基于物联网的梨园现存智慧信息系统设计方案

邢台学院

本文提出了一套梨园综合数据采集、传输、云端管理的无人值守解决方案。能够在全天候下不间断准确采集农业气候（大气温度、大气湿度、大气压、光照强度、降水量、蒸发量等），土壤墒情（土壤温度、土壤湿度、土壤电导率、土壤 PH 值等），灌溉水质（水温、PH值、铬、铜、铅重金属离子浓度）以及苗情虫情视频图像监测的实时数据，并及时传输到云端平台，形成数据报表，全面直观的呈现各个监站点的农业综合数据及其变化情况，稳定、准确、可靠地实现区域性智慧农业数据监测。

系统还能够实现智能化水肥控制，数据中心根据监测的数据，实时准确掌握酸枣种植和生长大数据之外，还可实现自控化水肥控制，利用滴灌技术，在适当的时候控制浇水、施肥，以及农药喷洒的时间和量值，实现真正的无人值守控制。

该系统具备高可靠性及高环境适应性，能够在恶劣的气候环境下稳定工作，及时准确的反应区域农业数据的状况和变化规律，为梨树种植、生长、农田管理提供可靠的数据参考和示范性的应用

1.系统总体设计

基于需求分析系统应具备以下两大模块：

1.管理员模块：应具备系统所有功能使用权限，包括最近七天各项指标查看，各项指标实时数据查看，预警功能阈值查看与修改，预警信息查看。

2.普通用户：具备阈值修改外的所有权限。

由模块设计绘制组织架构图如图1系统组织框架图所示.

图1 系统组织框架图

基于业务分析可以得到系统的业务流程应首先进入登录界面并可以于登录界面跳转至注册界面或者忘记密码界，成功登入系统后管理员可以自主选择所有功能界面，普通用户则是可以使用除无法修改预警阈值面的其他所有功能。具体业务流程如图2 项目业务流程图所示。

2.硬件选型

USR-LG206-L-C：USR-LG206-L-C使用串口进行数据传输和接收，降低了无线应用的门槛，并允许用户设备通过LoRa技术与集中器进行通信，其工作频段为：398~525MHz。LoRa具有多场景下抗干扰能力强、功率密度集中的明显优点，通信距离可达2500米（开阔视线，天线放大3dBi，高度大于2米，空速0.268Kbps）。USR-LG206-L-C增加了有人云的支持（cloud.USR.cn），可以实现客户终端设备的数据采集和控制，以及自身LORA节点的信号质量监测。本项目使用该硬件作为远程传输数据的媒介，将采集到的数据使用LoRa技术远程发送至LG220硬件设备图如图11 USR-LG206-L-C图所示。

USR-LG220-L：USR-LG220-L是一款基于LoRa私有协议的强大集中器，LoRa节点可通过USR私有协议实现与USR-LG220-L的自由组网以及集中器与服务器之间的自由通信。2020年，USR-LG220-L软件迎来了再次升级，增加了对有人云的支持，可以实现AT命令配置集中器参数、集中器固件远程升级等诸多功能。本项目使用该硬件作为实现云端指令主动下发，数据采集上传的桥梁，通过指令下发采集设备便可自动进行数据采集。硬件设备图如图12 USR-LG220-L图所示。

墒情变送器：该传感器拥有诸多优点相比其他传感器，其精度高，响应快，生产稳定，受土壤含盐量影响小，适用于不同土质，适用于土壤温度和湿度以及有机物监测。它可以长时间埋在地下，耐长时间电解，耐腐蚀，完全防水。