[實用新型]一種多功能植物生長與生境信息監測系統

有效

• 申請號: 201820597216.4
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN208128532U
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 饒元;王方明;劉凱;陳劍雄;趙博琛
• 申請（專利權）人: 山東明峰世紀機器人有限公司
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W4/38;H04L29/08
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 代群群;平靜

1.一種多功能植物生長與生境信息監測系統，其特征在于：包括網關節點和信息監測節點，用戶所持智能終端通過藍牙完成網關節點、信息監測節點的配置信令與監測數據交互；網關節點和信息監測節點分別以樹莓派、Arduino開發板為核心構建，信息監測節點通過LoRaMesh技術自組網建立節點間、節點與網關節點間遠距離可靠通信，實現與云端的數據交互；其中，所述的信息監測節點用于采集圖像、多種環境因子、作物生長和位置信息，于本地存儲并轉發網關節點；所述的網關節點采集視頻、并連同接收到的信息于本地存儲并顯示，再將數據打包向云端轉發。

2.根據權利要求1所述的一種多功能植物生長與生境信息監測系統，其特征在于：所述的信息監測節點包括Arduino開發板、電源供給單元、傳感器接口單元、通信/數據交換單元和輔助單元，電源供給單元輸出直流電壓為Arduino開發板提供電源供給，傳感器接口單元用于不同接口類型的傳感器接入Arduino開發板，通信/數據交換單元支持LoRa Mesh通信、藍牙通信和SD存儲卡接口功能，輔助單元包括時鐘模塊和GPS模塊。

3.根據權利要求2所述的一種多功能植物生長與生境信息監測系統，其特征在于：所述的電源供給單元包括電源管理模塊、升壓模塊和繼電器模塊，電源管理模塊連接太陽能電板和蓄電池，根據太陽光照強度在太陽能電板供電、蓄電池供電方式間切換；所述的升壓模塊對Arduino開發板輸出的直流電壓進行升壓，提供5-23V范圍的直流電壓輸出，繼電器模塊連接Arduino開發板數字口和升壓模塊，通過調節Arduino開發板數字口信號輸出控制繼電器的通斷，來調控傳感器電源的供給。

4.根據權利要求2所述的一種多功能植物生長與生境信息監測系統，其特征在于：所述的傳感器接口單元提供A/D接口、RS485接口和RS232接口。

5.根據權利要求4所述的一種多功能植物生長與生境信息監測系統，其特征在于：所述的傳感器包括但不限于環境因子傳感器和植物生長本體傳感器，其中，環境因子傳感器包括但不限于圖像傳感器、土壤溫濕度、空氣溫濕度、空氣二氧化碳濃度、風速和風向、光照強度、有效光合輻射傳感器；植物生長本體傳感器包括但不限于莖桿微變化、徑流、果實膨大、光合作用率、葉片溫度傳感器。

6.根據權利要求2所述的一種多功能植物生長與生境信息監測系統，其特征在于：所述的通信/數據交換單元采用LoRa MESH Radio Module模塊實現節點間組網通信功能；采用Arduino Interface Shield擴展板提供SD存儲卡接口；采用藍牙芯片實現節點與用戶所持智能終端間的藍牙通信功能；所述信息監測節點的輔助單元由包含DS1307芯片的外圍電路通過I2C接口連接Arduino開發板，提供實時時鐘；由包含UBX-G7020-KT芯片的外圍電路通過UART接口連接Arduino開發板，提供GPS位置信息。

7.根據權利要求1所述的一種多功能植物生長與生境信息監測系統，其特征在于：所述的網關節點包括樹莓派、電源供給單元、工作狀態及信息感知顯示屏、通信/數據交換單元和輔助單元；電源供給單元輸出直流電壓為樹莓派開發板提供電源供給，樹莓派開發板的HDMI接口連接工作狀態及信息感知顯示屏，通信/數據交換單元提供LoRa/NB-IoT/WiFi數據交互功能，支持藍牙通信和SD存儲卡接口功能，輔助單元包括時鐘模塊和GPS模塊。

8.根據權利要求7所述的一種多功能植物生長與生境信息監測系統，其特征在于：所述的電源供給單元包括電源管理模塊，電源管理模塊連接太陽能電板和蓄電池，根據太陽光照強度在太陽能電板供電、蓄電池供電方式間切換。

9.根據權利要求3或8所述的一種多功能植物生長與生境信息監測系統，其特征在于：所述的電源管理模塊具體使用PLC控制器同時管理蓄電池、太陽能板和應用輸出。

10.根據權利要求7所述的一種多功能植物生長與生境信息監測系統，其特征在于：所述通信/數據交換單元采用LoRa MESH Radio Module模塊，實現與信息監測節點間的LoRa通信；所述網關節點的輔助單元由包含DS1307芯片的外圍電路通過GPIO2-3接口連接樹莓派開發板，提供實時時鐘；由包含UBX-G7020-KT芯片的外圍電路通過GPIO5-6接口連接樹莓派開發板，提供GPS位置信息。