一種溫室物聯(lián)網(wǎng)測控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室測控系統(tǒng) 及其數(shù)據(jù)同步方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展越來越多的在設(shè)施農(nóng)業(yè)中得到了應(yīng)用。傳感 器技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)、微型計算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)了溫室環(huán)境信息的監(jiān)測管 理。典型的溫室物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括感知、傳輸、應(yīng)用=種層次。感知層利用傳感器技術(shù)進(jìn)行環(huán) 境信息獲取，主要包括溫室內(nèi)的溫度、光照、濕度、C〇2濃度等氣候信息，±壤濕度、抑值、EC 值等環(huán)境信息，W及室外的氣象信息。傳輸層通過無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要WZigbee技術(shù)傳輸 至物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)一匯聚和計算處理，并傳輸至互聯(lián)網(wǎng)。遠(yuǎn)程應(yīng)用服務(wù)器 實(shí)現(xiàn)溫室監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲，實(shí)現(xiàn)面向用戶的口戶網(wǎng)站或者W客戶端的形式實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境監(jiān) 巧。。考慮到數(shù)據(jù)采集單元和傳感器易受溫室環(huán)境多變等因素的影響經(jīng)常需要變更，或者用 戶需要另外增加同類型的傳感器數(shù)量進(jìn)行監(jiān)測溫室內(nèi)的環(huán)境差異等情況。如何實(shí)現(xiàn)傳感器 和數(shù)據(jù)采集單元的變更所帶來的智能網(wǎng)關(guān)的信息處理與傳輸W及遠(yuǎn)程服務(wù)器信息處理與 傳輸?shù)淖赃m應(yīng)，是溫室物聯(lián)網(wǎng)智能化運(yùn)行的一個核屯、。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種溫室物聯(lián)網(wǎng)測控系統(tǒng)，W實(shí)現(xiàn)傳感器和數(shù)據(jù)采集 單元的變更所帶來的智能網(wǎng)關(guān)信息處理與傳輸W及遠(yuǎn)程服務(wù)器信息處理與傳輸?shù)淖赃m應(yīng)。
[0004] 為了解決W上技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的具體技術(shù)方案如下：
[0005] -種溫室物聯(lián)網(wǎng)測控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元網(wǎng)絡(luò)群（1)、匯聚節(jié)點(diǎn)（2)、智能網(wǎng) 關(guān)（3)、遠(yuǎn)程服務(wù)器（4)、遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備瀏覽器巧）；其特征在于；所述數(shù)據(jù)采集單元網(wǎng)絡(luò)群 (1)采用太陽能和蓄電池系統(tǒng)進(jìn)行供電，通過Zigbee數(shù)據(jù)采集單元連接傳感器，分別采集 溫室內(nèi)光照、溫度、濕度、C〇2濃度和溫室外氣象信息；采用星型的Zigbee通信協(xié)議自組織 方式形成無線傳輸網(wǎng)絡(luò)群與匯聚節(jié)點(diǎn)（2)進(jìn)行無線通信；匯聚節(jié)點(diǎn)（2)將Zigbee協(xié)議數(shù)據(jù) 流與串口通信數(shù)據(jù)流進(jìn)行轉(zhuǎn)換后同步至智能網(wǎng)關(guān)（3);智能網(wǎng)關(guān)（3)通過3G或Wi-Fi模塊 接入互聯(lián)網(wǎng)，建立與遠(yuǎn)程服務(wù)器（4)基于化化化St傳輸通信機(jī)制（6)的數(shù)據(jù)同步；遠(yuǎn)程服 務(wù)器（4)采用B/S結(jié)構(gòu)構(gòu)建用戶監(jiān)控設(shè)備瀏覽器巧）的肥B訪問。
[0006] 本實(shí)用新型的一種溫室物聯(lián)網(wǎng)測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步方法包括W下步驟：
[0007] 步驟一，智能網(wǎng)關(guān)（3)定義了數(shù)據(jù)采集單元配置表，所述表中包含；數(shù)據(jù)采集單元 ID、監(jiān)測參數(shù)名稱、監(jiān)測參數(shù)ID、單位、地點(diǎn)、監(jiān)測參數(shù)數(shù)值在數(shù)據(jù)流的始字節(jié)、監(jiān)測參數(shù)在 數(shù)據(jù)流的終字節(jié)、偏移量、數(shù)值轉(zhuǎn)換系數(shù)、監(jiān)測參數(shù)最小值、監(jiān)測參數(shù)最大值信息；
