[发明专利]一种基于养殖环境物联网的无线监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及动物养殖领域，具体涉及一种基于养殖环境物联网的无线监测系统及方法。

背景技术

在配备了各种现代化畜牧设备的高效化家庭农场中，环境数据诸如温湿度的集中监控已经是一项基本需求。实现这种温湿度传感监控的方案有很多，比如采用有线将多个传感器汇集到一个监控终端，通过本地设备的显示屏查看；或者使用独立一体式的环境检测终端将数据采集后联网上传到云端，通过手机app集中查看数据。这些方案中大部分都是单机使用，只能通过场内终端设备查看数据，而个别的联网方案中，在针对多个监测点的情况下则需要多张流量卡或者是要覆盖wifi点，成本比较高。

在市面上现有的方案中，从传感器的选型，组网方式到数据集中显示上传的方式都是各有差异的，加上不同的组合后就更是种类繁多，没有标准的产品规范。但目前能提供可靠且远距离无线传输信号，又能通过简易的连网方式上传数据，并能深度融合物联网技术，具备完善的移动和云平台应用的产品不是很多，价格也是较混乱。

现有技术存在以下技术问题：

1、采用的传感器大多数为模拟量有线类型，传感精度低，安装时需要布线且要人工修正线材带来的误差，实施成本比较高；

2、采用无线传输的方案中，主要还是采用230MHZ或者是433MHZ频段的传统无线技术，对于一些复杂的障碍物或者是地势，传输距离和通信命中率不是太理想；

3、传统还是以单机局域网组成的系统居多，不具备数据联网功能，监控数据必须在现场，不能远程实时监控；

4、物联网应用深度不足，往往只是简单的数据展示界面，不能提供多方位的物联网技术配套服务，比如数据异常报警、断电报警和数据历史分析与挖掘等；

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明提出一种基于养殖环境物联网的无线监测系统，所述系统包括：无线传感节点单元、无线主机单元、云端服务应用单元；

无线传感节点单元，采集至少一个点的温湿度环境数据，并上传至无线主机单元；

无线主机单元，对无线传感节点单元的环境数据汇集、加工并重新编码，上传到云端服务应用单元；

云端服务应用单元，用于对无线主机单元编码后的环境数据的进行频道的订阅、监听和数据库入库。

进一步地，所述无线传感节点单元与所述无线主机单元之间采用lora无线传感技术进行数据的无线传输。

进一步地，所述无线传感节点单元每2秒读取一次实时的温湿度数值；

相应地，所述无线传感节点单元包括无线节点模块、数码管显示模块、lora无线发射模块；

无线节点模块，安装在养殖栏舍或各种需要实时监测环境温湿度数据的场合，供电方式为220v交流或电池供电；

数码管显示模块，用于显示当前无线节点模块实时采集到的温湿度数据和无线通信状态；

lora无线发射模块，用于广播无线节点模块实时采集到温湿度数据。

进一步地，所述无线节点模块每次广播数据后就会进入休眠模式；

所述无线节点模块为瑞士进口的数字式温湿度传感芯片；

相应地，所述温湿度传感芯片的湿度使用范围是0-100％RH，温度使用范围是-40-+125℃，RH响应时间为8s。

进一步地，所述无线主机单元为嵌入式操作系统；

所述重新编码为按照标准的mqtt协议格式编码。

进一步地，所述无线主机单元包括触摸屏交互系统模块、参数设置模块；

触摸屏交互系统模块，为采用7寸液晶触摸组态屏，用于查看各个节点详细的实时温湿度数据、gprs网络信号，服务器通信状态；

系统设置模块，用于节点参数的管理、系统的参数配置；

相应地，通过系统设置模块在触摸屏交互系统模块的触摸屏上实现节点配对、传感器配置、历史数据查询、硬件检测设置；

报警模块，用于针对触摸屏交互系统模块或系统设置模块出现系统异常进行实时报警。

进一步地，所述无线主机单元与云端服务应用单元之间采用MQTT物联网协议进行通信；

相应地，MQTT为基于二进制消息的发布和订阅编程模式的消息协议。

进一步地，所述云端服务应用单元包括远端监控模块；

远端监控模块，用于通过手机app和web页面集中监控无线传感节点单元采集到的环境数据。

为达到上述目的，本发明还提出一种基于养殖环境物联网的无线监测方法，具体包括如下步骤：

S1，采集至少一个点的温湿度环境数据，并上传至无线主机单元；