本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)灌溉安防報(bào)警方式，特別是一種適用于通信節(jié)點(diǎn)間超過1公里的中遠(yuǎn)距離通信的農(nóng)業(yè)灌溉及安防系統(tǒng)的報(bào)警方式。

背景技術(shù)：

在降水量少的北方地區(qū)，農(nóng)業(yè)和牧業(yè)的灌溉很多是采用機(jī)井灌溉，其優(yōu)點(diǎn)是不用修明渠，或者是無法獲得地表水資源無法修明渠，因此占用耕地少。

但是因?yàn)楹芏嗟胤降貜V人稀，機(jī)井又是按一定范圍散布在大片的農(nóng)田或牧場(chǎng)里，機(jī)井間距離較遠(yuǎn)（超過1KM），因而無法采用人工的方式對(duì)每個(gè)機(jī)井進(jìn)行安防及澆灌的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，因而只能通過裝在井房?jī)?nèi)的報(bào)警監(jiān)控裝備監(jiān)測(cè)井房的狀態(tài)，一旦有異常報(bào)警情況，及時(shí)報(bào)給數(shù)據(jù)中心。

通常農(nóng)業(yè)報(bào)警系統(tǒng)多采用有線傳輸技術(shù)（RS485/RS422/RJ45）、zigbee無線技術(shù)、GRPS/3G/4G技術(shù)等無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信，以上各種通信技術(shù)都存在一定的缺陷：有線傳輸技術(shù)因?yàn)椴季€繁瑣等安裝施工問題正在逐漸被無線技術(shù)所取代；zigbee技術(shù)采用的是ISM的2.4g頻段，存在通信距離短而不適合使用；GRPS/3G/4G技術(shù)在SIM卡實(shí)名制后SIM卡管理困難、成本高及網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋率的問題不能大批量使用。由此可見，設(shè)計(jì)出一種實(shí)施方便、通信距離覆蓋遠(yuǎn)、安全可靠的農(nóng)業(yè)安防報(bào)警方式，是目前急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種適用于通信節(jié)點(diǎn)間超過1公里的中遠(yuǎn)距離通信的農(nóng)業(yè)灌溉及安防系統(tǒng)的方式。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)灌溉安防報(bào)警方式，其特征在于：包括帶報(bào)警APP的終端、服務(wù)器、主機(jī)及從機(jī)，從機(jī)間及從機(jī)與主機(jī)間均通過433M無線網(wǎng)絡(luò)連接，所述主機(jī)與服務(wù)器間通過GRPS/3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)連接，工作包括以下步驟：

步驟一：接入433M無線網(wǎng)絡(luò)，由以下分步驟構(gòu)成：

1.1，某一從機(jī)啟動(dòng)后，主動(dòng)掃描433M網(wǎng)絡(luò)，定時(shí)發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求包，

1.2，已入網(wǎng)的從機(jī)或主機(jī)收到該從機(jī)的入網(wǎng)請(qǐng)求后，在掃描周期內(nèi)，隨機(jī)延時(shí)，并向該從機(jī)發(fā)送包含有信號(hào)強(qiáng)度信息和自身跳數(shù)信息的入網(wǎng)請(qǐng)求應(yīng)答包，

1.3，該從機(jī)的每個(gè)掃描周期結(jié)束后，將接收的包含信號(hào)強(qiáng)度信息和跳數(shù)信息的入網(wǎng)請(qǐng)求應(yīng)答包生成設(shè)備掃描列表并檢查設(shè)備掃描列表，從中篩選出跳數(shù)最小和信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的已入網(wǎng)的從機(jī)作為父節(jié)點(diǎn)相連接，

1.4，該從機(jī)與已入網(wǎng)的從機(jī)建立起父子關(guān)系表，

1.5，該從機(jī)入網(wǎng)后作為節(jié)點(diǎn)會(huì)生成自身的路由表信息，并定時(shí)向433M無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送自身的設(shè)備列表包；父節(jié)點(diǎn)收到該設(shè)備列表包后，更新自身的路由表信息，并逐級(jí)上報(bào)并更新。

