海 涛，陆 猛，黄光日，肖健伦，于 赫

（广西大学 电气工程学院，广西 南宁 530004）

在茶树种植中，科学高效的种植技术可以提高茶叶的质量与产量，提高茶农的经济收入。随着传感器技术和物联网技术在农业领域的广泛应用[1-2]，研究人员开始通过信息化手段监测茶园环境信息。徐操喜等[3]基于LoRa通信设计了茶园雾灌监测系统，精细化分析雾灌对茶树生长环境的影响，但未考虑对环境参数的远程控制；何敏等[4-5]通过不同通信网络对茶园环境进行监测，远程获取环境信息，但存在通信距离短和信号不稳定等弊端。同时茶园面积宽广且位置偏远，市政供电网络建设相对落后[6]，数据采集模块和灌溉模块缺乏充足的电力供应。

针对上述不足，本试验设计了基于低功耗广域物联网云平台的茶园监控系统，对茶园进行远程、实时监控。针对茶园位置偏远引入了太阳能发电，设计太阳能发电系统就地解决供电问题；为了实现复杂的茶园环境中稳定可靠的数据传输，使用抗干扰能力、穿透力强的LoRa通信模块搭建局域网，使用NB-IoT模块传输数据包到云服务器；利用物联网技术对灌溉装置进行远程控制，以期避免传统粗放型灌溉方式效果不佳和水资源的浪费，提高水资源的利用率，为茶树创造最佳生长条件，达到茶叶增产增收的目的。

1 系统框架和原理

茶园监控系统包括物理控制层、网络服务层和终端应用层，系统结构如图1所示。

图1 系统总体结构图Fig. 1 Overall structure diagram of the system

物理控制层包括环境参数采集子节点、主节点和光伏发电系统。……