[发明专利]一种基于LoRa的远距离猪舍环境多参数测控系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于LoRa技术的远距离通信方法和猪舍环境采集装置，属于物联网远程监控领域和畜禽养殖领域。特别是在现场利用STM32F103微处理器对数据进行处理，利用SX1278芯片对数据进行收发，经GPRS远程上传至服务器。

背景技术

中国是一个农业大国，尤其畜禽养殖规模不断扩大和养殖数量也不断上升，2016年全年生猪出栏量达到7亿头，占世界生猪出栏量的57.48％。但我国现在农村人口向逐渐向城市迁徙，农业领域劳动力缺乏。现代农业需要借助科学技术减少人力成本同时提高产量，向自动化和智能化方向发展。在畜禽养殖中，环境温湿度等影响因子是生猪与其生存环境保持平衡的重要因素，在适宜环境下，生猪能借助物理调节维持正常体温。因此在养殖业中融入新科技对猪舍的环境实时监测，提高监测精确性，有利于改善养殖产品质量和产量。

目前我国畜禽养殖在多参数环境监控方面已经引入物联网技术，建立物联网测控平台，对多种环境因子进行长期的实时监测和对养殖硬件设备的有效控制，主要采用的无线通信方式有GPRS、ZigBee、WiFi。通过这些物联网技术能够较为准确地采集传输环境参数值，但是WiFi距离短隔墙信号变弱，不适合大规模养殖场测控系统，ZigBee抗干扰性差且组网复杂，通讯距离不足，最远仅70m左右，有时还需增加协调器、路由器等设备，难以满足低成本、高效率等特点。

LoRa技术是一种基于扩频调制技术的无线通讯技术,是LPWAN通信技术的一种，用于建立长距离通信链路，最大程度实现远距离通信、低功耗发射、抗干扰性强等需求，因其深度覆盖、低功耗、容易部署等优势，在智能抄表、智慧农业、智慧城市、智慧社区等要求距离远、大量连接等领域都有应用。本发明采用LoRa结合GPRS技术设计多参数测控系统，其优势主要有远距离传输、速度快、低功耗、组网简单、远程控制等特点。

发明内容

本发明的目的在于研制基于LoRa的远距离猪舍环境多参数测控系统，增加网络传输距离，降低采集功耗，减少成本，实现远程智能控制，避免只能现场监控电脑客户端移动性不强，铺设大量线路以及费人费时等缺点，可以在任何有网络覆盖的地方登陆网站实时查看现场监控视频和采集参数，提高系统灵活性。

LoRa终端包括数据采集模块、电源模块、控制器模块、执行设备、摄像头模块；所述汇聚节点包括LoRa模块和GPRS模块；所述猪舍群总服务器包括现场监控计算机、数据库模块、功能模块；所述数据采集模块、电源模块、执行设备均和控制器模块相连，控制器模块通过无线网络和LoRa模块相连，GPRS模块通过以太网和远程总服务器相连；该系统的功能模块包括了显示猪舍现场视频和对应点环境参数值，使得养殖户登录网站可以远程查看猪场现场状况，实现智能化养殖。

首次使用该LoRa远距离猪舍环境多参数测控系统。通过分布式传感器测量各猪舍的环境参数，通过LoRa终端模块发送至集中器，集中器汇聚各点数据包通过处理器进行格式转换，使用GPRS模块将测量数据包上传至远程总服务器，服务器根据测得数据与设定阈值的比较控制猪舍内事先布置好的执行设备产生相应的动作，访问现场摄像头固定IP，获取视频数据流，监控设备执行情况，来达到精确调节环境的目的；同时网页客户端访问服务器在页面实时显示数据和监控视频，也可进行手动控制。实现本发明的系统的技术方案是：

一种基于LoRa的远距离猪舍环境多参数测控系统，包括猪舍群总服务器、汇聚节点和LoRa终端节点，所述猪舍群总服务器用于数据显示、预测预警分析、数据处理、数据存储、智能控制；所述LoRa终端节点用于环境采集和控制设备启停；