傳統(tǒng)的農(nóng)田環(huán)境管理系統(tǒng)存在大量電纜鋪設(shè)、電纜暴露、通信線路過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題，因而導(dǎo)致組網(wǎng)時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)電、抗干擾能力弱及施工困難等問(wèn)題。隨著電子技術(shù)與無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，遠(yuǎn)距離無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸也被用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。
目前，大多數(shù)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)采用ZigBee、WiFi等無(wú)線通信技術(shù)，但在面對(duì)地域廣闊、分布不集中、自然環(huán)境惡劣的農(nóng)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合，其通信距離、功耗、抗干擾和組網(wǎng)規(guī)模上存在局限性。而LORA在相同的功耗下比其它無(wú)線方式傳播的距離更遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一，在同樣的功耗下比傳統(tǒng)的無(wú)線通信射頻通信距離擴(kuò)大3-5倍，應(yīng)用在農(nóng)業(yè)大田管理可有效節(jié)省人力、物力，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能化管理。
基于LORA組網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)采集和無(wú)線灌溉控制系統(tǒng)解決方案建設(shè)的總目標(biāo)是針對(duì)農(nóng)業(yè)大田種植分布廣、監(jiān)測(cè)點(diǎn)多、布線和供電困難等特點(diǎn)，采用LORA無(wú)線傳輸技術(shù)，遠(yuǎn)程對(duì)與農(nóng)作物生長(zhǎng)密切相關(guān)的土壤墑情和氣象環(huán)境進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，對(duì)田間灌溉電磁閥進(jìn)行遠(yuǎn)程智能自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)灌溉，叢而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化管理。
山東仁科LORA無(wú)線灌溉控制系統(tǒng)由LORA無(wú)線采集器、LORA無(wú)線控制器、LORA網(wǎng)關(guān)、農(nóng)業(yè)四情測(cè)報(bào)平臺(tái)組成。通過(guò)LORA無(wú)線通信技術(shù)將LORA采集器采集的環(huán)境溫度、濕度、光照強(qiáng)度、土壤墑情等參數(shù)傳輸至LORA網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再通過(guò)4G/以太網(wǎng)的方式上傳至云平臺(tái)，分析處理各項(xiàng)環(huán)境數(shù)據(jù)信息。把達(dá)到所設(shè)閾值或人為干預(yù)操作作為灌溉設(shè)備運(yùn)行的控制條件，實(shí)現(xiàn)智能化灌溉，改變了以往關(guān)于農(nóng)田管理系統(tǒng)傳輸距離與功耗相矛盾的問(wèn)題。
整個(gè)解決方案結(jié)合農(nóng)業(yè)大田的實(shí)際環(huán)境，將農(nóng)業(yè)大田分為若干個(gè)區(qū)域，采用LORA無(wú)線組網(wǎng)方式，多點(diǎn)、遠(yuǎn)距離、分布式的原則，在不同區(qū)域安裝相應(yīng)的設(shè)備，具體架構(gòu)如下：
1、LORA采集器、LORA無(wú)線控制器與LORA網(wǎng)關(guān)采用LORA無(wú)線組網(wǎng)通信。無(wú)需布線，實(shí)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)之間無(wú)線連接，避免大量電纜鋪設(shè)、電纜暴露、通信線路過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題。采用LoRa無(wú)線通信技術(shù)的原因在于它的數(shù)據(jù)長(zhǎng)距離傳輸能力，其通信距離可達(dá)視距3000米，室內(nèi)可穿3~4 層樓板。LoRa技術(shù)具有高性能、遠(yuǎn)距離、低功耗、支持大規(guī)模組網(wǎng)、測(cè)距和定位等特點(diǎn)，這使得該方案成為物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模推廣應(yīng)用的一種理想的技術(shù)選擇。
2、LORA網(wǎng)關(guān)設(shè)備可與有效通信距離范圍內(nèi)的32臺(tái)LORA控制器通信，并下發(fā)無(wú)線控制指令讓LORA控制器執(zhí)行動(dòng)作，同時(shí)可采集64個(gè)要素的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。支持遠(yuǎn)程手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、定時(shí)控制等多種灌溉模式，遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)灌溉系統(tǒng)中電磁閥的開(kāi)/關(guān)控制。滿(mǎn)足在無(wú)人值守的情況下，也能精準(zhǔn)地控制用水的需求，節(jié)約人力、水資源。
3、LORA網(wǎng)關(guān)設(shè)備將采集的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以4G/RS485/以太網(wǎng)的方式上傳至監(jiān)控軟件平臺(tái)。
平臺(tái)采用專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，穩(wěn)定可靠、易于擴(kuò)展，支持軟、硬件分層，支持多級(jí)用戶(hù)管理權(quán)限。具備多級(jí)別告警方式，支持語(yǔ)音、短信、郵件和現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警方式。云平臺(tái)自動(dòng)收集LORA網(wǎng)關(guān)采集到的數(shù)據(jù)，通過(guò)GPS地圖、列表、圖標(biāo)、曲線的方式在平臺(tái)頁(yè)面端顯示，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息的多維度、多層面查看數(shù)據(jù)。
4.NFC配置參數(shù)
該系統(tǒng)中所有設(shè)備均支持通過(guò)手機(jī)“NFC配置軟件”和設(shè)備碰一碰，快速且方便配置參數(shù)，讀取實(shí)時(shí)值及設(shè)備狀態(tài)，提高用戶(hù)獲取數(shù)據(jù)的便利度。
該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)大田、溫室大棚、園林綠化、景區(qū)等場(chǎng)合的環(huán)境數(shù)據(jù)采集和智能化灌溉。
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