[實用新型]一種農業物聯網低成本低功耗超遠距離無線傳輸系統

有效

• 申請號: 201822089947.0
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN209002233U
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 劉瑩;胡江濤;耿亞磊
• 申請（專利權）人: 山東智贏農業科技有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04L29/08;G08C17/02;G01D21/02
• 代理公司: 濟南舜科知識產權代理事務所(普通合伙) 37274
• 代理人: 杜忠福

一種農業物聯網低成本低功耗超遠距離無線傳輸系統，由主站和若干個分站組成，主站與分站通過無線通信擴頻技術連接，主站包括主單片機，主單片機與LCD顯示屏、輸出控制電路和報警系統連接；分站包括分單片機，分單片機由數據采集模塊、數據分析計算模塊、數據顯示模塊以及數據傳輸模塊組成在一塊集成電路主板上。其中數據采集模塊由空氣溫濕度傳感器、光照傳感器組成，數據分析計算模塊由MCU組成，數據顯示模塊由LCD顯示器組成，數據傳輸模塊由藍牙模塊、GPRS數據傳輸模塊、LoRa模塊組成。通過分站與主站之間的密切配合，建立一種基于低功耗大棚環境監控系統，對農業作業的精細化、智能化有較大提高作用。

技術領域

本實用新型涉及物聯網無線傳輸技術，具體涉及一種農業物聯網低成本低功耗超遠距離無線傳輸系統。

背景技術

物聯網應用中的無線技術，除運營商廣域網的GPRS、3G/4G以外，還有局域網短距離的ZigBee、Wi-Fi、藍牙。雖然這些無線技術本身已經成熟，但是優缺點也都非常明顯，長距離和低功耗兩者之間只能二選一。LPWA(Low Power Wide Area)低功耗廣域技術在這個背景下應運而生，專為遠距離、低帶寬、低功耗、大量連接的物聯網應用而設計。

LoRa基于Sub-GHz的頻段使其更易以較低功耗遠距離通信，可以使用電池供電或者其他能量收集的方式供電；較低的數據速率也延長了電池壽命和增加了網絡的容量。LoRa信號對建筑的穿透力也很強。LoRa的這些技術特點更適合于低成本大規模的物聯網部署。

對農業來說，低功耗低成本的傳感器是迫切需要的。溫濕度、二氧化碳、光照度等傳感器的應用于農業種植，對提高產量、提高農作物品質等有重要的意義。

目前，我國精準農業正處在示范應用和小規模推廣階段。精準農業中涉及的農作物生長環境參數主要有空氣溫度、空氣濕度、光照強度，全面精準監測、實時智能處理環境參數是設施農業生產的重要保障。現有一些企事業單位開發了不少溫室環境遠程監測控制的系統，但這些系統普遍存在造價過高、后期運營費高等問題，并沒有得到大面積應用。為了幫助讓更多種植戶實現蔬菜大棚增產增收，采用超低功耗單片機作為控制器，設計了一種基于低功耗大棚環境監控系統，對農業作業的精細化、智能化有較大提高作用。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種農業物聯網低成本低功耗超遠距離無線傳輸系統，本實用新型還提供一種基于LoRa技術的無線傳感器采集網絡系統以及基于LoRa技術的無線傳感器采集網絡的通信方法。本實用新型通過通信節點和時間策略的優化配置，實現了傳感器野外采集、低功耗、無人值守的特點。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種農業物聯網低成本低功耗超遠距離無線傳輸系統，由主站與若干個分站組成。主站包括主單片機，主單片機與LCD顯示屏、輸出控制電路和報警系統連接；分站包括分單片機，分單片機由數據采集模塊、數據分析計算模塊、數據顯示模塊以及數據傳輸模塊組成在一塊集成電路主板上。數據采集模塊由空氣溫濕度傳感器、光照傳感器組成，收集環境光照與溫濕度，數據分析計算模塊由MCU組成， MCU對收集的數據進行處理，數據顯示模塊由LCD顯示屏組成，顯示收集的環境數據信息。數據傳輸模塊由藍牙模塊、GPRS數據傳輸模塊、LoRa模塊組成，MCU將處理后的數據發送給LoRa模塊，采用LoRa無線通信擴頻技術將數據發送給主單片機，主單片機對數據進行處理，并將環境信息顯示在LCD顯示屏上，同時利用GPRS數據傳輸模塊將環境信息發送到遠程服務器，用戶可使用WEB瀏覽器進行查看和分析。藍牙模塊將環境數據發送到移動端，方便維護人員對數據異常的設備進行維護。

本實用新型具有以下有益效果：

1、能對大棚環境參數如溫度，濕度，光照等進行分布式測量和顯示；

2、通過傳感器技術、小型集成化技術、微型芯片計算技術等多技術融合，多種環境數據的無線采集，提高了數據采集的效率和便捷性，更方便的監控設備運行狀態；