一種基于云平臺的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于云平臺的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由云端服務器1、智能網(wǎng)關2、Zigbee協(xié)調(diào)點3、單片機控制模塊4、太陽能蓄電池5、Zigbee終端節(jié)點6、溫度傳感器7、濕度傳感器8、無線攝像頭9、聲音檢測模塊10、水泵11、發(fā)聲模塊12、顯示器13組成。云端服務器1與單片機控制模塊4通過串口線連接，水泵11與單片機控制模塊4通過繼電器相連，發(fā)聲模塊12通過單片機IO口相連，顯示器13為云端服務器5終端顯示器。智能網(wǎng)關2通過串口線與云端服務器1相連，Zigbee協(xié)調(diào)點3與智能網(wǎng)關2通過串口數(shù)據(jù)線相連，太陽能蓄電池5通過導線向Zigbee協(xié)調(diào)點3和Zigbee終端節(jié)點6供電，蓄電池為無線攝像頭9和聲音檢測模塊10供電。Zigbee協(xié)調(diào)點3與Zigbee終端節(jié)點6通過無線通信進行交互。
【專利說明】-種基于云平臺的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及微型控制系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)【技術領域】，特別涉及一種基于云平臺的智 慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 智慧農(nóng)業(yè)是當前世界各國物聯(lián)網(wǎng)技術理論研究的熱點之一，目前世界上很多國家 都致力于研究該項技術，并且在大力地推廣，取得了可觀的經(jīng)濟效益和促進了農(nóng)業(yè)的飛速 發(fā)展。智慧農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的一個分支，是智慧地球的重要組成部分。智慧農(nóng)業(yè)使得從 事農(nóng)業(yè)工作的廣大農(nóng)民朋友能夠科學的種植作物，提高了產(chǎn)量，促進了農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化與智 能化的發(fā)展。
[0003] 目前在農(nóng)業(yè)管理方面，特別是大型的農(nóng)場，由于其地域遼闊，采用的是人工化管理 方式，任何農(nóng)田間的事情都需要管理人員去現(xiàn)場進行查看與操作，其缺點是費時費力，效率 十分低下。而本實用新型能夠很好地解決上面的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型提供了一種新型智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)對于農(nóng)戶主人來說，能夠 十分方便快捷的了解農(nóng)田的情況，省時省力；對于農(nóng)田中的莊稼來說，能夠及時地得到科學 照料，提高產(chǎn)量。一方面，農(nóng)戶主人只需要在家中觀察農(nóng)田的情況，無需親自跑到遙遠的農(nóng) 田去查看莊稼的情況（如：田間有沒有水，有沒有害蟲等）；另一方面，很多簡單的，不需要 人為親自去干的活，完全能夠通過利用本系統(tǒng)自動化控制。
[0005] 本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案為：一種基于云平臺的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān) 控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由云端服務器1、智能網(wǎng)關2、Zigbee協(xié)調(diào)點3、單片機控制模塊4、太陽能 蓄電池5、Zigbee終端節(jié)點6、溫度傳感器7、濕度傳感器8、無線攝像頭9、聲音檢測模塊10、 水泵11、發(fā)聲模塊12、顯示器13組成。云端服務器1與單片機控制模塊4通過串口線模塊， 水泵11與單片機控制模塊4通過繼電器相連，發(fā)聲模塊12通過單片機的10 口相連，顯示 器13為云端服務器1的終端顯示器。
[0006] 本實用新型所述智能網(wǎng)關2與云端服務器1采用的是網(wǎng)線進行連接；所述云端服 務器1的處理性能取決于數(shù)據(jù)量的大小，數(shù)據(jù)越大要采取高性能服務器；所述太陽能蓄電 池5能儲存電量。
[0007] 智能網(wǎng)關2通過串口線與云端服務器1相連，Zigbee協(xié)調(diào)點3與智能網(wǎng)關2通過 串口數(shù)據(jù)線相連，相應的太陽能蓄電池5通過導線向Zigbee協(xié)調(diào)點3和Zigbee終端節(jié)點6 供電，太陽能蓄電池5必須為無線攝像頭9和聲音檢測模塊10供電。Zigbee協(xié)調(diào)點3與 Zigbee終端節(jié)點6通過無線通信進行交互。
[0008] 本實用新型所述的單片機控制模塊4中的單片機為nRF24El單片機模塊中的C51 單片機內(nèi)核采用nRF24El單片機模塊中的C51單片機內(nèi)核，對收到的指令信息進行判斷處 理，決定是否向水泵發(fā)送開啟或關閉的指令。
[0009] 本實用新型所述的Zigbee協(xié)調(diào)點3，Zigbee終端節(jié)點6這兩者沒有什么本質(zhì)的區(qū) 另IJ，只是燒進模塊的程序不同而已。
[0010] 本實用新型所述的太陽能蓄電池5其輸出電壓、電流必須要與Zigbee的輸入電壓 相同。
[0011] 本實用新型所述的溫度傳感器7和濕度傳感器8必須能夠設定上傳數(shù)據(jù)的頻率。
[0012] 本實用新型所述的無線攝像頭9是普通的網(wǎng)絡攝像頭，通過配置不同的ip地址可 以方便的對不同地方通過攝像頭進行監(jiān)控。