步驟二：步驟一中所述從機(jī)接入433M無線網(wǎng)絡(luò)后的數(shù)據(jù)傳輸由以下分步驟構(gòu)成：

2.1，該從機(jī)在發(fā)送報(bào)警數(shù)據(jù)前，先偵聽信道的強(qiáng)度最小通信時(shí)間，以判斷信道忙閑，閑則發(fā)送，忙著等待至信道閑，以防止信道數(shù)據(jù)碰撞，

2.2，該從機(jī)將報(bào)警數(shù)據(jù)上傳到作為父節(jié)點(diǎn)的從機(jī)后，該作為父節(jié)點(diǎn)的從機(jī)依據(jù)自身的父子關(guān)系表再將報(bào)警數(shù)據(jù)上傳到作為自身的父節(jié)點(diǎn)的從機(jī)，直至上報(bào)至主機(jī)。

所述步驟二中還包含以下步驟：

2.3，需要確認(rèn)發(fā)送成功的報(bào)警數(shù)據(jù)，則在發(fā)送完后，先將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)待確認(rèn)隊(duì)列，并設(shè)置確認(rèn)超時(shí)時(shí)間，若在確認(rèn)超時(shí)之前收到接收端的確認(rèn)包，則將數(shù)據(jù)包從待確認(rèn)隊(duì)列里移出，否則發(fā)送方則重傳。

步驟1.3中選擇作為父節(jié)點(diǎn)的從機(jī)的依照的策略如下：若有主機(jī)，則該從機(jī)優(yōu)先連接主機(jī)； 若無主機(jī)，則該從機(jī)選擇出設(shè)備掃描列表中具有最小跳數(shù)以及信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的從機(jī)作為其連接的父節(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果是：本系統(tǒng)安裝施工方便，硬件成本低，通信傳輸遠(yuǎn)（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信距離可達(dá)2公里），報(bào)警數(shù)據(jù)上報(bào)快，數(shù)據(jù)時(shí)延少，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是節(jié)點(diǎn)關(guān)系示意圖；

圖3是路由表的示例圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)灌溉安防報(bào)警方式，包括帶報(bào)警APP的終端、服務(wù)器、主機(jī)及從機(jī)，從機(jī)間及從機(jī)與主機(jī)間均通過433M無線網(wǎng)絡(luò)連接，所述主機(jī)與服務(wù)器間通過GRPS/3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)連接，帶報(bào)警APP的終端用來展示服務(wù)器傳送來的主機(jī)及從機(jī)設(shè)備狀態(tài)，以及向服務(wù)器推送主機(jī)及從機(jī)控制命令；服務(wù)器用于與設(shè)備主機(jī)及帶報(bào)警APP的終端連接保持、向主機(jī)設(shè)備發(fā)送設(shè)備控制命令數(shù)據(jù)及傳送過來的狀態(tài)信息；主機(jī)用于獲取從服務(wù)器發(fā)過來的控制命令、向服務(wù)器發(fā)送主機(jī)及從機(jī)相關(guān)狀態(tài)信息、通過mqtt協(xié)議與服務(wù)器維持GPRS的TCP長(zhǎng)連接、建立并維護(hù)433M無線網(wǎng)絡(luò)、向從機(jī)發(fā)送相關(guān)433M的無線數(shù)據(jù)、在局域網(wǎng)內(nèi)接收從帶報(bào)警APP的終端發(fā)出的控制命令；從機(jī)用于接收從機(jī)發(fā)送的控制命令、向主機(jī)發(fā)送從機(jī)相關(guān)的狀態(tài)信息、網(wǎng)絡(luò)加入、數(shù)據(jù)中繼以及報(bào)警信息等。

工作過程如下：

步驟一：接入433M無線網(wǎng)絡(luò)，由以下分步驟構(gòu)成：

1.1，某一從機(jī)啟動(dòng)后，主動(dòng)掃描433M網(wǎng)絡(luò)，定時(shí)廣播發(fā)送入網(wǎng)請(qǐng)求包，

1.2，已入網(wǎng)的從機(jī)或主機(jī)收到該從機(jī)的入網(wǎng)請(qǐng)求后，在掃描周期內(nèi)，隨機(jī)延時(shí)，并向該從機(jī)發(fā)送包含有信號(hào)強(qiáng)度信息和自身跳數(shù)信息的入網(wǎng)請(qǐng)求應(yīng)答包，跳數(shù)指的是中轉(zhuǎn)次數(shù)，比如說，需要從已入網(wǎng)的從機(jī)中轉(zhuǎn)兩次才能連上主機(jī)，那么跳數(shù)就是2，依次類推，

