專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，蟲害孳生是造成儲(chǔ)糧損失的重要原因，準(zhǔn)確檢測(cè)儲(chǔ)糧害蟲是安全儲(chǔ)糧工作重要內(nèi)容。儲(chǔ)糧害蟲聲檢測(cè)技術(shù)通過采集、分析糧堆中儲(chǔ)糧害蟲活動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音信號(hào)，可準(zhǔn)確給出儲(chǔ)糧害蟲種群類別、分布密度、發(fā)育狀態(tài)等信息，為儲(chǔ)糧害蟲早期防治提供科學(xué)依據(jù)。隨著糧倉(cāng)規(guī)模逐步擴(kuò)大，人們對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)管理要求逐步提高，現(xiàn)有儲(chǔ)糧害蟲聲信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)逐漸表現(xiàn)出以下不足I)系統(tǒng)采用有線網(wǎng)絡(luò)連接各監(jiān)測(cè)點(diǎn)，隨著監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量增加，其布線、安裝、維護(hù)、供電變得困難且成本急劇增加；2)系統(tǒng)僅能獲取少量簡(jiǎn)單聲信號(hào)特征參數(shù)，這些參數(shù)不能完全反映儲(chǔ)糧害蟲活動(dòng)情況，難以滿足研究人員的分析需要；3)系統(tǒng)的計(jì)算、存儲(chǔ)、電能、帶寬十分有限，難以實(shí)現(xiàn)聲信號(hào)長(zhǎng)期、連續(xù)、高速采集和大量米樣數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、可靠傳輸。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中隨著監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量增加，其布線、安裝、維護(hù)、供電變得困難且成本急劇增加；參數(shù)不能完全反映儲(chǔ)糧害蟲活動(dòng)情況，難以滿足研究人員的分析需要；難以實(shí)現(xiàn)聲信號(hào)長(zhǎng)期、連續(xù)、高速采集和大量采樣數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、可靠傳輸?shù)娜秉c(diǎn)，提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案得以解決基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括采集節(jié)點(diǎn)、簇首節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，所述的采集節(jié)點(diǎn)與簇首節(jié)點(diǎn)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，匯聚節(jié)點(diǎn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過有線網(wǎng)絡(luò)連接，簇首節(jié)點(diǎn)與簇內(nèi)采集節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)與各簇首節(jié)點(diǎn)分別構(gòu)成星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。作為優(yōu)選，所述的采集節(jié)點(diǎn)、簇首節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)均包括主板模塊和電源管理模塊，電源管理模塊向主板模塊供電。作為優(yōu)選，所述采集節(jié)點(diǎn)還包括無線通信模塊和傳感器模塊，電源管理模塊向無線通信模塊和傳感器模塊供電，采集節(jié)點(diǎn)通過無線通信模塊與簇首節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)無線連接。作為優(yōu)選，所述的主板模塊采用16位低功耗處理器PIC24FJ128GB210，內(nèi)置無線通信模塊接口、EEPROM存儲(chǔ)器、JTAG調(diào)試接口、系統(tǒng)監(jiān)控電路、傳感器模塊接口、RS232接口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和電源管理模塊接口。[0013]作為優(yōu)選，無線通信模塊通過無線通信模塊接口與主板模塊連接，傳感器模塊通過傳感器模塊接口與主板模塊連接。作為優(yōu)選，所述的無線通信模塊采用MRF24J40MA。作為優(yōu)選，所述的傳感器模塊包括聲傳感器探頭、8路模擬開關(guān)和信號(hào)調(diào)理電路。作為優(yōu)選，聲傳感器探頭由聲電轉(zhuǎn)換電路、低通濾波電路和前置放大電路封裝而成。按本實(shí)用新型技術(shù)方案，不僅實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模糧倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)糧害蟲聲信號(hào)的多點(diǎn)、遠(yuǎn)程、分布式采集和大量采樣數(shù)據(jù)的無線、實(shí)時(shí)、可靠傳輸，而且無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引入使得各采集節(jié)點(diǎn)的布線、安裝、維護(hù)工作量大大減少。

圖1是本實(shí)用新型的體系結(jié)構(gòu)圖。圖2是采集節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述實(shí)施例1基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，包括采集節(jié)點(diǎn)1、簇首節(jié)點(diǎn)
2、匯聚節(jié)點(diǎn)3和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心,所述的采集節(jié)點(diǎn)I與簇首節(jié)點(diǎn)2通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)連接，匯聚節(jié)點(diǎn)3與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過有線網(wǎng)絡(luò)連接，簇首節(jié)點(diǎn)2與簇內(nèi)采集節(jié)點(diǎn)1、匯聚節(jié)點(diǎn)3與各簇首節(jié)點(diǎn)2分別構(gòu)成星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。簇首節(jié)點(diǎn)2和匯聚節(jié)點(diǎn)3也可以通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)互連。所述的采集節(jié)點(diǎn)1、簇首節(jié)點(diǎn)2和匯聚節(jié)點(diǎn)3均包括主板模塊和電源管理模塊，電源管理模塊向主板模塊供電。如圖2所示，所述采集節(jié)點(diǎn)I還包括無線通信模塊和傳感器模塊，電源管理模塊向無線通信模塊和傳感器模塊供電，采集節(jié)點(diǎn)I通過無線通信模塊與簇首節(jié)點(diǎn)2和匯聚節(jié)點(diǎn)3無線連接。