[发明专利]一种基于LoRa技术和WiFi技术的多融合农业环境在线监测系统

说明书

一种基于LoRa技术和WiFi技术的多融合农业环境在线监测系统，包括接收现场数据的数据采集层、进行数据传输和提供决策的数据管理层以及反映最终结果的UI界面层；通过数据采集层的LoRa终端节点，收集现场环境状况参数数据，省去了人工排查的过程；数据管理层通过LoRaWAN及时将数据采集层数据传输到决策平台进行系统的监控、管理和决策，再通过WiFi把决策结果反映到UI界面层的客户端或者工作人员的个人APP上，具有监测准确、监测简单、反馈及时和多终端自适应查看的优点。

技术领域

本发明涉及一种在线监测系统，特别涉及一种基于LoRa技术和WiFi技术的多融合农业环境在线监测系统。

背景技术

农业环境监测是指，以农业环境中污染物及其对农业生物的危害为核心，在一段时间内，间断地或连续地对农业环境质量的某些代表值进行监视、测定的过程。农业环境质量的代表值包括污染物的浓度、能量、污染的强度及其变化情况和对环境产生的影响等。

利用农业环境监测管理系统可以加强对农业环境污染监测数据的处理，能够快速有效的对农业环境进行准确监测，从而使监管部门对污染源有更全面、更深入与更直观的把握，以提高对农业环境监测数据分析管理的科技水平。目前我国的农业环境在线监测系统发展尚未成熟，许多学校的农业环境监测仍没有先进的监测方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于LoRa技术和WiFi技术的多融合农业环境在线监测系统，利用环境在线监测模式与物联网无线通信技术的融合，采用高灵敏度的传感器采集运行中的设备信息，包括温度、湿度、光照度、PM2.5/10、CO₂等，再利用相关算法进行信息识别与处理，进而得到反映环境状态的特征量，对历史环境数据进行线性分析，得出反映环境数据的线性图；解决了当前环境在线监测工作中面临的耗费人力等问题，具有监测准确、监测简单、反馈及时和多终端自适应查看的优点。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于LoRa技术和WiFi技术的多融合农业环境在线监测系统，包括两种物联网通讯方式，LoRa通讯和WiFi通讯，同时包括接收现场数据的数据采集层、进行数据传输和提供决策的数据管理层以及反映最终结果的UI界面层；通过LoRa终端节点中的传感器，将现场数据通过LoRa网络传输到监控中心，进行统一监控和管理；其中，数据采集层由每个LoRa终端节点组成，进行环境的实时监控；数据管理层通过LoRaWAN及时将数据采集层数据传输到决策平台进行系统的监控、管理和决策，再通过WiFi把决策结果反映到客户端或者工作人员的个人APP上；UI界面层主要是数据可视化展示平台，由客户端和用户APP组成。

所述的接收现场数据的数据采集层包括由传感器，微处理器MCU和LoRa通信单元组成的终端节点，实现终端的环境实时监测，包括温度、湿度在线监测，光照度在线监测，PM2.5/10监测以及CO₂在线监测。

所述的进行数据传输的数据管理层包括LoRaWAN网关、云服务器、WiFi网络的搭建、网络服务器和用户自定义基于LoRaWAN技术的应用程序、软件接口；LoRaWAN网关选用的是利尔达LoRaWAN系统的LSD4WN-2335XGW1，可以直接部署在区域内；单个LSD4WN-2335XGW1网关可以同时监听最多8个信道，收集到任何符合LoRaWAN协议的终端数据包，通过WiFi上传到服务器中；同时可以接收并处理由服务器下发的指令，继而发送数据包或者按照服务器要求执行其他动作；数据的决策处理主要在网络服务器上，采用智能计算、模式识别技术，反映环境的各种状态，并通过收集各种状态并将数据传输到后台专家系统进行分析和决策，提供安全评估，并将结果实时反馈到客户端和用户APP。

所述的提供可视化决策结果的UI界面层包括客户端和用户APP，采用Java和Java_FX完成可视化结果的显示。