¿Qué es el sistema de seguimiento agrícola del Internet de las cosas?
El sistema de monitoreo agrícola de Internet de las cosas está especialmente desarrollado para aplicaciones al aire libre. Tiene un módulo de comunicación inalámbrica GSM incorporado. También tiene dos funciones principales: monitoreo de imágenes y recopilación de datos. en aplicaciones de análisis de información en lugares al aire libre para lograr inteligencia, identificar, localizar, rastrear, monitorear y administrar varios tipos de datos de información. La estructura del sistema se muestra en la Figura 1.
Figura 1 Estructura del sistema de monitoreo de Internet de las cosas agrícola
Los nodos sensores inalámbricos del sistema de monitoreo de Internet de las cosas agrícola recopilan en tiempo real las señales de temperatura y humedad en el invernadero necesarias para el cultivo. crecimiento, así como la luz y la temperatura del suelo, el contenido de humedad del suelo, la concentración de CO y otros parámetros ambientales, y realiza la transmisión de datos del sensor a través de una tecnología de comunicación inalámbrica de corto alcance de una red autoorganizada de baja potencia. en el nodo central y conectado a Internet a través de una puerta de enlace inalámbrica. Usando un teléfono móvil o la computadora remota puede obtener la información del estado ambiental del sitio de cultivo en tiempo real, y el sistema experto diagnostica el estado de crecimiento y el estado de plagas y enfermedades. los cultivos en función de parámetros ambientales. En el sitio exterior se encuentran instalados equipos de monitoreo, como cámaras, para recolectar señales de video en tiempo real. Los usuarios pueden usar computadoras o teléfonos móviles 3G para observar las condiciones del sitio, ver la temperatura y la humedad del sitio y otros datos y controlar el ajuste inteligente remoto del equipo designado en cualquier momento y en cualquier lugar.
1) Sitio de monitoreo al aire libre: monitoree simultáneamente tierras de cultivo, salidas de aguas residuales, huertos, sistemas de energía al aire libre y otros sitios para obtener señales de temperatura y humedad, así como luz, temperatura del suelo, contenido de humedad del suelo, concentración de CO y agua. calidad, plagas y enfermedades. Los parámetros ambientales como la corriente y el voltaje proporcionan una base para la toma de decisiones por parte de los administradores.
2) Sensor: Principalmente responsable de la recopilación y control de datos como luz, temperatura, humedad, contenido de humedad del suelo y video dentro del invernadero.
3) Centro de gestión: los primeros parámetros del sitio de monitoreo exterior llegan al centro de gestión interior a través de la estación base de transmisión. Después de ser procesados por el sistema de software de agricultura inteligente, se extrae una conclusión y se envía al. terminal inteligente para proporcionar a los tomadores de decisiones datos precisos de acuerdo con.
4) Terminal de trabajo móvil inteligente: integra perfectamente las ventajas de los teléfonos inteligentes, los dispositivos portátiles con GPS y los walkie-talkies inalámbricos para formar un dispositivo móvil individual, con una máquina a mano para un uso sin preocupaciones en cualquier momento. . El modo de comunicación de doble canal resuelve completamente el problema de los puntos muertos de comunicación en áreas forestales. Proporciona comunicación sin obstáculos, posicionamiento preciso y recopilación de datos sincronizados en cualquier momento y lugar. Es un asistente integral para los trabajadores agrícolas.
5) Sistema de monitoreo agrícola: mientras monitorea parámetros como la temperatura y la humedad, la luz, la calidad del agua y la dirección del viento, también puede monitorear eficazmente los recursos de los cultivos, el entorno ecológico, las plagas y enfermedades, etc. 2. Características y ventajas del sistema de monitoreo de Internet de las cosas agrícola
1) Bajo costo de construcción del sistema, baja tarifa de uso diario y bajo costo de mantenimiento
2) Monitoreo de visualización de imágenes de alta definición sitio, recopilación remota de datos, intuitiva y clara
3) Disparo programado, solicitud activa remota, reducción del número de inspecciones y costos de mano de obra y materiales
4) Aplicación innovadora de ciencia y tecnología , integración unificada y gestión a gran escala
5) Almacenamiento de datos históricos, análisis resumido de todos los datos
Figura 2 Arquitectura del sistema de monitoreo de IoT agrícola Estructura del sistema de monitoreo de IoT agrícola
Usando una red GSM inalámbrica y a través de varios Este tipo de sensor externo puede realizar un monitoreo remoto en tiempo real de parámetros ambientales como la temperatura y la humedad del entorno de crecimiento de los cultivos, así como también las imágenes de los cultivos. De regreso al centro de gestión a través de GPRS, los administradores pueden resumir y analizar el entorno de las tierras de cultivo y las condiciones de las plagas a través de datos de antecedentes, y tomar decisiones oportunas; al mismo tiempo, los administradores también pueden establecer un acceso regular a datos e imágenes ambientales a través del. centro de gestión de antecedentes. La estructura del sistema de monitoreo agrícola inteligente se muestra en la Figura 2. Capa de detección y ejecución:
Esta capa carga los datos recopilados por el sensor de datos al gateway a través de los modos ZigBee y Rs485/232. Según los diferentes métodos de transmisión, el despliegue in situ del invernadero se divide en dos tipos: versión inalámbrica y versión cableada. La versión inalámbrica utiliza el módulo de transmisión ZigBee para transmitir los valores del sensor al nodo zigBee; la versión cableada utiliza cables para transmitir datos al nodo Rs485/232. La versión inalámbrica tiene las ventajas de una implementación flexible y una expansión conveniente; la versión cableada tiene las ventajas de una implementación de alta velocidad y datos estables.