[0008] 步驟二，智能網(wǎng)關(guān)（3)通過匯聚節(jié)點(diǎn)（2)獲得數(shù)據(jù)采集單元網(wǎng)絡(luò)群（1)中各數(shù)據(jù) 采集單元所采集16進(jìn)制數(shù)據(jù)流，根據(jù)通信數(shù)據(jù)流首字節(jié)對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集單元ID，查詢數(shù)據(jù) 采集單元配置表格獲取各監(jiān)測參數(shù)數(shù)值在數(shù)據(jù)流中始字節(jié)、終字節(jié)、監(jiān)測參數(shù)ID等描述信 息；根據(jù)始字節(jié)、終字節(jié)的數(shù)值，將通信協(xié)議數(shù)據(jù)流中的16進(jìn)制監(jiān)測參數(shù)數(shù)值進(jìn)行提取并 轉(zhuǎn)化成10進(jìn)制后，再根據(jù)偏移量、數(shù)值換算系數(shù)計算出實(shí)際值，生成W監(jiān)測參數(shù)ID為列描 述名的監(jiān)測參數(shù)數(shù)值表；
[0009]步驟S，智能網(wǎng)關(guān)（3)采用XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)采集單元配置信息、監(jiān)測 參數(shù)數(shù)值進(jìn)行封裝，存儲至本地XML文件庫；
[0010] 步驟四，智能網(wǎng)關(guān)（3)通過化化化St傳輸通信機(jī)制化）向遠(yuǎn)程服務(wù)器（4)發(fā)起 XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述的數(shù)據(jù)采集單元配置信息、"屯、跳"計數(shù)值、監(jiān)測參數(shù)數(shù)值，遠(yuǎn)程服務(wù)器（4) 根據(jù)XML封裝協(xié)議進(jìn)行據(jù)采集單元配置信息、監(jiān)測參數(shù)數(shù)值的解析并更新數(shù)據(jù)庫。遠(yuǎn)程服 務(wù)器（4)解析"屯、跳"連接過程中，判斷監(jiān)控設(shè)備瀏覽器巧）的同步命令標(biāo)志，如果有效則 用XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述標(biāo)準(zhǔn)對遠(yuǎn)程服務(wù)器（4)的數(shù)據(jù)采集單元配置信息進(jìn)行封裝向智能網(wǎng)關(guān) (3)同步。
[0011] 本實(shí)用新型具有有益效果
[0012] 本實(shí)用新型通過對數(shù)據(jù)采集單元配置表進(jìn)行定義，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集單元數(shù)據(jù)流的 監(jiān)測參數(shù)數(shù)值的自適應(yīng)解析W及同步數(shù)據(jù)的XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述標(biāo)準(zhǔn)的自適應(yīng)封裝，并通過 Http化St傳輸通信機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)了智能網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器數(shù)據(jù)同步的方法，有利于 物聯(lián)網(wǎng)測控系統(tǒng)的快速部署和應(yīng)用，并有效地解決了溫室物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，動態(tài)增減傳感器 或者數(shù)據(jù)采集單元而造成物聯(lián)網(wǎng)測控系統(tǒng)的二次開發(fā)，為農(nóng)業(yè)信息的監(jiān)測和管理提供了通 用的方法。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步工作流程圖。
[0015] 圖中：1、數(shù)據(jù)采集單元網(wǎng)絡(luò)群，2、匯聚節(jié)點(diǎn)，3、智能網(wǎng)關(guān)，4、遠(yuǎn)程服務(wù)器，5、遠(yuǎn)程監(jiān) 控設(shè)備瀏覽器，6、化化化St傳輸通信機(jī)制。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例，對本 實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0018] 1.數(shù)據(jù)采集單元配置；用戶通過智能網(wǎng)關(guān)3設(shè)定數(shù)據(jù)采集單元的基本信息，包括 數(shù)據(jù)采集單元ID、監(jiān)測參數(shù)名稱、監(jiān)測參數(shù)ID、單位、地點(diǎn)、監(jiān)測參數(shù)數(shù)值在數(shù)據(jù)流的始字 節(jié)、監(jiān)測參數(shù)在數(shù)據(jù)流的終字節(jié)、偏移量、數(shù)值轉(zhuǎn)換系數(shù)、監(jiān)測參數(shù)最小值、監(jiān)測參數(shù)最大 值，進(jìn)行該節(jié)點(diǎn)的配置和注冊，建立數(shù)據(jù)采集單元配置表，并存儲在智能網(wǎng)關(guān)3的數(shù)據(jù)庫 中。
[0019] 2.Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同步；Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同步主要是實(shí)現(xiàn)溫室中的數(shù)據(jù)采集單 元組建的Zigbee網(wǎng)絡(luò)群1通過匯聚節(jié)點(diǎn)2發(fā)送至智能網(wǎng)關(guān)3的數(shù)據(jù)流提取出由傳感器采 集的監(jiān)測參數(shù)實(shí)際值。具體方法是：首先，取出串口通信數(shù)據(jù)流首字節(jié)對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集單 元ID，查詢數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)采集單元配置表格獲取各監(jiān)測參數(shù)數(shù)值在數(shù)據(jù)流中始字節(jié)、終 字節(jié)、監(jiān)測參數(shù)ID等描述信息。