1.一种低功耗通用农业环境监测终端，其特征在于，包括主控芯片MCU(1)、LoRa射频(2)、485通信模块(3)、继电器模块(5)、电路管理降压模块(6)和终端外围设备；

所述终端外围设备包括：RS485传感器(4)、LoRa天线(8)，以及为所述终端供电的锂电池组(7)；

所述主控芯片MCU(1)通过UART串口连接485通信模块(3)，与RS485传感器(4)通信获得传感数据；

所述主控芯片MCU(1)通过高速SPI接口连接LoRa射频(2)，通过LoRa无线协议完成数据收发功能；

所述继电器模块(5)用于控制RS485传感器(4)和485通信模块(3)的电源通断，在不需要采集数据时断电，所述主控芯片MCU(1)使用通用输入输出GPIO端口连接继电器模块(5)；

所述RS485传感器(4)连接485通信模块(3)；

所述LoRa天线(8)是外接天线，连接LoRa射频(2)；

所述电路管理降压模块(6)是电源管理模块，降压后为其他模块供电；

所述锂电池组(7)连接电路管理降压模块(6)；

所述主控芯片MCU(1)、LoRa射频(2)封装在物联网芯片XC30中；

所述RS485传感器(4)包括各类符合Modbus协议的485接口类型农业环境参数监测传感器，用于监测参数，所述监测参数包括：气象参数、土壤参数、水质参数和温室环境参数；

所述LoRa天线(8)是具有增益效果的无线数据收发天线，连接物联网芯片XC30的ANT引脚；

所述锂电池组(7)通过电路管理降压模块(6)为主控芯片MCU(1)和LoRa射频(2)、485通信模块(3)和RS485传感器(4)供电；

所述485通信模块(3)是数据通信协议转换模块，485通信模块(3)的一端是485接口连接RS485传感器(4)，另一端UART串口连接主控芯片MCU(1)的UART串口，完成RS485传感器(4)与主控芯片MCU(1)通信的数据转换功能；

所述物联网芯片XC30共有29个引脚，其中供电VDD引脚、接地GND引脚、天线ANT引脚，引脚A3、A9、A10、A13、A14，引脚B10、B11、B13、B14使用；

其中，引脚B10和B11为UART3串口，与485通信模块(3)的UART串口连接，完成传感器数据的收发；

引脚A9和A10为UART1串口；

引脚B13和B14为通用输入输出GPIO引脚，分别连接继电器模块(5)的CTRL_ON和CTRL_OFF输入点，控制RS485传感器(4)与485通信模块(3)电源通断，实现RS485传感器(4)和485通信模块(3)按需开启；

引脚ANT连接LoRa天线(8)，引脚VDD和GND连接3.3V直流供电，引脚A13和A14供版本下载、程序烧录、程序跟踪调试Debug使用；

引脚A3为锂电池电压测量数模转换AD的输入口，使用分压电路测量电阻R14对应的电压值V，并计算出当前锂电池的电压为V的11倍；

所述继电器模块(5)用于控制RS485传感器(4)和485通信模块(3)的电源通断，继电器模块(5)包含磁保持型双稳态继电器HFD2‑005‑M‑L2；

所述磁保持型双稳态继电器HFD2/005‑M‑L2拥有2路线圈，均为DC5V供电；还拥有2路常开与常闭触点；所述2路线圈分别为：1‑16和2‑15，线圈1‑16是关闭线圈，由CTRL_OFF输入点控制；线圈2‑15是开启线圈，由CTRL_ON输入点控制；继电器模块(5)采用MMBT3904三极管，控制线圈通电与断电；当输入点CTRL_ON、CTRL_OFF为高电平时，MMBT3904三极管发射极和集电极导通，继电器线圈得电，常开或常闭触点动作；当CTRL_ON、CTRL_OFF为低电平时，MMBT3904三极管发射极和集电极关断，继电器线圈失电，常开或常闭触点保持原有状态不变；电阻R1、R4与电容C4为MMBT3904三极管Q1基极偏置元件，电阻R1和R4形成分压回路；电阻R2、R5与电容C5为MMBT3904三极管Q2基极偏置元件，电阻R2和R5形成分压回路；当MMBT3904三极管关断时，因线圈电感效应产生自感电动势，二极管D2、D3为其提供能量释放通道，同时电阻R7、R8与电容C6、C7形成吸收电路，用以缓冲MMBT3904三极管开通和关断时刻，MMBT3904三极管所承受的电压、电流；