[0013] 本實用新型所述的水泵11對農(nóng)作物進行灌溉，同時可以調(diào)節(jié)抽水的速率，達到農(nóng) 戶主人對莊稼灌溉速度控制的目的。
[0014] 本實用新型所述的發(fā)聲模塊12必須能夠讓很大面積的農(nóng)田之內(nèi)聽到發(fā)出的驅(qū)趕 各種常見鳥類的聲音。
[0015] 本實用新型所述的顯示器13能夠顯示各個無線攝像頭拍攝的情況。
[0016] 本實用新型安裝過程是將本系統(tǒng)的Zigbee協(xié)調(diào)點3、單片機控制模塊4、太陽能蓄 電池5、Zigbee終端節(jié)點6、溫度傳感器7、濕度傳感器8、無線攝像頭9、聲音檢測模塊10以 適當?shù)木嚯x分布在農(nóng)田中，遵循的一個原則是必須能夠在保證了解每塊天地的農(nóng)作物情況 的前提下盡量保證充分復用Zigbee協(xié)調(diào)點3。水泵11布置在傳感器周圍，發(fā)聲模塊12安 裝在農(nóng)田的邊上，對著農(nóng)田中心播放驅(qū)逐鳥類的聲音。顯示器13布置在農(nóng)戶家中連接著云 端服務器1。
[0017] 有益效果：
[0018] 1、本實用新型安裝簡易，能有效幫助農(nóng)戶主人，特別是大型農(nóng)場主提供各種便利， 節(jié)約了雇傭管理人員的成本，方便實時了解農(nóng)作物。
[0019] 2、本實用新型的設計巧妙，能夠自動的灌溉與驅(qū)逐鳥類，省時省力。
[0020] 3、本實用新型的云端服務對外提供可擴展的接口，可以對云端進行復用，可以為 多個農(nóng)戶提平臺，節(jié)約開支。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為本實用新型智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的結構示意圖。
[0022] 標記說明：1-云端服務器；4-單片機控制模塊；11-水泵；12-發(fā)聲模塊；
[0023] 圖2為本實用新型智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)安裝的結構示意圖。
[0024] 標記說明：2_智能網(wǎng)關；3-Zigbee協(xié)調(diào)點；5-太陽能蓄電池；6-Zigbee終端節(jié)點； 7_溫度傳感器；8-濕度傳感器；9-無線攝像頭；10-聲音檢測模塊；11-水泵；12-發(fā)聲模 塊；13-顯不器。

【具體實施方式】
[0025] 下面結合說明書附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0026] 如圖1和圖2所示，本實用新型的整體裝置結構是由云端服務器1、智能網(wǎng)關2、 Zigbee協(xié)調(diào)點3、單片機控制模塊4、太陽能蓄電池5、Zigbee終端節(jié)點6、溫度傳感器7、濕 度傳感器8、無線攝像頭9、聲音檢測模塊10、水泵11、發(fā)聲模塊12、顯示器13組成。溫度傳 感器7和濕度傳感器8收集土壤中的溫度的濕度，并通過Zigbee終端節(jié)點6轉(zhuǎn)發(fā)到Zigbee 協(xié)調(diào)點3,再由智能網(wǎng)關2發(fā)送到云端服務器1，云端服務器1通過對收集到的數(shù)據(jù)進行分 析，如果溫度高于閾值或者濕度低于閾值，則通過水泵11抽水進行灌溉。聲音檢測模塊10 能夠檢測出一定頻率的聲音，并且實時的數(shù)據(jù)傳到服務器進行數(shù)據(jù)匹配分析，如果與預先 存儲在服務器上的鳥叫聲匹配的話，則通過發(fā)聲模塊12播放驅(qū)逐鳥類的聲音，能夠有效的 在播種和作物成熟的時候減少損失，因為如果播下去的種子被鳥類吃掉的話，就意味著產(chǎn) 量的減少；豐收的時候也有相當一部分會被吃掉。通過顯示器13能夠清晰的看清楚田間的 各種情況，攝像頭可以360度進行旋轉(zhuǎn)，全方位了解作物情況，例如：有牲畜闖入、有人偷盜 或者是有害蟲需要噴灑農(nóng)藥。
[0027] 如圖2所示，本實用新型的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是結合農(nóng)業(yè)中存在的問題和云端服務器 1連結成的一套完整的新型簡易智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)裝置。首先，將本系統(tǒng)的溫度傳感器7、濕度 傳感器8、無線攝像頭9、聲音檢測模塊10和對應的Zigbee終端節(jié)點6進行相連，然后再用 太陽能蓄電池5與Zigbee協(xié)調(diào)點3相連并為其供電，其次，將智能網(wǎng)關2和Zigbee協(xié)調(diào)點 3相連，智能網(wǎng)關2另一端連接到云端服務器1，最后，將云端服務器1與單片機控制模塊4 進行相連，并在單片機控制模塊4周圍連接發(fā)生模塊12和水泵11，即可完成安裝。開啟云 端服務器1并運行相應的程序，并且為相應的裝置通電，即可啟動本系統(tǒng)。
[0028] 當本系統(tǒng)啟動后，溫度傳感器7和濕度傳感器8對土壤的溫度和濕度進行實時監(jiān) 控，聲音檢測模塊10也一直處于運行當中，云端服務器1也一直處于運行分析狀態(tài)。
[0029] 下面是本實用新型的具體選材方案，包括：
[0030] 本實用新型的控制相對比較簡單，而且考慮到用戶在實施過程中需要進行室內(nèi)近 距離通信。本實用新型選用nRF24El作為單片機控制模塊1，該模塊具有無線通信功能，能 夠保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。
