一种基于物联网的林业信息监测控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的林业信息监测控制系统，包括传感器网络、数据采集传输系统、数据管理系统和用户终端；所述传感器网络包括多种类型的传感器节点；所述数据采集传输系统包括数据采集模块、数据传输模块、核心控制模块和电源管理模块；所述数据管理系统包括数据存储模块、数据处理模块、数据分析模块、数据安全模块和用户管理模块；所述用户终端安装有监测控制APP。本发明专利技术利用物联网技术，为林业环境监测提供了具体解决方案，结构简单，性能可靠，适用范围广。

A forestry information monitoring and control system based on Internet of things

The invention discloses a forestry information monitoring and control system based on the Internet of things, including a sensor network, a data acquisition and transmission system, a data management system and a user terminal; the sensor network includes a variety of types of sensor nodes; the data acquisition and transmission system includes a data acquisition module, a data transmission module, a core control module and a power management module; and The data management system includes data storage module, data processing module, data analysis module, data security module and user management module; the user terminal is installed with monitoring control app. The invention provides a specific solution for forestry environmental monitoring by using the Internet of things technology, which has simple structure, reliable performance and wide application range.

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的林业信息监测控制系统
本专利技术涉及环境监测
，具体涉及一种基于物联网的林业信息监测控制系统。
技术介绍
物联网是通过射频识别、红外传感器、全球定位系统(GPS)等信息传感设备，按照约定的协议把检测到的信息进行交换和通信，以实现智能化的识别、监控、定位和管理等功能。目前物联网在林业中的应用还处于初级阶段，主要用于森林火灾监测、森林病虫害监测、木材远程管理等方面。森林环境监测是森林资源保护与管理的基础，是建设现代林业、实现森林科学经营的重要保障。第七次全国森林资源清查结果显示，仅森林的固碳释氧、涵养水源、保育土壤等6项生态价值就超过了10.01万亿元。此外，森林是社会、经济发展不可或缺的资源，它作为陆地生态系统的主体，在减少温室气体排放中发挥着举足轻重的作用。因此，做好森林环境监测工作对于我国可持续发展和节能减排具有重要的价值与意义。传统的森林监测大多是人工监测，但该工作需要耗费大量人力进行实地测量或建立地面观测站。监测难度较大，无法持续监测，成本高，监测数据比较分散，数据管理困难。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的上述问题，提出一种基于物联网的林业信息监测控制系统。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种基于物联网的林业信息监测控制系统，包括传感器网络、数据采集传输系统、数据管理系统和用户终端；所述传感器网络包括多种类型的传感器节点，所述传感器节点至少包括温度传感器节点、湿度传感器节点、光照传感器节点、气压传感节点、灰尘传感器节点和烟雾传感器节点；所述数据采集传输系统包括数据采集模块、数据传输模块、核心控制模块和电源管理模块；所述数据管理系统包括数据存储模块、数据处理模块、数据分析模块、数据安全模块和用户管理模块；所述用户终端安装有监测控制APP，用于对环境数据进行分类并实现实时动态曲线展示、历史数据查询、设定报警阈值功能。进一步地，所述传感器网络为无线传感器网络。进一步优选地，所述传感器网络的各传感器节点的信息包括节点的编号、名称、MAC地址、节点的位置和传感器属性。进一步地，所述数据采集传输系统采用基于ASCENT算法的启发式节点唤醒和休眠机制对所述传感器节点进行休眠调度管理，及采用看门狗或外部网络服务方式实现对所述传感器节点的唤醒机制。进一步地，所述存储模块使用MongoDB分布式数据作为底层存储数据库，数据库部署在服务器集群上。进一步地，所述传感器网络与所述数据采集传输系统之间通过第一通信协议进行数据通信，所述数据采集传输系统与所述数据管理系统之间采用第二通信协议进行数据通信；在数据通信时，所述数据采集传输系统对所述第一通信协议和所述第二通信协议进行相互转换。进一步地，所述传感器网络中的温度传感器节点和湿度传感器节点选用SHT11型号。进一步地，所述传感器网络中的灰尘传感器节点选用夏普第光学灰尘传感器GP2Y1010AU0F。进一步地，所述传感器网络(1)中的烟雾传感器节点选用的是MQ135烟雾传感器。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：(1)本专利技术设置的传感器网络，可以替代大量的人工监测，同时也不需要建立大量的地面观测站，节省了建立地面观测站的资金投入，使用传感器监测比人工监测也精准的多；(2)本专利技术基于物联网的林业信息监测控制系统结构简单，性能可靠，适用范围广；(3)本专利技术设置的数据采集传输系统和数据管理系统可以对监测的大量数据进行统一的管理，并进行存储，同时对数据进行精准的分析，在得到分析结果后，把数据和分析结果一并发送给终端用户，十分的方便。