CN112348407A - 一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台 - Google Patents
一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，包括控制***、数据***、监控***、网络***。数据***，用于监测管理茶园中茶树生存环境各监测模块的运行；监控***，用于茶园安全监控；网络***，用于用户请求和反馈处理、远程访问通讯、数据存储；数据***的各个传感器通过RS485串口连接至LAN局域网，通过交换机传输至茶园指挥中心，指挥中心根据茶园监测数据，通过LAN网络传输指令至控制***控制茶园中的装置及机器人调整茶园中的状态。远程用户可以通过专网/VPN连接至茶园指挥中心，通过客户端观察茶园数据。上述平台不仅能够对茶树进行实时监测，还能够监测茶园内部安全，而且使茶园环境监测数据更加具有可靠性。
Description
技术领域
本发明属于茶园监测技术领域，特别涉及一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台。
背景技术
茶园的科学管理是茶叶质量和安全的根本保证，随着大众消费者对茶叶质量的更高要求，茶园管理显得尤为重要。茶是健康饮料。茶叶被发现和利用已有数千年的历史，茶是世界上许多人不可缺少的物品。
影响茶树生长的主要环境因子：土壤pH、土壤肥力、土壤水分、土壤温度、土壤石灰质活性钙含量、土壤电导率、茶园光照度、茶园内空气湿度、茶园内空气温度。茶树是喜酸性土壤的作物，土壤pH4.5-5.5最适合茶树生长。茶树生长最适宜的温度在15-30℃；茶树幼嫩芽叶的含水量为74％-77％，嫩茎的含水量在80％以上；茶树要求土壤相对持水量在60％-90％之间，以70％-80％为宜，空气湿度以80％-90％为宜。茶树耐荫，但也需要一定的光照，在比较荫蔽、多漫射光的条件下，新梢内含物丰富、嫩度好、品质高。
虽然近些年来大量的茶园监测设备层出不穷，但是普遍都没有重视利用物联网技术建立合理的监控平台，自动监测茶园内茶树生存环境，这导致茶园内茶树产出的茶叶品质下降,事后分析、缺乏主动把控，信息利用率低、响应慢，数据孤立不共享，信息静态单向不互动。针对以上情况，都表现出了我国国内现阶段基于物联网技术的茶树生存环境实时监测平台尚处于尝试阶段，还留有大片的技术空白，尤其是对茶树生存环境各影响因子的检测、集成、通讯上。
为了解决上述现有技术问题的不足，本发明因此提供了一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，利用物联网技术与茶园检测技术的融合，使用监测技术、监控技术以及控制***相结合的方案，还有模块化设计，整合茶园内相关***信息，依托物联网分析技术，对茶园进行智慧化管理，全时段、全过程的对茶园内生态环境状态、工作人员的工作状态进行有效管控，借助茶树生存环境检测技术联动以及茶园内监控技术，能够很好的监控茶园内生态环境状态和工作人员的工作状态，消除茶园内隐患发生的直接原因，同时利用物联网传输技术控制茶园内装置及机器人对茶园环境进行管控，真正实现茶园的智能安全管理。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决上述现有技术问题的不足，本发明因此提供了一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，利用物联网技术与茶园检测技术的融合，使用监测技术、监控技术以及控制***相结合的方案，还有模块化设计，整合茶园内相关***信息，依托物联网分析技术，对茶园进行智慧化管理，全时段、全过程的对茶园内生态环境状态、工作人员的工作状态进行有效管控，借助茶树生存环境检测技术联动以及茶园内监控技术，能够很好的监控茶园内生态环境状态和工作人员的工作状态，消除茶园内隐患发生的直接原因，同时利用物联网传输技术控制茶园内装置及机器人对茶园环境进行管控，真正实现茶园的智能安全管理。
(二)技术方案
本发明通过如下技术方案实现：一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，包括有至少一套控制***、至少一套数据***、至少一套监控***，至少一套网络***：所述控制***、数据***、监控***，网络***通过LAN局域网进行连接，网络***建立局域网与各个模块进行数据传输及交互；
所述控制***包括有：
报警、监控、对讲服务器：用于处理报警、监控、对讲的用户请求和反
馈处理；
装置及机器人服务器：用于控制调节各装置及机器人；
远程管理服务器：用于远程控制调节的用户请求和反馈处理；
通讯服务器：用于远程访问通讯；
数据存储硬盘：用于数据存储；
施肥装置：用于给茶树施肥；
灌溉装置：用于给茶树灌溉；
土壤取样机器人：茶园土壤取样并送至指定位置；