所述磁保持型双稳态继电器HFD2‑05‑M‑L2包括六个触点，六个触点分两组，分别为4‑

6‑8和9‑11‑13，4‑6‑8是5V传感器开关电路，其中触点4接DC‑DC降压输出的5V电源，触点6悬空，触点8接RS485传感器(4)供电电源；9‑11‑13是485通信模块(3)的开关电路，其中触点9接LDO降压输出的3.3V电源，触点11悬空，触点13接485通信模块(3)供电电源；

所述RS485传感器(4)和485通信模块(3)电源接通，物联网芯片XC30的GPIO引脚B13的高电平脉冲引起三极管Q2导通，线圈2‑15接通5V电源，触点4和触点8吸合，触点13和触点9吸合，为RS485传感器(4)和485通信模块(3)供电；

所述RS485传感器(4)和485通信模块(3)电源断开，物联网芯片XC30的GPIO引脚B14输出3.3V高电平，引起三极管Q1导通，线圈1‑16接通5V电源，引起继电器线圈触点4和触点6吸合，导致RS485传感器(4)5V供电断开；引起触点13和触点11吸合，导致485通信模块(3)3.3V供电断开；

所述电路管理降压模块(6)用于完成降压供电，由于所述物联网芯片XC30(主控芯片MCU(1)和LoRa射频(2))和485通信模块(3)使用3.3V供电，RS485传感器(4)5V供电，故电路管理降压模块(6)需要提供5V和3.3V两种电压；电路管理降压模块(6)选择DC‑DC和LDO两种方式串联进行降压，一级DC‑DC降压使用降压转换器MP2315GJ，二级LDO降压使用LDO稳压器LP5907MFX‑3.3；

一级DC‑DC降压使用转换器MP2315GJ，其输入端连接锂电池组(7)，输出端连接二级LDO降压的LP5907MFX‑3.3的输入端，同时连接继电器模块(5)的触点4；

二级LDO降压使用稳压器LP5907MFX‑3.3，其输出端连接物联网芯片XC30的VDD引脚，同时连接继电器模块(5)的触点13；

所述终端具有农业环境数据采集功能，包括启动和周期性工作两个阶段；

其中，在启动阶段，所述终端上电硬件初始化完成后，发送LoRaWan入网请求消息，入网成功后发送注册请求消息，收到注册响应消息后表示注册成功，然后上报电池电压消息；通过注册响应下行消息携带的RS485传感器(4)的查询指令，所述终端能够动态加载RS485传感器(4)的指令，实现即插即用功能，完成各类环境指标的采集；

在周期性工作阶段，终端根据RS485传感器(4)的查询指令，周期性采集RS485传感器(4)的数据，解析封装后通过LoRa消息上报，上报完毕后主控芯片MCU(1)和LoRa射频(2)进入低功耗休眠状态，并关闭继电器模块(5)，将RS485传感器(4)和485通信模块(3)断电；

所述终端具有通用环境监测功能，实现各类485传感器的即插即用动态加载，并根据需求设置采集周期，将采集的数据上报至云端，具体包括如下步骤：步骤1，在服务器端，定义系统下所有传感器的类型库，包括485的请求指令和响应解析，其中，485的请求指令包括：操作码、寄存器起始和寄存器长度；响应解析包括：寄存器位置、对应的采集参数种类和响应数值处理单位；