El nodo sensor inalámbrico recoge en tiempo real las señales de temperatura y humedad del invernadero necesarias para el crecimiento de los cultivos, así como parámetros ambientales como la luz, la temperatura del suelo, el contenido de humedad del suelo y la concentración de CO2, y las carga. a la puerta de enlace ZigBee.
Reciba instrucciones de control remoto y controle diversos equipos de producción agrícola a través de relés, incluidos: sistemas de aspersión como aspersores y riego por goteo, y sistemas de aire acondicionado como persianas enrollables y ventiladores.
El estado de los cultivos, el personal y las secuencias de vídeo de seguridad en tiempo real se pueden cargar al servidor a través de cámaras de red IP. Capa de transporte:
Esta capa transmite principalmente los datos recopilados por el dispositivo al servidor a través de la red 3G/GPRS/Internet. El protocolo de transmisión admite el protocolo de red existente IPv4 y el protocolo IPv6 de Internet de próxima generación. Capa de aplicación:
Esta capa es responsable de almacenar y procesar la información de los datos recopilados, proporcionando a los usuarios una base para el análisis y la toma de decisiones. Los usuarios pueden consultar en cualquier momento y en cualquier lugar a través de computadoras, teléfonos móviles y otros terminales. Terminal de usuario:
Los teléfonos móviles 3G y los terminales de PC pueden ver varios datos de los sensores en tiempo real accediendo a la red y pueden ajustar diversos equipos, como aspersores, persianas enrollables y ventiladores en el invernadero. La topología de red del sistema de monitoreo de Internet de las cosas agrícola
El sistema de monitoreo de Internet de las cosas agrícola adopta una variedad de estándares de red. La comunicación de larga distancia utiliza la red inalámbrica 3G y la transmisión de corta distancia adopta el modo inalámbrico ZigBee. y modo RS485/232 cableado combinado para garantizar el funcionamiento estable del sistema de red. La topología de red del sistema de monitoreo agrícola inteligente se muestra en la Figura 3.
Figura 3 Topología de red del sistema de monitoreo de Internet de las cosas agrícola Equipo principal del sistema de monitoreo de Internet de las cosas agrícola
Unidad de adquisición de datos
La unidad de sensor incluye principalmente gas sensores de temperatura y humedad, sensor de humedad del suelo, sensor de temperatura del suelo, sensor de luz, sensor de gases inflamables, sensor de gases tóxicos, sensor de pH del suelo, sensor de calidad del agua, etc. El recopilador integra recopilación y transmisión de datos, tiene un tiempo de suministro de energía de batería prolongado, es fácil de instalar y tiene un bajo costo. El sensor implementa tecnologías como recolección de señales digitales, suministro de energía solar y transmisión inalámbrica Mesh, y se utiliza en situaciones donde el cableado es inconveniente.
Unidad de comunicación
Puerta de enlace ZigBee
A través de la transmisión GPRS/3G, realiza el intercambio de información y la integración de redes múltiples entre la red de área personal ZigBee e Internet, y viene con una tarjeta de memoria SD que puede realizar el almacenamiento local de datos; el rango de temperatura industrial es de -40 ℃ ~ 85 ℃.
Figura 6 Unidad de visualización del terminal de la unidad de comunicación agrícola inteligente
El centro de gestión puede tomar decisiones sobre la gestión agrícola basándose en las conclusiones extraídas por el sistema de análisis del software del ordenador anfitrión y el terminal móvil inteligente. También se puede obtener información relacionada en cualquier momento y en cualquier lugar.