一种基于ZigBee的农作物生长信息采集系统

专利检索2025-12-19  8


本发明涉及农作物生长检测,尤其涉及一种基于zigbee的农作物生长信息采集系统。


背景技术:

1、传统农业种植模式依据人工经验进行灌溉、施肥,根据季节变换带来的温度变化进行相应的操作,农作物的涨势和产量无法保证,特别是精细化种植和大棚中经济作物的种植,采集农作物的生长环境信息数据变得重要,甚至影响农作物的产量。且随着经济发展与科技进步,农业科技也与时俱进,农业大田指标的监控系统应运而生,现用于农业大田的传感器主要涉及监测大气温湿度的传感器、土壤水分的传感器、光照的传感器,传统的的综合传感器采集设备系统结构简单,可靠性强,故障发生率和误报警率低,安装及维护成本低,灵活性和扩展性能好,可实现对土壤、水、光照等信息的实时和精确测量,降低农业管理量,提高农业管理的网络化、智能化水平,有非常好的实用价值。

2、然而,在农作物生长过程中现有的监测设备,采用集中监测某一定面积内的农作物生长环境数据,当采集面积过大时,存在各种传感器的无法部署在相应环境位置的问题,进而造成无法实现全面采集或监测的问题;此外现有的农作物生长信息采集设备直接将多个传感器的采集到的数据上传至服务器,忽略了由于采集设备故障/不能正常工作时,造成的采集数据准确率低的问题,且现有的采集设备还存在当多个采集数据上传至服务器时,由于传输信号不稳定造成采集数据准确率下降的问题。


技术实现思路

1、本发明提供一种基于zigbee的农作物生长信息采集系统,以克服上述技术问题。

2、为了实现上述目的,本发明的技术方案是:

3、一种基于zigbee的农作物生长信息采集系统,包括zigbee节点模块、rs485接口模块、网络服务器以及用于提供电能的电源模块:且所述zigbee节点模块包括采集终端节点、协调器节点以及无线终端设备节点dtu;

4、所述采集终端节点包括多个数据检测传感器,以及与各数据检测传感器连接的无线通信模块;

5、所述采集终端节点通过无线通信模块与协调器节点通信连接,且所述采集终端节点基于设备判定策略确认各数据检测传感器的工作状态,并通过确认工作状态正常的数据检测传感器获取的农作物生长状态数据传输至协调器节点;

6、所述协调器节点用于对接收的所述农作物生长状态数据进行base64编码以获取用于数据识别的编码字符串数据,并通过rs485接口模块将所述编码字符串数据传输至无线终端设备节点dtu缓存;

7、所述无线终端设备节点dtu与网络服务器通信连接,且所述无线终端设备节点dtu基于数据传输策略,用于将缓存的所述编码字符串数据传输至所述网络服务器,以实现农作物生长状态数据的存储。

8、进一步的,所述采集终端节点基于设备判定策略确认各数据检测传感器的工作状态的方法具体为

9、所述采集终端节点基于所述协调器节点配置各数据检测传感器的通信权限,并基于设备判定策略获取工作状态正常的数据检测传感器;

10、并根据工作状态正常的所述数据检测传感器进行农作物生长状态数据的采集;

11、各所述数据检测传感器包括空气温湿度传感器、光照强度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤温湿度传感器、土壤ph值传感器以及土壤氮磷钾传感器;

12、所述设备判定策略具体为:

13、基于采集终端节点获取各数据检测传感器的心跳包数据,并定义心跳包数据向所述协调器节点发送心跳包数据的发送时间周期;且所述心跳包数据至少包括各数据检测传感器的类型与各数据检测传感器的地址信息;

14、根据所述心跳包数据与发送时间周期获取采集终端节点的设备检测时间序列;所述设备检测时间序列包括数据检测传感器的编码号与对应数据检测传感器的时间戳;

15、所述采集终端节点基于设备检测时间序列依次向所述协调器节点发送申请检测信号;并基于协调器节点根据接收的所述申请检测信号,确认各数据检测传感器工作状态是否正常;

16、若确认数据检测传感器工作状态正常,则基于协调器节点向检测通过的所述数据检测传感器发送数据采集指令并进行农作物生长状态数据的采集;否则,通过所述协调器节点将未检测通过的数据检测传感器的发送中止采集指令,以中止未检测通过的数据检测传感器的采集任务。

17、进一步的,所述协调器节点对接收的所述农作物生长状态数据进行base64编码以获取用于数据识别的编码字符串数据的方法具体为

18、通过所述协调器节点获取待编码的农作物生长状态数据,且所述农作物生长状态数据为字符数据;

19、基于所述字符数据获取多个提取字符,并在各所述提取字符头部设置前置数字以更新各提取字符;

20、所述提取字符为从字符数据的头部开始,依次提取的预设字节数量的连续字节所获取的;