土壤重金属检测机器人：茶园土壤重金属含量检测；
杀虫药喷射机器人：消除茶树虫害；
所述数据***包括有：
土壤pH传感器：用于监测茶园土壤中的PH值；
土壤氮磷钾传感器：用于监测茶园土壤肥力状况；
土壤水分传感器：用于监测茶园土壤湿度；
土壤温度传感器：用于监测茶园土壤温度；
土壤石灰质活性钙传感器：用于监测茶园土壤的石灰质活性钙含量；
土壤电导率传感器：用于监测茶园土壤的电导率；
光照度传感器：用于监测茶园的光照强度；
空气湿度传感器：用于监测茶园的空气湿度；
空气温度传感器：用于监测茶园的环境的湿度；
风速传感器：用于监测茶园的风速；
所述监控***包括有：
报警模块：用于对突发情况进行警报以及蜂鸣报警；
高速球机：用于茶园情况的视频监控；
对讲主机：用于与外部人员交流对讲；
所述网络***包括有：
管理终端、远程管理终端、网络控制装置、对讲主机、交换机。
进一步的，所述数据***的各个模块通过RS485串口连接至LAN局域网，通过交换机传输至控制***的服务器以及网络***，控制***的服务器对数据进行分析存储，网络***根据传输过来的数据进行调控。
进一步的，所述土壤pH传感器测量范围0-14pH；土壤氮磷钾传感器测量范围：0-1999mg/kg；土壤水分传感器测量范围：0-100％；土壤温度传感器测量范围：0-100℃；土壤电导率传感器测量范围：0-10000us/cm；光照度传感器测量范围：0-200000Lux；空气湿度传感器：0-100％RH；空气温度传感器测量范围：0-100℃；风速传感器测量范围：0.5-50m/s。
进一步的，所述监控***通过交换机连接局域网控制报警模块、高速球机、对讲主机；高速球机通过交换机连接至局域网与监控***进行数据交互；所述报警模块包括警报灯和蜂鸣器。
进一步的，所述茶园监控指挥中心通过网络***管理终端、远程管理终端经由局域网控制装置及机器人服务器对控制***进行控制。
进一步的，所述智慧茶园安全监控平台***框架具有五个层面，包括展现层、应用层、平台层、传输层、感知层。
进一步的，所述基于智慧茶园安全监控平台网络使用WLAN、LAN、5G Network、4GNetwork、VPN通讯技术。
(三)有益效果
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
为了解决上述现有技术问题的不足，本发明因此提供了一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，利用物联网技术与茶园检测技术的融合，使用监测技术、监控技术以及控制***相结合的方案，还有模块化设计，整合茶园内相关***信息，依托物联网分析技术，对茶园进行智慧化管理，全时段、全过程的对茶园内生态环境状态、工作人员的工作状态进行有效管控，借助茶树生存环境检测技术联动以及茶园内监控技术，能够很好的监控茶园内生态环境状态和工作人员的工作状态，消除茶园内隐患发生的直接原因，同时利用物联网传输技术控制茶园内装置及机器人对茶园环境进行管控，真正实现茶园的智能安全管理。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的总体网络拓补示意图；
图2为本发明的数据***网络拓补示意图；
图3为本发明的监控***网络拓补示意图；
图4为本发明的控制***网络拓补示意图；
图5为本发明的***架构图
具体实施方式
请参阅图1、图2、图3与图4，为了解决上述现有技术问题的不足，本发明因此提供了一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，利用物联网技术与茶园检测技术的融合，使用监测技术、监控技术以及控制***相结合的方案，还有模块化设计，整合茶园内相关***信息，依托物联网分析技术，对茶园进行智慧化管理，全时段、全过程的对茶园内生态环境状态、工作人员的工作状态进行有效管控，借助茶树生存环境检测技术联动以及茶园内监控技术，能够很好的监控茶园内生态环境状态和工作人员的工作状态，消除茶园内隐患发生的直接原因，同时利用物联网传输技术控制茶园内装置及机器人对茶园环境进行管控，真正实现茶园的智能安全管理。
(二)技术方案
本发明通过如下技术方案实现：一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，包括有至少一套控制***、至少一套数据***、至少一套监控***，至少一套网络***：所述控制***、数据***、监控***，网络***通过LAN局域网进行连接，网络***建立局域网与各个模块进行数据传输及交互；
所述控制***包括有：
报警、监控、对讲服务器：用于处理报警、监控、对讲的用户请求和反馈处理；
装置及机器人服务器：用于控制调节各装置及机器人；
远程管理服务器：用于远程控制调节的用户请求和反馈处理；
通讯服务器：用于远程访问通讯；
数据存储硬盘：用于数据存储；
施肥装置：用于给茶树施肥；