然后，根據(jù)始字節(jié)、終字節(jié)的數(shù)值，將通信協(xié)議數(shù)據(jù)流中的 16進(jìn)制監(jiān)測參數(shù)初始數(shù)值進(jìn)行提取，轉(zhuǎn)化成10進(jìn)制，減去偏移量，乘于數(shù)值換算系數(shù)，計算 出實(shí)際值。最終，生成W監(jiān)測參數(shù)ID為列描述名的監(jiān)測參數(shù)數(shù)值表，存儲至智能網(wǎng)關(guān)3的 數(shù)據(jù)庫中。例如，空氣濕度采集的16進(jìn)制數(shù)據(jù)流為（F1030203117851)，空氣濕度數(shù)值為該 數(shù)據(jù)流的第4至5字節(jié)，偏移量為0,轉(zhuǎn)換系數(shù)為0. 1。首先根據(jù)第4至5字節(jié)，提取出初始 數(shù)值為0311化ex)，換算成10進(jìn)制后，減去0,再乘于轉(zhuǎn)換系數(shù)0. 1，可知空氣濕度的數(shù)值為 78. 5。
[0020] 3.傳輸數(shù)據(jù)封裝：智能網(wǎng)關(guān)3將數(shù)據(jù)采集單元的配置信息進(jìn)行XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描 述封裝，如表1所示。
[0021] 表1基于XML的數(shù)據(jù)采集單元配置信息封裝
[0022]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種溫室物聯(lián)網(wǎng)測控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元網(wǎng)絡(luò)群（I)、匯聚節(jié)點(diǎn)（2)、智能網(wǎng)關(guān) (3)、遠(yuǎn)程服務(wù)器（4)和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備瀏覽器（5)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集單元網(wǎng)絡(luò)群 (1)采用太陽能和蓄電池系統(tǒng)進(jìn)行供電，通過Zigbee數(shù)據(jù)采集單元連接傳感器，分別采集 溫室內(nèi)光照、溫度、濕度、CO 2濃度和溫室外氣象信息；采用星型的Zigbee通信協(xié)議自組織 方式形成無線傳輸網(wǎng)絡(luò)群與匯聚節(jié)點(diǎn)（2)進(jìn)行無線通信；匯聚節(jié)點(diǎn)（2)將Zigbee協(xié)議數(shù)據(jù) 流與串口通信數(shù)據(jù)流進(jìn)行轉(zhuǎn)換后同步至智能網(wǎng)關(guān)（3);智能網(wǎng)關(guān)（3)通過3G或Wi-Fi模塊 接入互聯(lián)網(wǎng)，建立與遠(yuǎn)程服務(wù)器（4)基于Http Post傳輸通信機(jī)制（6)的數(shù)據(jù)同步；遠(yuǎn)程服 務(wù)器（4)采用B/S結(jié)構(gòu)構(gòu)建用戶監(jiān)控設(shè)備瀏覽器（5)的WEB訪問。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種溫室物聯(lián)網(wǎng)測控系統(tǒng)，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元網(wǎng)絡(luò)群、匯聚節(jié)點(diǎn)、智能網(wǎng)關(guān)、遠(yuǎn)程服務(wù)器和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備瀏覽器等模塊組成。針對數(shù)據(jù)采集單元和傳感器易受溫室環(huán)境多變的影響經(jīng)常需要變更，或者用戶需要另外增加同類型的傳感器數(shù)量進(jìn)行監(jiān)測溫室內(nèi)的環(huán)境差異等需求，為實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境監(jiān)測信息處理、傳輸過程的自適應(yīng)，設(shè)計的數(shù)據(jù)同步方法為：智能網(wǎng)關(guān)通過查詢預(yù)先設(shè)置好的數(shù)據(jù)采集單元配置表自適應(yīng)地解析數(shù)據(jù)流的監(jiān)測參數(shù)數(shù)值，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集單元網(wǎng)絡(luò)群與智能網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)同步。智能網(wǎng)關(guān)使用XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對數(shù)據(jù)采集單元配置、監(jiān)測參數(shù)數(shù)值等信息進(jìn)行封裝，通過Http Post傳輸通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步。本實(shí)用新型可應(yīng)用于基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室環(huán)境測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。
【IPC分類】G05B19-418, H04L29-08
【公開號】CN204517863
【申請?zhí)枴緾N201520197033
【發(fā)明人】王紀(jì)章, 陳美鎮(zhèn), 李萍萍
【申請人】江蘇大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月2日