LORA无线灌溉控制系统结构原理

      传统的农田环境管理系统存在大量电缆铺设、电缆暴露、通信线路过长等问题，因而导致组网时费时费电、抗干扰能力弱及施工困难等问题。随着电子技术与无线通信技术的快速发展，远距离无线数据传输也被用到农业生产中。

      目前，大多数农业环境监测采用ZigBee、WiFi等无线通信技术，但在面对地域广阔、分布不集中、自然环境恶劣的农业应用场合，其通信距离、功耗、抗干扰和组网规模上存在局限性。而LORA在相同的功耗下比其它无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，在同样的功耗下比传统的无线通信射频通信距离扩大3-5倍，应用在农业大田管理可有效节省人力、物力，实现农业远程智能化管理。

      基于LORA组网通信的数据采集和无线灌溉控制系统解决方案建设的总目标是针对农业大田种植分布广、监测点多、布线和供电困难等特点，采用LORA无线传输技术，远程对与农作物生长密切相关的土壤墒情和气象环境进行在线监测，对田间灌溉电磁阀进行远程智能自动化控制，实现远程精准灌溉，丛而实现农业生产的智能化管理。

      山东仁科LORA无线灌溉控制系统由LORA无线采集器、LORA无线控制器、LORA网关、农业四情测报平台组成。通过LORA无线通信技术将LORA采集器采集的环境温度、湿度、光照强度、土壤墒情等参数传输至LORA网关，网关再通过4G/以太网的方式上传至云平台，分析处理各项环境数据信息。把达到所设阈值或人为干预操作作为灌溉设备运行的控制条件，实现智能化灌溉，改变了以往关于农田管理系统传输距离与功耗相矛盾的问题。

      整个解决方案结合农业大田的实际环境，将农业大田分为若干个区域，采用LORA无线组网方式，多点、远距离、分布式的原则，在不同区域安装相应的设备，具体架构如下：

      1、LORA采集器、LORA无线控制器与LORA网关采用LORA无线组网通信。无需布线，实现测点与网关之间无线连接，避免大量电缆铺设、电缆暴露、通信线路过长等问题。采用LoRa无线通信技术的原因在于它的数据长距离传输能力，其通信距离可达视距3000米，室内可穿3~4 层楼板。LoRa技术具有高性能、远距离、低功耗、支持大规模组网、测距和定位等特点，这使得该方案成为物联网大规模推广应用的一种理想的技术选择。

      2、LORA网关设备可与有效通信距离范围内的32台LORA控制器通信，并下发无线控制指令让LORA控制器执行动作，同时可采集64个要素的环境监测数据。支持远程手动控制、自动控制、定时控制等多种灌溉模式，远程实现灌溉系统中电磁阀的开/关控制。满足在无人值守的情况下，也能精准地控制用水的需求，节约人力、水资源。

      3、LORA网关设备将采集的环境监测数据以4G/RS485/以太网的方式上传至监控软件平台。

      平台采用专业的数据库，稳定可靠、易于扩展，支持软、硬件分层，支持多级用户管理权限。具备多级别告警方式，支持语音、短信、邮件和现场声光报警方式。云平台自动收集LORA网关采集到的数据，通过GPS地图、列表、图标、曲线的方式在平台页面端显示，满足用户对实时监测信息的多维度、多层面查看数据。

      4.NFC配置参数

      该系统中所有设备均支持通过手机“NFC配置软件”和设备碰一碰，快速且方便配置参数，读取实时值及设备状态，提高用户获取数据的便利度。

      该系统可广泛应用于农业大田、温室大棚、园林绿化、景区等场合的环境数据采集和智能化灌溉。

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