一种基于融合通信方案的智能农业大棚通信系统技术方案

本发明专利技术涉及智能农业大棚通信系统，具体是一种基于融合通信方案的智能农业大棚通信系统。本发明专利技术解决了现有智能农业大棚通信系统布局成本高、组网复杂的问题。一种基于融合通信方案的智能农业大棚通信系统，包括若干个大棚、安装于各个大棚之间的单个网关设备；每个大棚外部均安装有一个或两个协调器，且协调器通过LoRa与网关设备无线连接；每个大棚内部均安装有若干个采集节点，且采集节点通过nRF24L01与对应大棚外部的协调器无线连接；每个大棚内部均安装有若干个控制节点，且控制节点通过nRF24L01与对应大棚外部的协调器无线连接。本发明专利技术适用于智能农业大棚。本发明专利技术适用于智能农业大棚。本发明专利技术适用于智能农业大棚。

【技术实现步骤摘要】
一种基于融合通信方案的智能农业大棚通信系统


[0001]本专利技术涉及智能农业大棚通信系统，具体是一种基于融合通信方案的智能农业大棚通信系统。

技术介绍

[0002]目前，智能农业大棚通信系统普遍采用单一模块组网通信的方式进行信息传输。但是在实际应用中，此种通信方式由于自身原理所限，存在布局成本高、组网复杂的问题，由此一方面导致智能农业大棚的普及成本高，另一方面导致智能农业大棚的普及难度大。基于此，有必要专利技术一种基于融合通信方案的智能农业大棚通信系统，以解决现有智能农业大棚通信系统布局成本高、组网复杂的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决现有智能农业大棚通信系统布局成本高、组网复杂的问题，提供了一种基于融合通信方案的智能农业大棚通信系统。
[0004]本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种基于融合通信方案的智能农业大棚通信系统，包括若干个大棚、安装于各个大棚之间的单个网关设备；每个大棚外部均安装有一个或两个协调器，且协调器通过LoRa与网关设备无线连接；每个大棚内部均安装有若干个采集节点，且采集节点通过nRF24L01与对应大棚外部的协调器无线连接；每个大棚内部均安装有若干个控制节点，且控制节点通过nRF24L01与对应大棚外部的协调器无线连接。
[0005]工作时，网关设备通过WIFI或NB
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IoT与云端服务器无线连接，云端服务器与移动终端无线连接，移动终端上运行有微信小程序或者专属网页。具体工作过程包括：一、采集：采集节点实时采集大棚内部的环境数据，并通过nRF24L01将采集到的环境数据实时发送至协调器。协调器对接收到的环境数据进行实时处理，并通过LoRa将处理后的环境数据实时发送至网关设备。网关设备使用mqtt协议将接收到的环境数据实时发送至云端服务器。若移动终端在线，则云端服务器将接收到的环境数据实时发送至移动终端进行显示（通过微信小程序或者专属网页进行显示）。若移动终端不在线，则云端服务器将接收到的环境数据实时存储至云端数据库，以供用户后续浏览。二、控制：用户向移动终端输入控制指令，移动终端将控制指令实时发送至云端服务器。云端服务器使用mqtt协议将接收到的控制指令实时发送至网关设备。网关设备通过LoRa将接收到的控制指令实时发送至协调器。协调器对接收到的控制指令进行实时处理，并通过nRF24L01将处理后的控制指令实时发送至控制节点。控制节点根据控制指令对大棚内部的机电设备进行实时控制。
[0006]基于上述过程，与现有智能农业大棚通信系统相比，本专利技术所述的一种基于融合通信方案的智能农业大棚通信系统不再采用单一模块组网通信的方式进行信息传输，而是在不同阶段使用不同的通信方式进行信息传输（在采集节点与协调器之间、控制节点与协调器之间使用成本低廉的nRF24L01进行信息传输，在协调器与网关设备之间使用传输距离
远的LoRa进行信息传输），由此使得布局成本更低、组网更简单，从而使得智能农业大棚的普及成本更低、普及难度更小。
[0007]本专利技术有效解决了现有智能农业大棚通信系统布局成本高、组网复杂的问题，适用于智能农业大棚。
附图说明
[0008]图1是本专利技术的结构示意图。
[0009]图2是本专利技术中采集节点的结构示意图。
[0010]图3是本专利技术中控制节点的结构示意图。
[0011]图4是本专利技术中协调器的结构示意图。
[0012]图5是本专利技术中网关设备的结构示意图。
具体实施方式
[0013]实施例一一种基于融合通信方案的智能农业大棚通信系统，包括若干个大棚、安装于各个大棚之间的单个网关设备；每个大棚外部均安装有一个或两个协调器，且协调器通过LoRa与网关设备无线连接；每个大棚内部均安装有若干个采集节点，且采集节点通过nRF24L01与对应大棚外部的协调器无线连接；每个大棚内部均安装有若干个控制节点，且控制节点通过nRF24L01与对应大棚外部的协调器无线连接。