1.3，該從機(jī)的每個(gè)掃描周期結(jié)束后，將接收的包含信號(hào)強(qiáng)度信息和跳數(shù)信息的入網(wǎng)請(qǐng)求應(yīng)答包生成設(shè)備掃描列表并檢查設(shè)備掃描列表，從中篩選出跳數(shù)最小和信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的已入網(wǎng)的從機(jī)作為父節(jié)點(diǎn)相連接。選擇作為父節(jié)點(diǎn)的從機(jī)的依照的策略如下：若有主機(jī)，則該從機(jī)優(yōu)先連接主機(jī)； 若無主機(jī)，則該從機(jī)選擇出設(shè)備掃描列表中具有最小跳數(shù)以及信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的從機(jī)作為其連接的父節(jié)點(diǎn)，

1.4，該從機(jī)入網(wǎng)后作為節(jié)點(diǎn)與已入網(wǎng)的從機(jī)建立起節(jié)點(diǎn)的父子關(guān)系表，如圖2所示，表中的節(jié)點(diǎn)相對(duì)自己的上一級(jí)節(jié)點(diǎn)來說自己是子節(jié)點(diǎn)，上一級(jí)的節(jié)點(diǎn)是父節(jié)點(diǎn)，相對(duì)下一級(jí)的節(jié)點(diǎn)來說，自己是父節(jié)點(diǎn)，而下一級(jí)的節(jié)點(diǎn)是子節(jié)點(diǎn)，因而父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的關(guān)系是相對(duì)的，而不是絕對(duì)的，而且也不是一直維持不變的，是會(huì)根據(jù)周圍的節(jié)點(diǎn)（即從機(jī)）的狀態(tài)發(fā)生改變的，

1.5，該從機(jī)會(huì)生成自身的路由表信息，如圖3所示,并定時(shí)向433M無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送自身的設(shè)備列表包；父節(jié)點(diǎn)收到該設(shè)備列表包后，更新自身的路由表信息，并逐級(jí)上報(bào)并更新，通過上述步驟，該從機(jī)與主機(jī)的連接關(guān)系相對(duì)固定下來，同理，每一臺(tái)從機(jī)與主機(jī)的連接關(guān)系都是采用上述方式進(jìn)行優(yōu)化固定，而且是選擇的一條最優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳輸路徑，因而報(bào)警數(shù)據(jù)上報(bào)快，數(shù)據(jù)時(shí)延少。

步驟二：步驟一中所述從機(jī)接入433M無線網(wǎng)絡(luò)后的數(shù)據(jù)傳輸由以下分步驟構(gòu)成：

2.1，該從機(jī)在發(fā)送報(bào)警數(shù)據(jù)前，先偵聽信道的強(qiáng)度最小通信時(shí)間，以判斷信道忙閑，閑則發(fā)送，忙著等待至信道閑，以防止信道數(shù)據(jù)碰撞，上述步驟也是為了優(yōu)化傳輸過程，從而報(bào)警數(shù)據(jù)上報(bào)快，數(shù)據(jù)時(shí)延少的目的。

2.2，該從機(jī)將報(bào)警數(shù)據(jù)上傳到作為父節(jié)點(diǎn)的從機(jī)后，該作為父節(jié)點(diǎn)的從機(jī)依據(jù)自身的路由表信息再將報(bào)警數(shù)據(jù)上傳到作為自身的父節(jié)點(diǎn)的從機(jī)，直至上報(bào)至主機(jī)，

作為進(jìn)一步的步驟2.3，需要確認(rèn)發(fā)送成功的報(bào)警數(shù)據(jù)，則在發(fā)送完后，先將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)待確認(rèn)隊(duì)列，并設(shè)置確認(rèn)超時(shí)時(shí)間，若在確認(rèn)超時(shí)之前收到接收端的確認(rèn)包，則將數(shù)據(jù)包從待確認(rèn)隊(duì)列里移出，否則發(fā)送方則重傳，上述步驟能夠自行糾正在數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)生的一些導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能傳送的未知錯(cuò)誤，因而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸?shù)墓δ堋?/p>

以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)灌溉安防報(bào)警方式，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。