[發明專利]基于LoRa技術的物聯網智能節水灌溉系統

在審

• 申請號: 201911201400.8
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110754330A
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 張立新;婁曉康;張雪媛;胡東彬;馬燕;范錦杰;于志遠;李春志;張文亞
• 申請（專利權）人: 石河子大學
• 主分類號: A01G25/00
• 分類號: A01G25/00;A01G25/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于LoRa技術的物聯網智能節水灌溉系統，包括感知層、網絡層和應用層，所述感知層用于：采集農場內的各類傳感器參數數據，如土壤墑情傳感器，溫濕度傳感器等，所述網絡層用于：利用LoRa無線自組網的數據傳輸網絡進行數據的遠距離傳輸，將感知層采集到的數字量數據通過移動互聯網技術實現遠距離傳輸至所述應用層，所述應用層用于：對所述傳感器參數數據進行處理，根據操作模式、結合參數數據處理結果對不同類型的農場作物需求提供豐富的灌溉方案。本發明利用LoRa技術低功耗、遠距離傳輸的優點，依托物聯網思想實現農場環境參數數據的實時采集和傳輸至云系統，最終實現農場智能灌溉控制。

技術領域

本發明涉及一種基于LoRa技術的物聯網智能節水灌溉系統，屬于互聯網+智慧農業的技術領域。

背景技術

隨著水資源的日趨緊張和短缺，促使世界上許多國家，絕大部分是發達國家都在大力發展和使用節水灌溉技術。我國在研發智能節水灌溉系統方面起步較晚，大多數研究還處于實驗室階段或實地測試階段，還沒有形成規模。其中，實驗室階段的智能節水灌溉系統的通信方式大多采用GPRS網絡方式或者Zigbee無線自組網方式。

隨著物聯網技術的不斷發展，智能化、無線化、網絡化必將是未來農業的發展方向，本系統將LoRa（Long Range）無線通信技術與智能節水灌溉技術相結合，通過無線自組網進行控制農場的灌溉并實時監測土壤墑情等，并將土壤墑情信息通過無線的方式傳送至云系統。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于LoRa技術的物聯網智能節水灌溉系統。

本發明具有低功耗、遠距離傳輸等優點，應用到的大范圍農場節水灌溉中能實現農場數據的傳輸和處理，針對ZigBee、WiFi、GPRS傳統無線傳感技術在農場等溫室環境監測系統的不足，本發明利用LoRa技術低功耗、遠距離傳輸的優點，依托物聯網思想實現農場內參數數據的實時采集和傳輸，對所述傳感器參數數據進行處理，根據操作模式、結合參數數據處理結果對不同類型的農場作物需求提供豐富的灌溉方案。

本發明的技術方案如下：

一種基于LoRa技術的物聯網智能節水灌溉系統，包括感知層、網絡層和應用層。

所述感知層用于：采集農場內的各類傳感器參數數據；如土壤墑情傳感器，溫濕度傳感器等。

所述傳輸層用于：其主要負責數據的遠距離傳輸，將感知層采集到的數字量數據通過移動互聯網技術實現遠距離傳輸至所述應用層。

所述應用層用于：對所述傳感器參數數據進行處理，根據操作模式、結合參數數據處理結果對不同類型的農場作物需求提供豐富的灌溉方案。

所述的Lora模塊使用SX1278芯片，采用擴頻技術，具有低功耗、傳輸距離遠、抗干擾性強等特點，集成32位高性能MCU，工作頻率：410-441MHZ。

所述溫濕度傳感器采用DHT11傳感器，濕度測量范圍：20%-95%，濕度測量誤差±5%。溫度測量范圍0度-50度，溫度測量誤差±2度。

本發明的技術優勢在于：

本發明是基于物聯網（internet of things）思想，通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，廣泛應用于網絡的融合中。本系統物聯網結構分為感知層、網絡層、應用層。

本發明利用傳感網絡技術構建整個感知層，使得數據的采集、傳輸、控制更為高效，增加整個農場控制系統工作效率，增大了系統的控制精度。

本發明利用最新LoRa無線通信技術，能夠有效平衡網絡層的功耗，讓感知層的節點安裝更自由，更方便。感知節點的豐富增強了系統的擴展性能，提高的數據的準確性，使得整個的控制更為精準。