[發明專利]一種應用于菌菇培育的低功耗無線智能設備

有效

• 申請號: 202010775456.0
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN112055051B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 張保輝;史云;吳文斌
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所
• 主分類號: H04L67/12
• 分類號: H04L67/12;H04W4/38;H04W4/80;G16Y10/05;G16Y20/10;G16Y40/10
• 代理公司: 北京山允知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11741
• 代理人: 胡冰;宋少華

本發明涉及物聯網領域，提出一種應用于菌菇培育的低功耗無線智能設備，包括：Sigfox收發器模塊，對來自微控制器模塊的基帶信號進行處理，轉換為射頻數字信號，并調制到射頻，通過天線發送出；射頻前端模塊，連接到Sigfox收發器模塊，用于將射頻信號發射出去，或接收射頻信號回傳給Sigfox收發器模塊；傳感器模塊，其連接到微控制器模塊；微控制器模塊，對傳感器模塊接收的數據進行處理和運算決策。

技術領域

本發明涉及智慧農業、物聯網領域，尤其涉及一種應用于菌菇培育的低功耗無線智能設備。

背景技術

近年來，隨著食用菌產業的快速發展，菌菇的產量也在逐年增加，成為許多地區農民增收的支柱產業。隨著人民生活水平的提高，對菌菇周年消費需求不斷增加，菌菇的智慧化培育，工廠化生產也已開始實現。

菌菇的生活史分菌絲體階段和子實體階段，子實體也就是菇體，又可以分為原基期、菇蕾期、成熟期。每個階段對生長環境的要求非常嚴苛，包括養分、溫度、水分、空氣、光照、pH值等。菌菇的培育多采用層架式立體栽培，床架上安裝塑料網，用來鋪放培養料，能充分利用菇房內空間。為了獲得菌菇生長的最佳環境，利用物聯網技術對其環境的各個要素進行在線監控，以研究菌菇生長的最佳培育參數和曲線，是提升菌菇產量，提高菌菇生長品質的有效途徑。但是目前，在這一方面的技術手段還十分欠缺。傳統的作物生長的在線監控方式多采用采用有線，或者ZigBee等常規無線技術，一方面難以滿足現場長時間在線監測的需要，而且設備的智能化程度、無線傳輸效果都比較難以滿足要求，例如在線智慧決策，離線數據保存，長距離，多障礙傳輸等等。

發明內容

針對背景技術中的問題，本發明針對長時間在線監測菌菇培育過程中的生長參數，環境數據的問題，發明了一種應用于菌菇培育的低功耗無線智慧型設備。本發明提的設備能夠很好的解決現場在線數據采集，長時間應用，以及本地智慧功能，其效果比目前僅僅作為傳輸單元的無線物聯網技術更好，更有實用價值。

本發明提出的一種應用于菌菇培育的低功耗無線智能設備，包括：

Sigfox收發器模塊，對來自微控制器模塊的基帶信號進行處理，轉換為射頻數字信號，并調制到射頻，通過天線發送出；

射頻前端模塊，連接到Sigfox收發器模塊，用于將射頻信號發射出去，或接收射頻信號回傳給Sigfox收發器模塊；

傳感器模塊，其連接到微控制器模塊；

微控制器模塊，對傳感器模塊接收的數據進行處理和運算決策。

本發明通過實現一個內置LPWAN的Sigfox模組，并應用位置傳感器北斗北斗模組，近場通信模組，低功耗模組，以及支持多路生長要素傳感器的微控制器的小型無線智慧型設備，來對菌菇的生長環境進行在線監控，能夠支持長達10～20年的在線數據采集、并支持20公里范圍的信號傳輸。此無線智慧型體積小，支持本地決策，支持在線和離線兩種方式，即使在網絡通信不佳的情況下也能保持數據不丟失和長時間的工作的能力。大大提升了菌菇培育數據采集和分析的可靠性和有效性。

與現有技術相比，本發明的技術優勢在于：

1.內置支持超低功耗廣域無線傳輸模塊Sigfox，可支持長達10年～20年的在線工作，無線數據傳輸，比現有的農業物聯網采集設備的工作壽命更長，功耗更低；

2.設備可支持20公里范圍內的無線數據傳輸以及組網，特別適合邊緣農村種植基地使用。

3.內置近場通信模塊，支持近場無線信號喚醒，平時設備以處于幾乎完全休眠的狀態，當被喚醒后再恢復工作，大大延長了設備的使用時間。

4.內置地理坐標指示模塊，可以提供模塊當前的坐標信息，便于菌菇培育過程中的具體環境分析。