21、基于标准的base64编码表重新编排获取预设base64编码表,并基于预设的base64编码表分别对更新的各提取字符中的每个字节进行编码,获取编码字符串数据;

22、所述编码字符串数据即为对农作物生长状态数据进行base64编码获取的字符串数据,并将所述编码字符串数据通过串口通信发送至无线终端设备节点dtu缓存。

23、进一步的,所述无线终端设备节点dtu基于数据传输策略,用于将缓存的所述编码字符串数据传输至所述网络服务器的方法具体为

24、所述网络服务器通过http协议接受由无线终端设备节点dtu发送的编码字符串数据;

25、所述无线终端设备节点dtu向所述网络服务器发送协议http协议post请求,且将编码字符串数据添加至http协议post请求的实体数据中,获取实体数据包,并将所述实体数据包传输至所述网络服务器;

26、所述网络服务器接收所述http协议post请求后,基于预设base64编码表对所述实体数据包中的编码字符串数据解码,以获取http协议post请求的实体数据包中的解码数据;

27、所述解码数据即为采集的农作物生长状态数据;

28、所述网络服务器将所述解码数据传输至预设的数据库存储。

29、进一步的,还包括与所述网络服务器通信连接的web端节点与app客户端节点;

30、所述web端节点与app客户端节点用于向所述网络服务器发送数据请求指令,并根据设定的数据请求内容从预设的数据库中读取存储的农作物生长状态数据。

31、有益效果:本发明提供了一种基于zigbee的农作物生长信息采集系统,包括zigbee节点模块、rs485接口模块、网络服务器以及用于提供电能的电源模块:且zigbee节点模块包括采集终端节点、协调器节点以及无线终端设备节点dtu;采用短距离无线通信技术zigbee在各个节点间传送数据,且采集终端节点可根据数据采集地点与面积的变化,灵活部署在农作物的生长环境中;通过设备判定策略判定采集终端节点的设备工作状态,并通过确认工作状态正常的数据检测传感器采集农作物生长状态数据传输至协调器节点确保了农作物生长信息采集时采集终端节点的采集数据的准确率;通过协调器节点对接收的农作物生长状态数据进行base64编码以获取用于数据识别的编码字符串数据,便于在农作物生长状态数据的传输过程中的准确性,并将其传输至无线终端设备节点dtu缓存,无线终端设备节点dtu基于数据传输策略将缓存的编码字符串数据传输至网络服务器,以实现农作物生长状态数据的存储,保证了采集数据在网络传输过程中的准确性。


技术特征:

1.一种基于zigbee的农作物生长信息采集系统,其特征在于,包括zigbee节点模块、rs485接口模块、网络服务器以及用于提供电能的电源模块:且所述zigbee节点模块包括采集终端节点、协调器节点以及无线终端设备节点dtu;

2.根据权利要求1所述的一种基于zigbee的农作物生长信息采集系统,其特征在于,所述采集终端节点基于设备判定策略确认各数据检测传感器的工作状态的方法具体为所述采集终端节点基于所述协调器节点配置各数据检测传感器的通信权限,并基于设备判定策略获取工作状态正常的数据检测传感器;

3.根据权利要求2所述的一种基于zigbee的农作物生长信息采集系统,其特征在于,所述协调器节点对接收的所述农作物生长状态数据进行base64编码以获取用于数据识别的编码字符串数据的方法具体为通过所述协调器节点获取待编码的农作物生长状态数据,且所述农作物生长状态数据为字符数据;

4.根据权利要求3所述的一种基于zigbee的农作物生长信息采集系统,其特征在于,所述无线终端设备节点dtu基于数据传输策略,用于将缓存的所述编码字符串数据传输至所述网络服务器的方法具体为所述网络服务器通过http协议接受由无线终端设备节点dtu发送的编码字符串数据;

5.根据权利要求4所述的一种基于zigbee的农作物生长信息采集系统,其特征在于,还包括与所述网络服务器通信连接的web端节点与app客户端节点;


技术总结
本发明公开了一种基于ZigBee的农作物生长信息采集系统,包括ZigBee节点模块、RS485接口模块、网络服务器以及用于提供电能的电源模块:采集终端节点通过无线通信模块与协调器节点通信连接,且基于设备判定策略通过数据检测传感器获取的农作物生长状态数据传输至协调器节点;协调器节点对接收的数据进行Base64编码获取编码字符串数据,无线终端设备节点DTU基于数据传输策略将缓存的所述编码字符串数据传输至所述网络服务器,以实现农作物生长状态数据的存储。本发明解决了在农作物生长过程中现有的监测设备由于数据采集面积过大无法全面监测环境数据,造成环境采集传感器位置部署不合理的问题,且存在由于采集终端损坏或传输信号不稳定造成采集数据准确率低的问题。

技术研发人员:叶剑锋,郑纯军,叶孜
受保护的技术使用者:大连东软信息学院
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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