附图说明图1为本专利技术一种基于物联网的林业信息监测控制系统的结构框图；图2为本专利技术一种基于物联网的林业信息监测控制系统的传感器网络结构图；图3为本专利技术一种基于物联网的林业信息监测控制系统的数据采集传输系统结构图；图4为本专利技术一种基于物联网的林业信息监测控制系统的数据管理系统结构图。具体实施方式本专利技术利用物联网技术，为林业环境监测提供了具体解决方案，结构简单，性能可靠，适用范围广。以下是结合技术方案和附图对本专利技术的详细说明。如图1所示，一种基于物联网的林业信息监测控制系统，包括传感器网络1、数据采集传输系统2、数据管理系统3和用户终端4；传感器网络1采集林地环境的实时数据信息，发布并传送至数据采集传输系统2；数据采集传输系统2可对采集到的数据信息进行简单的处理后传输到数据管理系统3中；数据管理系统3对数据信息进行进一步分析处理并存储，并管理用户信息及信息安全；用户终端4可从数据管理系统3中获取数据信息，并对数据进行分类实时动态曲线展示，还可进行历史数据查询、通过设定时间条件选择不同的数据进行查询并以曲线展示结果、设定报警阈值和报警手机等功能；传感器网络1与数据采集传输系统2之间通过第一通信协议进行数据通信，数据采集传输系统2与所述数据管理系统3之间采用第二通信协议进行数据通信；在数据通信时，所述数据采集传输系统2对所述第一通信协议和所述第二通信协议进行相互转换。如图2所示，传感器网络由多种不同类型的传感器节点组成，多种不同类型的传感器节点通过Zigbee协议自组织形成无线多跳网络，传感器节点无线传感器节点，至少包括温度传感器节点、湿度传感器节点、光照传感器节点、气压传感节点、灰尘传感器节点和烟雾传感器节点，采集林地环境的温度数据、湿度数据、光照数据、气压数据、灰尘数据以及烟雾数据等环境数据参数。所采集的相关参数数据，可达到个位数的精度；信息采集可以实现实时采集，从发送到展现所用时间不多于1s。如图3所示，数据采集传输系统2包括数据采集模块2-1、数据传输模块2-2、核心控制模块2-3和电源管理模块2-4，下面对上述各模块进行详细说明：数据采集模块2-1启动后，以启发式的节点唤醒方式将无线传感器网络中的各传感器节点进行唤醒，接收无线传感器网络中的各传感器节点采集的数据，并将所接收的数据进行存储；数据传输模块2-2启动后，通过无线通信方式将数据采集模块2-1存储的采集数据发送到数据管理系统3；核心控制模块2-3存储有系统管理配置信息和数据管理配置信息，按照预定的时间唤醒数据采集传输系统2，根据用户的控制命令或自动与数据采集传输系统2的任务列表进行同步更新，并根据任务列表中任务的执行时间，开启数据采集模块2-1或数据传输模块2-2的功能；电源管理模块2-4用于判断当前任务与下一条任务的时间间隔是否大于设定阈值，若大于设定阈值，则当前任务结束后数据采集传输系统2进入休眠状态，否则数据采集传输系统2继续保持工作状态，等待执行下一条任务。如图4所示，数据管理系统3包括数据存储模块3-1、数据处理模块3-2、数据分析模块3-3、数据安全模块3-4和用户管理模块3-5，下面对上述各模块进行详细说明：数据存储模块3-1用于存储数据信息、指令发送信息和用户的基本信息；数据处理模块3-2可提高数据计算的速度，数据及计算可以对用户透明，用户只需输入数据的获取条件及计算条件，系统就会自动计算并返回结果给用户使用。用户还可以上传源代码及公式、工作流等，进行相应的计算。用户对计算任务的管理，包括对任务的终止、暂停、重启等操作；数据分析模块3-3可对当前数据的组合方式进行图片展示，并根据模型分析处理监测数据，对林地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的林业信息监测控制系统，其特征在于，包括传感器网络(1)、数据采集传输系统(2)、数据管理系统(3)和用户终端(4)；所述传感器网络(1)包括多种类型的传感器节点，所述传感器节点至少包括温度传感器节点、湿度传感器节点、光照传感器节点、气压传感节点、灰尘传感器节点和烟雾传感器节点；所述数据采集传输系统(2)包括数据采集模块(2‑1)、数据传输模块(2‑2)、核心控制模块(2‑3)和电源管理模块(2‑4)；所述数据管理系统(3)包括数据存储模块(3‑1)、数据处理模块(3‑2)、数据分析模块(3‑3)、数据安全模块(3‑4)和用户管理模块(3‑5)；所述用户终端(4)安装有监测控制APP。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的林业信息监测控制系统，其特征在于，包括传感器网络(1)、数据采集传输系统(2)、数据管理系统(3)和用户终端(4)；所述传感器网络(1)包括多种类型的传感器节点，所述传感器节点至少包括温度传感器节点、湿度传感器节点、光照传感器节点、气压传感节点、灰尘传感器节点和烟雾传感器节点；所述数据采集传输系统(2)包括数据采集模块(2-1)、数据传输模块(2-2)、核心控制模块(2-3)和电源管理模块(2-4)；所述数据管理系统(3)包括数据存储模块(3-1)、数据处理模块(3-2)、数据分析模块(3-3)、数据安全模块(3-4)和用户管理模块(3-5)；所述用户终端(4)安装有监测控制APP。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的林业信息监测控制系统，其特征在于，所述传感器网络(1)为无线传感器网络。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的林业信息监测控制系统，其特征在于，所述传感器网络(1)的各传感器节点的信息包括节点的编号、名称、MAC地址、节点的位置和传感器属性。4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的林业信息监测控制系统，其特征在于，所述数据采集传输系统(2)采用基于ASCENT算法的启发式节点唤醒和休眠机制对...

【专利技术属性】
技术研发人员：田元，刘妙燕，
申请(专利权)人：浙江弄潮儿智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33