[發明專利]一種農業物聯網智能網關設計方法

在審

• 申請號: 201710069446.3
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN108401004A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 廖建尚;盧斯
• 申請（專利權）人: 廣東交通職業技術學院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;H04W80/00;H04W84/18;H04W88/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林偉斌

本發明提供一種農業物聯網智能網關設計方法，該方法采用Zigbee技術構建無線傳感網絡，網絡劃分為感知層，網絡層，信息處理層，綜合應用，通過在感知層設置的節點終端和協調器實現無線網絡，并且設計通信協議完成數據的發送與處理，設計的通信協議包括應用層通信協議、串口通信協議和節點通信協議3層組成，應用層通信協議和串口通信協議通過網關服務程序進行轉換，節點通信協議實現無線網絡數據的封裝。

技術領域

本發明涉及農業物聯網領域，更具體地，涉及一種農業物聯網智能網關設計方法。

背景技術

物聯網技術在農業中的研究引起了越來越多的學者關注，其中智能網關在農業物聯網系統中一個較為關鍵技術，承擔了數據的匯集、封裝和傳輸，目前農業物聯網智能網關數據封裝標準和通信標準并不統一，對農業物聯網智能網關的研究還非常少。智能網關指一種能夠匯集、分析、封裝、轉發數據與信息的裝備與技術。美國、日本在精準農業領域方面有了產業化應用，荷蘭有較好的農業高效生產體系，韓國建有農業科技服務體系，促進了農業物聯網技術的發展[。中國是一個農業大國，農業物聯網也開始有了一定的發展，在環境監控、精準農業等方面有一定的應用，但在智能網關的研究還比較少。智能網關在智能家居、熱力管網系統、水箱控制等領域有了一定的研究；有學者提出了農業物聯網系統的設計方法，但是都沒有提到智能網關的設計，有學者提出了于基于Android系統的溫室異構網絡環境監測智能網關設計，初步實現了溫室環境監測，但是未提出詳細的農業數據封裝標準；還有學者等設計了一種基于ZigBee/3G的物聯網網管系統，用于水箱溫度的監控，但在應用方面有一定的局限性；還有學者提出一種基于WinCE系統的可配置無線傳感網絡WSN(wireless sensor network)網關體系結構ReGA(Re-configurable GatewayArchitecture)，能實現現場可視化設備和監測綜合管理，但其設計平臺并不適用在其他Linux等開源系統的應用。

智能網關在農業物聯網的研究中有一定進展，但也存在不足，主要體現在農業物聯網涉及技術多，數據廣，數據封裝格式不一致，通信協議沒有統一，大部分農業物聯網系統采用自身定義的通信協議，智能網關缺少統一的通信標準，難以達到大面積推廣農業物聯網的技術要求，也不符合目前農業大數據和精準農業的發展要求。

發明內容

本發明提供一種農業物聯網智能網關設計方法，該方法可以簡單快速地實現農業物聯網系統的部署。

為了達到上述技術效果，本發明的技術方案如下：

一種農業物聯網智能網關設計方法，過程如下：

采用Zigbee技術構建無線傳感網絡，網絡劃分為感知層，網絡層，信息處理層，綜合應用，通過在感知層設置的節點終端和協調器實現無線網絡，并且設計通信協議完成數據的發送與處理，設計的通信協議包括應用層通信協議、串口通信協議和節點通信協議3層組成，應用層通信協議和串口通信協議通過網關服務程序進行轉換，節點通信協議實現無線網絡數據的封裝：

1)第一層應用層通信協議為應用程序與網關之間的通信協議；

2)第二層串口通信協議為網關與協調器之間的通信協議；

3)第三層節點通信協議為協調器與普通節點之間的通信協議。

三層通信協議完成了農業物聯網的數據采集、處理和發送控制，應用層、網關、協調器和節點之間的通信協議關系圖如圖1所示

進一步地，所述應用層通信協議的設計過程如下：

應用層通信協議詳細命令格式如下表：