步骤2，在服务器端，所述终端接入传感器配置，根据终端实际接入的传感器，配置终端标识DEVEUI对应的传感器类型和传感器的485地址；

步骤3，所述终端发送注册请求消息，注册消息携带终端唯一标识DEVEUI；

步骤4，在服务器端，根据长度16个字节的唯一串号DEVEUI识别所述终端的合法性，发送注册成功或注册失败响应：如果注册成功，根据DEVEUI查找所述终端下的传感器配置，组合步骤1中配置的传感器

485请求指令和步骤2中配置的传感器485地址，生成注册响应消息下发给终端；

其中在所述周期性工作阶段，对应不同传感器的终端采集上报周期能够在服务器端单独配置，并通过注册响应消息发送给终端并生效；

如果注册失败，所述终端下未配置具体的传感器，发送注册拒绝响应，流程结束；

步骤5，所述终端上报电量，所述物联网芯片XC30的A3作为AD引脚，将模拟量转化为数字量，获得电池电压值，并发送电池电压上报消息；所述终端设置超时定时器，超过一定时间重启，重新初始化入网并上报电量；

在周期性工作阶段，工作模式包括：终端休眠、传感器预热与查询、数据发送和数据接收；

所述终端休眠是指终端不需要工作时，主控芯片MCU(1)和LoRa射频(2)进入低功耗休眠状态，RS485传感器(4)和485通信模块(3)断电，节约终端整体功耗；

所述传感器预热与查询是指，RS485传感器(4)的预热时间Tpre_snr由传感器的特性决定；

所述数据发送是将采集到的环境参数发送给服务器，数据发送时间Ttx按照如下公式计算：Ttx＝Tsym(6+4.25+Npl)   (3)

LoRa物理层使用线性扩频的调制方式，将数据编码成Symbol发送，公式(1)计算发送单个Symbol的时长Tsym，SF是扩频因子，Bw为带宽；公式(2)计算长度为PL字节的应用层数据编码成Symbol的个数Npl，CRC是校验码，IH是隐式头部标识，DE是低速优化开关，冗余编码率CR；公式(3)计算数据发送时间Ttx，其中LoRa无线帧前导码长度为6，起始同步码长度为

4.25；

所述数据接收是接收服务器的下行LoRaWan无线参数配置消息，数据接收时间Trx固定为LoRa的两个接收窗口RX1和RX2的时间和；

采用如下公式计算终端进入休眠时长Tsleep：

Tsleep＝Tcycle‑Tpre_snr‑Ttx‑Trx    (4)

其中，Tcycle是在步骤4中配置的采集上报周期，Tpre_snr表示传感器预热时间，Trx表示数据接收时间。

2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端通过执行如下步骤完成农业环境数据采集和发送：步骤S1，终端休眠完成后，主控芯片MCU(1)从停止模式启动；

步骤S2，进入传感器预热阶段，主控芯片MCU(1)电平触发继电器模块(5)线圈吸合为RS485传感器(4)供电；

步骤S3，RS485传感器(4)的485查询与响应：终端按照RS485传感器(4)查询指令获取到RS485传感器(4)的采集数据，RS485传感器(4)返回485响应后通过UART接口发送给主控芯片MCU(1)，主控芯片MCU(1)解析成功后关闭继电器模块(5)线圈；

步骤S4，主控芯片MCU(1)解析485响应后，通过LoRaWan网络上报给服务器，进行数据解析，具体包括如下步骤：步骤S4‑1，终端顺序采集RS485传感器(4)的数值，将485响应中的485地址、寄存器长度、寄存器数值作为三元组，将RS485传感器(4)响应生成的三元组数组作为传感器上报消息发送至服务器端；

步骤S4‑2，云服务器接收从LoRaWan网络上报的终端消息，即三元组数组，顺序解析数组取得485地址，根据485地址从步骤2定义的配置中取得传感器类型，进而从步骤1定义的传感器类型库中获得传感器的采集参数种类和数值单位，从而获得要监测的具体环境参数值；

步骤S5，步骤S4中的数据包上报完毕后，等待服务器下行消息；下行消息用于优化LoRaWan无线参数配置；

步骤S6，LoRa通信模块(2)进入休眠模式，主控芯片MCU(1)进入停止模式，等待下一次采集周期。