响应状态，其中响应状态包括接受ACCEPT和拒绝DENY两种；当报文标志是连接请求CONCALL、断连请求DISCONCALL、心跳请求PINGCALL时，报文中不具有可变报头；当报文标志为数据发送DATASEND时，报文包含有效载荷，有效载荷包含一条或多条记录，一条记录包括剩余标志位、数据类型、数据长度、有效数据，剩余标志位和数据类型合占1个字节，7位表示剩余标志位，代表接下来是否还有下一条记录，6-0位表示数据类型，数据长度占4个字节，表示有效数据的长度，有效数据表示实际数据，是与数据类型对应的具体数据。进一步的，所述网关节点将数据请求发送至终端节点是通过广播形式进行发送的。进一步的，当网关节点对与网关节点相连的数个终端节点发出心跳请求时，与网关节点相连的所有的终端节点均做出心跳响应；当网关节点对与网关节点相连的数个终端节点发出数据请求时，与网关节点相连的所有终端节点根据报文中的终端节点号TID进行判断，若终端节点号与报文中的终端节点号TID一致，则终端节点执行所述数据请求数据。进一步的，所述云平台向网关节点发送数据请求后还包括：判断模块，用于判断在预设请求次数阈值是否接收到网关节点发送的响应数据，若否，则表示通信异常。相应的，还提供一种用于农业物联网无线组网的通信方法，包括步骤：S1.云平台向网关节点发送数据请求；S2.网关节点接收云平台发送的数据请求，并将所述数据请求发送至终端节点；S3.终端节点接收网关节点发送的数据请求，并对所述数据请求进行处理。进一步的，还包括步骤：S4.终端节点获取与农业相关的数据信息，并将所述获取到的数据信息发送至网关节点；S5.网关节点接收终端节点发送的数据信息，并将所述数据信息发送至云平台；S6.云平台接收网关节点发送的数据信息，并存储接收到的数据信息。进一步的，所述云平台向网关节点发送数据请求后还包括：判断在预设请求次数阈值是否接收到网关节点发送的响应数据，若否，则表示通信异常。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术中终端节点与网关节点之间能够进行双向通信，网关节点与云平台之间能够进行双向通信，能够将终端采集到的数据准确、及时地传送到云端，方便农业工作者远程获取农业信息。2.本专利技术中的通信协议具有轻量、可靠的特点，可以减少在数据传输过程中的网络开销，节约网络资源。3.本专利技术中终端节点与网关节点通过WIFI通信，网关节点与云平台之间通过4G及以上网络通信，结合本专利技术中所设计的通信协议，数据传输速度快，传输效率高，可以应用于数据传输量大、实时性要求高的农业物联网系统。附图说明图1是实施例一提供的一种用于农业物联网无线组网的通信系统结构图。具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于农业物联网无线组网的通信系统，其特征在于，包括：终端节点、网关节点、云平台；/n所述终端节点，用于获取与农业相关的数据信息，并将所述获取到的数据信息发送至网关节点；/n所述网关节点，与数个终端节点通信连接，用于接收终端节点发送的数据信息，并将所述数据信息发送至云平台；/n所述云平台，与数个网关节点通信连接，用于接收网关节点发送的数据信息，并存储接收到的数据信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于农业物联网无线组网的通信系统，其特征在于，包括：终端节点、网关节点、云平台；
所述终端节点，用于获取与农业相关的数据信息，并将所述获取到的数据信息发送至网关节点；
所述网关节点，与数个终端节点通信连接，用于接收终端节点发送的数据信息，并将所述数据信息发送至云平台；
所述云平台，与数个网关节点通信连接，用于接收网关节点发送的数据信息，并存储接收到的数据信息。


2.根据权利要求1所述的一种用于农业物联网无线组网的通信系统，其特征在于，所述云平台，还用于向网关节点发送数据请求；
所述网关节点，还用于接收云平台发送的数据请求，并将所述数据请求发送至终端节点；
所述终端节点，还用于接收网关节点发送的数据请求，并对所述数据请求进行处理。


3.根据权利要求2所述的一种用于农业物联网无线组网的通信系统，其特征在于，所述网关节点与数个终端节点进行通信是通过WIFI建立第一TCP通信协议，所述第一TCP通信协议的报文格式按顺序依次包括固定报头、可变报头、有效载荷；
固定报头占1个字节，其中7-4位表示报文类型，报文类型包括请求CALL和响应REPLY两种；3-0位表示报文标志，报文标志包括请求CALL类型的心跳请求PINGCALL和数据请求DATACALL、响应REPLY类型的心跳响应PONGREPLY和数据发送DATASEND；
可变报头占1个字节，表示终端节点号TID；当报文标志为数据请求DATACALL、心跳响应PONGREPLY和数据发送DATASEND时，协议报文中包含可变报头；当报文标志是心跳请求PINGCALL时，协议报文中不包括可变报头；
当TCP通信协议的报文标志为数据发送DATASEND时，协议报文包括有效载荷，有效载荷包含一条或多条记录，一条记录包括剩余标志位、数据类型、数据长度、有效数据，剩余标志位和数据类型合占1个字节，7位表示剩余标志位，代表接下来是否还有下一条记录，6-0位表示数据类型，数据长度占4个字节，表示有效数据的长度，有效数据表示实际数据，是与数据类型对应的具体数据。


4.根据权利要求2所述的一种用于农业物联网无线组网的通信系统，其特征在于，所述云平台与数个网关节点进行通信是通过通信网络建立的第二TCP通信协议，所述第二TCP通信协议的报文格式按顺序依次是固定报头、可变报头、有效载荷；
固定报头占2个字节，其中第1字节的7-4位表示报文类型，报文类型包括请求CALL和响应REPLY两种；第1字节的3-0位表示报文标志，报文标志包括请求CALL类型的连接请求CONCALL、断连请求DISCONCALL、心跳请求PINGCALL和数据请求DATACALL以及响应REPLY类型的连接响应CONREPLY、断连响应DISCONREPLY、心跳响应PONGREPLY、数据响应...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕文涛，汪静波，包晓敏，杜永均，
申请(专利权)人：浙江理工大学，宁波纽康生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33