[发明专利]农林业病虫害监测管理系统

摘要

农林业病虫害监测管理系统用了物联网技术，涉及系统集成、软件开发技术领域，本系统集成性高，功能完善性好，从硬件采集端到服务器接收端，再到客户端(远程PC端和手机APP)，构成一个相对完善的整体。实现了客户端能够通过服务器远程控制硬件采集端摄像头上下移动以及获取气象数据。此系统通过服务器实现远程控制硬件设备，控制摄像头上下升降，并能多角度的拍摄视频图像，实现多点监控，多用户访问。充分的体现了智能化，大大的减少了农林业专家必须下到田地去观测的问题，并且随时随地的进行查看。同时预警部分也提醒人们及时做出相应的措施。获取的大量数据为以后的农作物最优生长环境的分析等提供了充分的数据基础。

主权项

1.农林业病虫害监测管理系统，包括如下三大部分：硬件采集端、服务器接收端、手机客户端；其特征在于：硬件采集端：包括嵌入式控制板、多类气象传感器、数据采集器、电压转换器、固定摄像头、云台摄像头、电机、电机驱动器、滑轨、工业路由器、限位器、太阳能电池板和无线模块；气象传感器测试的物理量包括风速、风向、温度、湿度、大气压、降雨量、土壤温度、土壤湿度、总辐射、日照时数一种或多种；云台摄像头能进行水平0～360度的旋转摄像，垂直方向上下各90度即垂直180度的摄像；并且云台摄像头在嵌入式控制板控制下沿着滑轨进行上下移动；而控制指令是远程PC端或者远程移动终端向服务器发送的指令，并通过服务器系统转发到硬件采集端嵌入式控制板，实现了远程控制摄像头的上下移动；同时在滑轨的底部和顶部装有限位器，当摄像头到达底部或者顶部时就产生中断，防止摄像头继续向下或者向上移动；各个气象传感器与数据采集器接口直连，数据采集器将各个气象传感器采集到的数据整合到一起，通过接口与嵌入式控制板相连，将数据传输给嵌入式控制板，控制板程序会自动将数据在SD存储卡中进行数据的备份；嵌入式控制板连接电机驱动器，控制步进电机转动，同时带动云台摄像头在滑轨上上下移动，观察农林作物不同高度的生长情况以及病虫害情况；嵌入式控制板通过控制转速和频率，使步进电机能够精确移动步长为1厘米，误差不超过1毫米；嵌入式控制板通过有线网络或者无线网络接收服务器接收端发送过来的指令，控制摄像头进行上或下移动具体的距离；远程PC端和移动终端APP都是通过发送请求给服务器，服务器再做出相应的响应并给硬件采集端发送指令，进而控制硬件采集端，硬件采集端与服务器的通信有3种方式，此3种方式共存，有优先级，只有当高优先级的方式存在异常时才选择优先级次之的方式进行通信；3种方式如下：1)、无线模块通信方式；利用无线模块进行硬件采集端与服务器的数据交互，服务器通过连接在串口上的无线模块发送控制或者读取指令给硬件采集端的无线模块，嵌入式控制板分析接收到的指令对电机进行控制或者将各类采集器采集到的数据通过无线模块发送到服务器接收端无线模块，进而被服务器存入数据库，具体情况根据是控制指令还是读取指令；只有当另外其他两种通信方式出问题时才会选择此通信方式；此方式解决网络信号不通畅等突发情况，保证了接收服务器中气象数据的实时性；2)、有线网络通信方式；硬件采集端的嵌入式控制板与工业路由器通过网线直连，然后路由器的WAN口通过网线连接到交换机或者外部网络，这样就实现与服务器的有线网络通信；服务器通过网络将控制或者读取指令发送到硬件采集端嵌入式控制板，按照控制板按照TCP/IP协议读取相关数据，进而控制电机或者将各类传感器数据再通过网络发送到服务器，服务器将数据解析出来存入数据库，方便PC端或者移动终端APP的查询；此方式的优先级最高；3)、无线网络通信方式；由于硬件采集端安装在农田或者林间，位置相对比较偏僻，可能没有网线连接过去，这样就使用无线网络通信方式；嵌入式控制板与工业路由器直接用网线连接，工业路由器中插上手机SIM卡，手机卡保证了连接上网络，由于其为内网，不能外网直接访问，此时需要到网上申请内网穿透相关的账号；在工业路由器上登录并绑定内网穿透账号，将连接到工业路由器上控制板或者摄像头对应的IP地址和端口号与网上申请账号中的域名和端口做好映射，这样就在外网通过网上申请账号中映射的域名和端口访问对应的硬件采集端；然后其和服务器的通信与有线网络通信方式和服务器的通信一样；此方式的优先级别次于有限网络通信方式，在检测控制板上设定的关于工业路由器WAN口有无外部网线连接的开关出现低电平信号时会自动切换到此方式。