灌溉装置：用于给茶树灌溉；
土壤取样机器人：茶园土壤取样并送至指定位置；
土壤重金属检测机器人：茶园土壤重金属含量检测；
杀虫药喷射机器人：消除茶树虫害；
所述数据***包括有：
土壤pH传感器：用于监测茶园土壤中的PH值；
土壤氮磷钾传感器：用于监测茶园土壤肥力状况；
土壤水分传感器：用于监测茶园土壤湿度；
土壤温度传感器：用于监测茶园土壤温度；
土壤石灰质活性钙传感器：用于监测茶园土壤的石灰质活性钙含量；
土壤电导率传感器：用于监测茶园土壤的电导率；
光照度传感器：用于监测茶园的光照强度；
空气湿度传感器：用于监测茶园的空气湿度；
空气温度传感器：用于监测茶园的环境的湿度；
风速传感器：用于监测茶园的风速；
所述监控***包括有：
报警模块：用于对突发情况进行警报以及蜂鸣报警；
高速球机：用于茶园情况的视频监控；
对讲主机：用于与外部人员交流对讲；
所述网络***包括有：
管理终端、远程管理终端、网络控制装置、对讲主机、交换机。
其中，所述数据***的各个模块通过RS485串口连接至LAN局域网，通过交换机传输至控制***的服务器以及网络***，控制***的服务器对数据进行分析存储，网络***根据传输过来的数据进行调控。
其中，所述土壤pH传感器测量范围0-14pH；土壤氮磷钾传感器测量范围：0-1999mg/kg；土壤水分传感器测量范围：0-100％；土壤温度传感器测量范围：0-100℃；土壤电导率传感器测量范围：0-10000us/cm；光照度传感器测量范围：0-200000Lux；空气湿度传感器：0-100％RH；空气温度传感器测量范围：0-100℃；风速传感器测量范围：0.5-50m/s。
其中，所述监控***通过交换机连接局域网控制报警模块、高速球机、对讲主机；高速球机通过交换机连接至局域网与监控***进行数据交互；所述报警模块包括警报灯和蜂鸣器。
其中，所述茶园监控指挥中心通过网络***管理终端、远程管理终端经由局域网控制装置及机器人服务器对控制***进行控制。
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其中，所述基于智慧茶园安全监控平台网络使用WLAN、LAN、5G Network、4GNetwork、VPN通讯技术。
工作原理：
一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，***具体实现方法如下：
包括控制***、数据***、监控***、网络***。数据***，用于监测管理茶园中茶树生存环境各监测模块的运行；监控***，用于茶园安全监控；网络***，用于用户请求和反馈处理、远程访问通讯、数据存储；数据***的各个传感器通过RS485串口连接至LAN局域网，通过交换机传输至茶园指挥中心，指挥中心根据茶园监测数据，通过LAN网络传输指令至控制***控制茶园中的装置及机器人调整茶园中的状态。远程用户可以通过专网/VPN连接至茶园指挥中心，通过客户端观察茶园数据。上述平台不仅能够对茶树进行实时监测，还能够监测茶园内部安全，而且使茶园环境监测数据更加具有可靠性。
本发明利用物联网技术与茶园检测技术的融合，使用监测技术、监控技术以及控制***相结合的方案，还有模块化设计，整合茶园内相关***信息，依托物联网分析技术，对茶园进行智慧化管理，全时段、全过程的对茶园内生态环境状态、工作人员的工作状态进行有效管控，借助茶树生存环境检测技术联动以及茶园内监控技术，能够很好的监控茶园内生态环境状态和工作人员的工作状态，消除茶园内隐患发生的直接原因，同时利用物联网传输技术控制茶园内装置及机器人对茶园环境进行管控，真正实现茶园的智能安全管理。
假设某个茶园需要培养某片茶树，根据以往经验可知茶树生存条件如下：土壤温度10℃-30℃、土壤pH4.5-6.5、土壤相对水量70％-80％、土壤有效氮含量100-150mg/100g、土壤有效磷含量70mg/100g、土壤有效钾含量30mg/100g、土壤石灰质活性钙＜0.2、空气湿度80-90％、茶园环境温度15-30℃。根据已知条件，开启土壤pH传感器、土壤氮磷钾传感器、土壤水分传感器、土壤温度传感器、土壤石灰质活性钙传感器、土壤电导率传感器、光照度传感器、空气湿度传感器、空气温度传感器、风速传感器，对茶园生态环境进行实时监测，各个模块经局域网，通过交换机传输至茶园指挥中心，指挥中心根据茶园监测数据，通过LAN网络传输指令至控制***控制茶园中的装置及机器人调整茶园中的状态。远程用户可以通过专网/VPN连接至茶园指挥中心，通过客户端观察茶园数据。上述平台不仅能够对茶树进行实时监测，还能够监测茶园内部安全，而且使茶园环境监测数据更加具有可靠性。
本发明的控制方式是通过人工启动和关闭开关来控制，动力元件的接线图与电源的提供属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和接线布置。