所述的主板模塊采用16位低功耗處理器PIC24FJ128GB210，內(nèi)置無線通信模塊接口、EEPROM存儲(chǔ)器、JTAG調(diào)試接口、系統(tǒng)監(jiān)控電路、傳感器模塊接口、RS232接口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和電源管理模塊接口。無線通信模塊通過無線通信模塊接口與主板模塊連接，傳感器模塊通過傳感器模塊接口與主板模塊連接。所述的無線通信模塊采用MRF24J40MA。所述的傳感器模塊包括聲傳感器探頭、8路模擬開關(guān)和信號(hào)調(diào)理電路。聲傳感器探頭由聲電轉(zhuǎn)換電路、低通濾波電路和前置放大電路封裝而成。上述無線通信模塊接口由SPI和數(shù)字接口組成，傳感器模塊接口由ADC和數(shù)字接口組成。所述的電源管理模塊主要由12VDC鋰電池、鋰電池充放電路、電池保護(hù)電路、電源電壓變換電路、電量等參數(shù)監(jiān)測(cè)電路、電壓變換芯片TPS65010、鋰電池電流、電壓、電量等參數(shù)監(jiān)測(cè)芯片BQ2052、鋰電池過流、過壓、過熱保護(hù)芯片BQ29440構(gòu)成。采集節(jié)點(diǎn)I利用無線通信模塊的低功耗傳感裝置來采集糧倉(cāng)中的糧堆內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)中害蟲發(fā)出的聲音，經(jīng)過數(shù)據(jù)壓縮后，利用Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)將壓縮后的聲音數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱厥坠?jié)點(diǎn)2，簇首節(jié)點(diǎn)2將來自多個(gè)采集節(jié)點(diǎn)I的數(shù)據(jù)匯總后，再通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)將匯總后的聲音數(shù)據(jù)發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)3，然后匯聚節(jié)點(diǎn)3通過有線網(wǎng)絡(luò)將聲音數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過串行電纜連接匯聚節(jié)點(diǎn)3，接收來自匯聚節(jié)點(diǎn)3數(shù)據(jù)，并根據(jù)用戶需要對(duì)來自匯聚節(jié)點(diǎn)3的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析、處理；解釋、執(zhí)行用戶輸入的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控、工作參數(shù)設(shè)定、故障診斷報(bào)警等控制指令。 總之，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括采集節(jié)點(diǎn)(I)、簇首節(jié)點(diǎn)(2)、匯聚節(jié)點(diǎn)(3)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，其特征在于所述的采集節(jié)點(diǎn)(I)與簇首節(jié)點(diǎn)(2)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，匯聚節(jié)點(diǎn)(3)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過有線網(wǎng)絡(luò)連接，簇首節(jié)點(diǎn)(2)與簇內(nèi)采集節(jié)點(diǎn)(I)、匯聚節(jié)點(diǎn)(3)與各簇首節(jié)點(diǎn)(2)分別構(gòu)成星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的采集節(jié)點(diǎn)(I)、簇首節(jié)點(diǎn)(2)和匯聚節(jié)點(diǎn)(3)均包括主板模塊和電源管理模塊，電源管理模塊向主板模塊供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述采集節(jié)點(diǎn)(I)還包括無線通信模塊和傳感器模塊，電源管理模塊向無線通信模塊和傳感器模塊供電，采集節(jié)點(diǎn)(I)通過無線通信模塊與簇首節(jié)點(diǎn)(2)和匯聚節(jié)點(diǎn)(3)無線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的主板模塊采用16位低功耗處理器PIC24FJ128GB210，內(nèi)置無線通信模塊接口、EEPROM存儲(chǔ)器、JTAG調(diào)試接口、系統(tǒng)監(jiān)控電路、傳感器模塊接口、RS232接口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和電源管理模塊接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于無線通信模塊通過無線通信模塊接口與主板模塊連接，傳感器模塊通過傳感器模塊接口與主板模塊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的無線通信模塊采用MRF24J40MA。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的傳感器模塊包括聲傳感器探頭、8路模擬開關(guān)和信號(hào)調(diào)理電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),其特征在于聲傳感器探頭由聲電轉(zhuǎn)換電路、低通濾波電路和前置放大電路封裝而成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲聲信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括采集節(jié)點(diǎn)、簇首節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，所述的采集節(jié)點(diǎn)與簇首節(jié)點(diǎn)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，匯聚節(jié)點(diǎn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過有線網(wǎng)絡(luò)連接，簇首節(jié)點(diǎn)與簇內(nèi)采集節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)與各簇首節(jié)點(diǎn)分別構(gòu)成星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。本實(shí)用新型不僅實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模糧倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)糧害蟲聲信號(hào)的多點(diǎn)、遠(yuǎn)程、分布式采集和大量采樣數(shù)據(jù)的無線、實(shí)時(shí)、可靠傳輸，而且無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的引入使得各采集節(jié)點(diǎn)的布線、安裝、維護(hù)工作量大大減少。
文檔編號(hào)G01N29/00GK202903738SQ20122056693
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者郭小華, 韓安太 申請(qǐng)人:杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 韓安太