[0014]所述每个采集节点均包括一个单片机A、一个可拆卸锂电池A、一个传感器组、一个OLED显示屏、一个nRF24L01无线发射模块；单片机A的供电端与可拆卸锂电池A的输出端连接；单片机A的输入端与传感器组的输出端连接；单片机A的输出端分别与OLED显示屏的输入端和nRF24L01无线发射模块的输入端连接；所述采集节点的工作过程如下：传感器组实时采集大棚内部的环境数据，并将采集到的环境数据实时发送至单片机A；单片机A对接收到的环境数据进行实时处理，并通过nRF24L01无线发射模块将处理后的环境数据实时发送出去；所述每个控制节点均包括一个单片机B、一个可拆卸锂电池B、一个nRF24L01无线接收模块、一个继电器组；单片机B的供电端与可拆卸锂电池B的输出端连接；单片机B的输入端与nRF24L01无线接收模块的输出端连接；单片机B的输出端与继电器组的输入端连接；所述控制节点的工作过程如下：单片机B通过nRF24L01无线接收模块实时接收控制指令，并对接收到的控制指令进行实时处理，然后将处理后的控制指令实时发送至继电器组；继电器组根据控制指令对大棚内部的机电设备进行实时控制；所述每个协调器均包括一个单片机C、一个可充电锂电池、一个太阳能电池板、一个nRF24L01无线收发模块、一个LoRa无线收发模块A；单片机C的供电端与可充电锂电池的输出端连接；可充电锂电池的输入端与太阳能电池板的输出端连接；单片机C分别与nRF24L01无线收发模块和LoRa无线收发模块A双向连接；所述协调器的工作过程如下：一、单片机C通过nRF24L01无线收发模块实时接收环境数据，并对接收到的环境数据进行实时处理，然后通过LoRa无线收发模块A将处理后的环境数据实时发送出去；二、单片机C通过LoRa无线收发模块A实时接收控制指令，并对接收到的控制指令进行实时处理，然后通过
nRF24L01无线收发模块将处理后的控制指令实时发送出去；所述网关设备包括一个单片机D、一个LoRa无线收发模块B；单片机与LoRa无线收发模块B双向连接；所述网关设备的工作过程如下：一、单片机D通过LoRa无线收发模块B实时接收环境数据，并对接收到的环境数据进行实时处理，然后将处理后的环境数据实时发送出去；二、单片机D实时接收控制指令，并对接收到的控制指令进行实时处理，然后通过LoRa无线收发模块B将处理后的控制指令实时发送出去；采集节点的nRF24L01无线发射模块的输出端与对应大棚外部的协调器的nRF24L01无线收发模块的输入端无线连接；控制节点的nRF24L01无线接收模块的输入端与对应大棚外部的协调器的nRF24L01无线收发模块的输出端无线连接；协调器的LoRa无线收发模块A与网关设备的LoRa无线收发模块B双向无线连接。
[0015]所述单片机A、单片机B、单片机C均为STM32单片机。
[0016]单片机A与nRF24L01无线发射模块之间、单片机B与nRF24L01无线接收模块之间均采用模拟spi进行通信。
[0017]所述每个传感器组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于融合通信方案的智能农业大棚通信系统，其特征在于：包括若干个大棚、安装于各个大棚之间的单个网关设备；每个大棚外部均安装有一个或两个协调器，且协调器通过LoRa与网关设备无线连接；每个大棚内部均安装有若干个采集节点，且采集节点通过nRF24L01与对应大棚外部的协调器无线连接；每个大棚内部均安装有若干个控制节点，且控制节点通过nRF24L01与对应大棚外部的协调器无线连接。2.根据权利要求1所述的一种基于融合通信方案的智能农业大棚通信系统，其特征在于：所述每个采集节点均包括一个单片机A、一个可拆卸锂电池A、一个传感器组、一个OLED显示屏、一个nRF24L01无线发射模块；单片机A的供电端与可拆卸锂电池A的输出端连接；单片机A的输入端与传感器组的输出端连接；单片机A的输出端分别与OLED显示屏的输入端和nRF24L01无线发射模块的输入端连接；所述每个控制节点均包括一个单片机B、一个可拆卸锂电池B、一个nRF24L01无线接收模块、一个继电器组；单片机B的供电端与可拆卸锂电池B的输出端连接；单片机B的输入端与nRF24L01无线接收模块的输出端连接；单片机B的输出端与继电器组的输入端连接；所述每个协调器均包括一个单片机C、一个可充电锂电池、一个太阳能电池板、一个nRF24L01无线收发模块、一个LoRa无线收发模块A；单片机C的供电端与可充电锂电池的输出端连接；可充电锂电池的输入端与太阳能电池板的输出端连接；单片机C分别与nRF24L01无线收发模块和LoRa无线收发模块A双向连接；所述网关设备包括一个单片机D、一个LoRa无线收发模块B；单片机与LoRa无线收发模块B双向连接；采集节点的nRF24L01无线发射模块的输出端与对应大棚外部的协调器的nRF24L01无...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，张文魁，张建华，蒋洁薇，黄慧杰，吴双，张冬，何俣，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：