[發明專利]一種基于LoRa技術和WiFi技術的多融合農業環境在線監測系統

在審

• 申請號: 201911171211.0
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN110913359A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 蔡錦凡;馬亞紅;范小嬌;邢卓
• 申請（專利權）人: 西京學院
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04L29/08;G16Y20/10;G16Y10/05;G16Y30/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種基于LoRa技術和WiFi技術的多融合農業環境在線監測系統，包括接收現場數據的數據采集層、進行數據傳輸和提供決策的數據管理層以及反映最終結果的UI界面層；通過數據采集層的LoRa終端節點，收集現場環境狀況參數數據，省去了人工排查的過程；數據管理層通過LoRaWAN及時將數據采集層數據傳輸到決策平臺進行系統的監控、管理和決策，再通過WiFi把決策結果反映到UI界面層的客戶端或者工作人員的個人APP上，具有監測準確、監測簡單、反饋及時和多終端自適應查看的優點。

技術領域

本發明涉及一種在線監測系統，特別涉及一種基于LoRa技術和WiFi技術的多融合農業環境在線監測系統。

背景技術

農業環境監測是指，以農業環境中污染物及其對農業生物的危害為核心，在一段時間內，間斷地或連續地對農業環境質量的某些代表值進行監視、測定的過程。農業環境質量的代表值包括污染物的濃度、能量、污染的強度及其變化情況和對環境產生的影響等。

利用農業環境監測管理系統可以加強對農業環境污染監測數據的處理，能夠快速有效的對農業環境進行準確監測，從而使監管部門對污染源有更全面、更深入與更直觀的把握，以提高對農業環境監測數據分析管理的科技水平。目前我國的農業環境在線監測系統發展尚未成熟，許多學校的農業環境監測仍沒有先進的監測方法。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于LoRa技術和WiFi技術的多融合農業環境在線監測系統，利用環境在線監測模式與物聯網無線通信技術的融合，采用高靈敏度的傳感器采集運行中的設備信息，包括溫度、濕度、光照度、PM2.5/10、CO₂等，再利用相關算法進行信息識別與處理，進而得到反映環境狀態的特征量，對歷史環境數據進行線性分析，得出反映環境數據的線性圖；解決了當前環境在線監測工作中面臨的耗費人力等問題，具有監測準確、監測簡單、反饋及時和多終端自適應查看的優點。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種基于LoRa技術和WiFi技術的多融合農業環境在線監測系統，包括兩種物聯網通訊方式，LoRa通訊和WiFi通訊，同時包括接收現場數據的數據采集層、進行數據傳輸和提供決策的數據管理層以及反映最終結果的UI界面層；通過LoRa終端節點中的傳感器，將現場數據通過LoRa網絡傳輸到監控中心，進行統一監控和管理；其中，數據采集層由每個LoRa終端節點組成，進行環境的實時監控；數據管理層通過LoRaWAN及時將數據采集層數據傳輸到決策平臺進行系統的監控、管理和決策，再通過WiFi把決策結果反映到客戶端或者工作人員的個人APP上；UI界面層主要是數據可視化展示平臺，由客戶端和用戶APP組成。

所述的接收現場數據的數據采集層包括由傳感器，微處理器MCU和LoRa通信單元組成的終端節點，實現終端的環境實時監測，包括溫度、濕度在線監測，光照度在線監測，PM2.5/10監測以及CO₂在線監測。

所述的進行數據傳輸的數據管理層包括LoRaWAN網關、云服務器、WiFi網絡的搭建、網絡服務器和用戶自定義基于LoRaWAN技術的應用程序、軟件接口；LoRaWAN網關選用的是利爾達LoRaWAN系統的LSD4WN-2335XGW1，可以直接部署在區域內；單個LSD4WN-2335XGW1網關可以同時監聽最多8個信道，收集到任何符合LoRaWAN協議的終端數據包，通過WiFi上傳到服務器中；同時可以接收并處理由服務器下發的指令，繼而發送數據包或者按照服務器要求執行其他動作；數據的決策處理主要在網絡服務器上，采用智能計算、模式識別技術，反映環境的各種狀態，并通過收集各種狀態并將數據傳輸到后臺專家系統進行分析和決策，提供安全評估，并將結果實時反饋到客戶端和用戶APP。

所述的提供可視化決策結果的UI界面層包括客戶端和用戶APP，采用Java和Java_FX完成可視化結果的顯示。