[0031] 由于本實用新型對無線攝像頭9的要求不是很高，為降低成本，采用普通的網(wǎng)絡 攝像頭即可。智能網(wǎng)關2采用的是普通的ARM板并對其進行編程，對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)和處理， 根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小選擇不同性能的處理器。Zigbee協(xié)調(diào)點3, Zigbee終端節(jié)點6采用的是 普通的終端模塊，必須能夠?qū)ζ溥M行編程，方便配置成協(xié)調(diào)點或者是終端節(jié)點。太陽能蓄電 池5必須具備存儲電能的功能，以便在陽光不充足的陰天也能夠供電，并且輸出的電壓、電 流與Zigbee終端節(jié)點6、Zigbee協(xié)調(diào)點3、無線攝像頭9能夠匹配。
[0032] 綜上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不 局限于此。在本實用新型所披露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實 用新型所揭露的技術范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書的保護范 圍為準。
【權利要求】
1. 一種基于云平臺的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由云端服務器（1)、智能網(wǎng)關（2)、 Zigbee協(xié)調(diào)點（3)、單片機控制模塊（4)、太陽能蓄電池（5)、Zigbee終端節(jié)點（6)、溫度傳 感器（7)、濕度傳感器（8)、無線攝像頭（9)、聲音檢測模塊（10)、水泵（11)、發(fā)聲模塊（12)、 顯示器（13)組成，其特征在于：所述系統(tǒng)的云端服務器（1)與單片機控制模塊（4)通過串 口線進行連接，水泵（11)與單片機控制模塊（4)通過繼電器相連，發(fā)聲模塊（12)通過單片 機的10 口相連，顯示器（13)是云端服務器（1)的終端顯示器；智能網(wǎng)關（2)通過串口線與 云端服務器（1)相連，Zigbee協(xié)調(diào)點（3)與智能網(wǎng)關（2)通過串口數(shù)據(jù)線相連，相應的太 陽能蓄電池（5)通過導線向Zigbee協(xié)調(diào)點（3)和Zigbee終端節(jié)點（6)供電，無線攝像頭 (9)和聲音檢測模塊（10)通過太陽能蓄電池（5)供電；Zigbee協(xié)調(diào)點（3)與Zigbee終端 節(jié)點（6)通過無線通信進行交互。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于云平臺的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述單 片機控制模塊（4)中的單片機為nRF24El單片機模塊中的C51單片機內(nèi)核；Zigbee終端節(jié) 點（6)將數(shù)據(jù)通過Zigbee協(xié)調(diào)點（3)和智能網(wǎng)關（2)上傳到云端服務器（5)，在云端服務 器（5)上對數(shù)據(jù)分析判斷處理，通過單片機控制模塊（4)返回控制信息。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于云平臺的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述無 線攝像頭（9)采用的是普通無線網(wǎng)絡攝像頭。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于云平臺的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述 Zigbee協(xié)調(diào)點（3)與智能網(wǎng)關（2)采用的是串口線進行連接。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于云平臺的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述智 能網(wǎng)關（2)與云端服務器（1)采用的是網(wǎng)線進行連接。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于云平臺的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述云 端服務器（1)的處理性能取決于數(shù)據(jù)量的大小，數(shù)據(jù)越大要采取高性能服務器。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于云平臺的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述太 陽能蓄電池（5)能儲存電量。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于云平臺的智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系 統(tǒng)的安裝過程包括：將所述系統(tǒng)的Zigbee協(xié)調(diào)點（3)、單片機控制模塊（4)、太陽能蓄電池 (5)、Zigbee終端節(jié)點（6)、溫度傳感器（7)、濕度傳感器（8)、無線攝像頭（9)、聲音檢測模 塊（10)以適當距離分布在農(nóng)田中，充分復用Zigbee協(xié)調(diào)點（3)，水泵（11)布置在傳感器 周圍，發(fā)聲模塊（12)安裝在農(nóng)田的邊上；顯示器（13)布置在農(nóng)戶家中連接著云端服務器 ⑴。
【文檔編號】F04D27/00GK203849593SQ201420014981
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權日:2014年1月9日
【發(fā)明者】邵素強, 刁進, 盧捍華 申請人:南京郵電大學