本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，其特征在于：包括有至少一套控制***、至少一套数据***、至少一套监控***，至少一套网络***：所述控制***、数据***、监控***，网络***通过LAN局域网进行连接，网络***建立局域网与各个模块进行数据传输及交互；
所述控制***包括有：
报警、监控、对讲服务器：用于处理报警、监控、对讲的用户请求和反馈处理；
装置及机器人服务器：用于控制调节各装置及机器人；
远程管理服务器：用于远程控制调节的用户请求和反馈处理；
通讯服务器：用于远程访问通讯；
数据存储硬盘：用于数据存储；
施肥装置：用于给茶树施肥；
灌溉装置：用于给茶树灌溉；
土壤取样机器人：茶园土壤取样并送至指定位置；
土壤重金属检测机器人：茶园土壤重金属含量检测；
杀虫药喷射机器人：消除茶树虫害；
所述数据***包括有：
土壤pH传感器：用于监测茶园土壤中的PH值；
土壤氮磷钾传感器：用于监测茶园土壤肥力状况；
土壤水分传感器：用于监测茶园土壤湿度；
土壤温度传感器：用于监测茶园土壤温度；
土壤石灰质活性钙传感器：用于监测茶园土壤的石灰质活性钙含量；
土壤电导率传感器：用于监测茶园土壤的电导率；
光照度传感器：用于监测茶园的光照强度；
空气湿度传感器：用于监测茶园的空气湿度；
空气温度传感器：用于监测茶园的环境的湿度；
风速传感器：用于监测茶园的风速；
所述监控***包括有：
报警模块：用于对突发情况进行警报以及蜂鸣报警；
高速球机：用于茶园情况的视频监控；
对讲主机：用于与外部人员交流对讲；
所述网络***包括有：
管理终端、远程管理终端、网络控制装置、对讲主机、交换机。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，其特征在于：所述数据***的各个模块通过RS485串口连接至LAN局域网，通过交换机传输至控制***的服务器以及网络***，控制***的服务器对数据进行分析存储，网络***根据传输过来的数据进行调控。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，其特征在于：所述土壤pH传感器测量范围0-14pH；土壤氮磷钾传感器测量范围：0-1999mg/kg；土壤水分传感器测量范围：0-100％；土壤温度传感器测量范围：0-100℃；土壤电导率传感器测量范围：0-10000us/cm；光照度传感器测量范围：0-200000Lux；空气湿度传感器：0-100％RH；空气温度传感器测量范围：0-100℃；风速传感器测量范围：0.5-50m/s。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，其特征在于：所述监控***通过交换机连接局域网控制报警模块、高速球机、对讲主机；高速球机通过交换机连接至局域网与监控***进行数据交互；所述报警模块包括警报灯和蜂鸣器。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，其特征在于：所述茶园监控指挥中心通过网络***管理终端、远程管理终端经由局域网控制装置及机器人服务器对控制***进行控制。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，其特征在于：所述智慧茶园安全监控平台***框架具有五个层面，包括展现层、应用层、平台层、传输层、感知层。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台，其特征在于：所述基于智慧茶园安全监控平台网络使用WLAN、LAN、5G Network、4G Network、VPN通讯技术。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202011359200.8A CN112348407A (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202011359200.8A CN112348407A (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 一种基于物联网技术的智慧茶园安全监控平台 |
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| CN112348407A true CN112348407A (zh) | 2021-02-09 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2020
- 2020-11-27 CN CN202011359200.8A patent/CN112348407A/zh active Pending
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