一种基于LoRaWAN传感器的农场监控系统
技术领域
本实用新型属于农业物联网领域，尤其是一种基于LoRaWAN传感器的农场监控系统。
背景技术
现有一些农业采集和控制系统，使用有线传感器采集农业环境数据，例如，公告号为CN209608689U的中国实用新型专利，公开了一种基于LoRa的设施农业云端控制器，实现了采集和控制方案，但由于其强调低成本，未采用LoRaWAN协议，及基于LoRaWAN协议的传感器，扩展性兼容性差，不宜于大规模组网，传感器需要布线，不能灵活管理大面积农场，类似的还有公告号为CN209281270U的中国实用新型专利。
LoRaWAN作为低功耗广域网(LPWAN)的一种长距离通信技术，在高性能、远距离、低功耗，以及支持大规模组网、测距和定位等方面具有突出的特点，无线通信距离3.5km，郊区环境理论上可达15km。LoRaWAN传感器具有兼容性、扩展性强、可灵活布置等特点，不需要布线、维护。以LoRaWAN组网，其无线节点容量，一般情况下也可达到上万个节点，理论上能达到六万个节点以上，可覆盖农场面积4万亩以上，且可达到很高的性能，满足实时控制的要求。
实用新型内容
为了克服不能灵活监控大面积农场、布线困难易出故障等问题，本实用新型提出了一种基于LoRaWAN传感器的农场监控系统，包括LoRaWAN网关、LoRaWAN传感器、LoRaWAN无线控制模块、执行控制设备、决策模块、管理客户端。所述LoRaWAN传感器、LoRaWAN无线控制模块通过无线方式与LoRaWAN无线网关连接，LoRaWAN无线网关通过有线网络或5G与决策模块连接，管理客户端通过局域网或广域网与决策模块连接，利用LoRaWAN的技术特点，结合LoRaWAN传感器布置的灵活性，实现大范围的农场的数据采集和控制功能。
上述的LoRaWAN传感器包括但不限于空气温湿度、二氧化碳浓度、光照、风速、大气压、土壤温湿度、土壤EC值等农业生产相关传感器，LoRaWAN传感器连接LoRaWAN无线网关，通过无线网关上传监测数据。
上述的执行控制设备包括可控制农业设施的电动机、电磁阀、开关设备等，农业设施包括但不限于水肥一体化、卷膜机、风机、遮阳、湿帘、加温等，执行控制设备连接LoRaWAN无线控制模块，执行其中转下发的控制命令，执行如开启灌溉、打开顶膜、开启通风、打开外遮阳、开启湿帘降温等管理操作。
上述的LoRaWAN无线控制模块包括485接口及数字量输入输出接口，可控制485总线设备，也可通过数字量输入接收设备运行数据后上传，通过数字量输出控制上述的执行控制设备，执行来自LoRaWAN无线网关的控制命令，自身作为LoRaWAN节点，连接LoRaWAN无线网关双向通信。
上述的LoRaWAN无线网关，自身拥有LoRaWAN组网能力，采用专用的SX1301及后续芯片，向下通过无线技术连接LoRaWAN传感器与LoRaWAN无线控制模块，向上通过有线网络或5G技术连接决策模块，一方面上传来自各传感器与设备的生产环境监测数据，另一方面下发来自决策模块的设备控制命令。
上述的决策模块，基于实时生产环境数据，使用智能算法做出生产管理决策，自动实时下发决策以控制农业设备，用来管理农业生产，可能部署在云端，也可以部署在农场本地，或者两者同时部署。
上述的管理客户端包括电脑客户端与移动APP，直接连接决策模块，用来管理系统，可查看系统状态、统计分析数据，也可取代决策模块手动下发控制命令。
本实用新型的有益效果是，本实用新型农场监控系统，能大范围、灵活采集大规模农场的生产环境数据并实时上传，用于自动、灵活管理农业生产，不受布线、农场环境及传输距离等影响，可大幅减少故障概率与维护工作量。
附图说明
图1是一种基于LoRaWAN传感器的农场监控系统的架构图。
具体实施方式
下面将对照附图说明本实用新型的实施方式。
本实用新型提出了一种基于LoRaWAN传感器的农场监控系统，如图1如示，包括LoRaWAN网关、LoRaWAN传感器、LoRaWAN无线控制模块、执行控制设备、决策模块、管理客户端。所述执行控制设备通过485线或电源线与LoRaWAN无线控制模块连接，LoRaWAN无线控制模块、LoRaWAN传感器通过无线方式与LoRaWAN无线网关连接，LoRaWAN无线网关通过有线网络或5G与决策模块连接，管理客户端通过局域网或广域网与决策模块连接，利用LoRaWAN的技术特点，实现大范围的实时的采集和控制功能。
在本实用新型的实施例中，所述LoRaWAN传感器包括空气温湿度、二氧化碳浓度、光照、风速、大气压、土壤温湿度、土壤EC值等农业生产传感器，LoRaWAN传感器通过LoRaWAN无线网关上传监测数据。
在本实用新型的实施例中，所述执行控制设备包括可控制农业设施的电动机、电磁阀、开关设备等，农业设施包括水肥一体化、卷膜机、风机、遮阳、湿帘、加温等，执行控制设备连接LoRaWAN无线控制模块，执行其中转下发的控制命令，执行如开启灌溉、打开顶膜、开启通风、打开外遮阳、开启湿帘降温等管理操作。
在本实用新型的实施例中，所述LoRaWAN无线控制模块包括485接口及数字量输入输出接口，通过485接口控制485总线设备，也可通过数字量输入接收设备运行数据后上传，通过数字量输出控制上述的执行控制设备，执行来自LoRaWAN无线网关的控制命令，自身作为LoRaWAN节点，连接LoRaWAN无线网关双向通信。
在本实用新型的实施例中，所述的LoRaWAN无线网关，自身拥有LoRaWAN组网能力，采用专用的SX1301芯片，向下通过无线技术连接LoRaWAN传感器、LoRaWAN无线控制模块，向上通过有线网络或5G技术连接决策模块，一方面上传来自各传感器与设备的生产环境监测数据，另一方面下发来自决策模块的设备控制命令。
在本实用新型的实施例中，所述的决策模块，基于实时生产环境数据，使用智能算法自动做出生产管理决策，实时下发以控制农业设备，用来管理农业生产，部署在云端。
在本实用新型的实施例中，所述管理客户端包括电脑客户端与移动APP，直接连接决策模块，用来管理系统，可查看系统状态、统计分析数据，也可取代决策模块手动下发控制命令。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，有关“上”、“下”等描述指示的方位或位置关系只是指逻辑关系，而非实际关系，因而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，“管理”、“控制”、“连接”等词应做广义理解，例如，连接可以是无线的，也可以是有线的。
