專利名稱：一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)植物生長(zhǎng)環(huán)境的監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，更具體的說涉及基于無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)而對(duì)果園環(huán)境尤其是蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳感器的探測(cè)和各傳感器的無線通信能力，已使無線傳感器具有廣闊的應(yīng)用，如 在軍事領(lǐng)域，工業(yè)領(lǐng)域，環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。但是，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，很多采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，在信息采集和處理存在很多缺點(diǎn)， 如缺乏數(shù)據(jù)分析和建立相關(guān)屬性的數(shù)據(jù)庫(kù)，特別是山區(qū)農(nóng)作物的，還處于空白，比如永春縣 生產(chǎn)的蘆柑，由于該縣為蘆柑栽培最適宜區(qū)，故其是全國(guó)蘆柑栽培最多、良種化和專業(yè)化程 度最高的縣份，但其目前還均是采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)和管理模式，即完全采用人工的監(jiān)測(cè) 方式，其不僅僅大大浪費(fèi)了人力，而且無法實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)果園的精確化和數(shù)字化管理。為提高產(chǎn) 品的質(zhì)量和品牌，需要一套通過長(zhǎng)年的數(shù)據(jù)記錄和相關(guān)的分析，精確地掌握蘆柑的質(zhì)地與 生長(zhǎng)過程的日照，溫度，濕度，土壤水分等確切關(guān)系。有鑒于此，本發(fā)明人針對(duì)其現(xiàn)有以上的缺陷并進(jìn)行研究，遂有本案產(chǎn)生。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)， 以解決現(xiàn)有技術(shù)浪費(fèi)大量人力以及監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確的問題。為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，包括無線傳感器終端 節(jié)點(diǎn)、GPRS無線網(wǎng)關(guān)以及數(shù)字監(jiān)控中心，該無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)采集環(huán)境參數(shù)，并通過無線 自組網(wǎng)絡(luò)的方式將采集到參數(shù)信息傳輸給GPRS無線網(wǎng)關(guān)存儲(chǔ)，該GPRS無線網(wǎng)關(guān)又將參數(shù) 信息傳輸給數(shù)字監(jiān)控中心，該數(shù)字監(jiān)控中心則對(duì)參數(shù)信息進(jìn)行分析處理。進(jìn)一步，該無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)包括無線溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)、無線土壤含水率傳 感器節(jié)點(diǎn)以及無線土壤肥料傳感器節(jié)點(diǎn)。進(jìn)一步，該無線溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)包括依次相連的傳感器模塊、RS485接口電路、 微處理器以及無線收發(fā)模塊，該傳感器模塊呈分布式設(shè)置并均具有與RS485接口電路相連 的RS485接口，該微處理器內(nèi)置有用于所采集到溫濕度參數(shù)信息的FLASH存儲(chǔ)器，該無線收 發(fā)模塊則供與GPRS無線網(wǎng)關(guān)或其他傳感器節(jié)點(diǎn)之間通訊，該傳感器模塊、RS485接口電路、 微處理器和無線收發(fā)模塊均連接有太陽(yáng)能供電模塊。進(jìn)一步，該無線土壤含水率傳感器節(jié)點(diǎn)包括依次相連的土壤水分傳感器、信號(hào)調(diào) 理電路、微處理器以及無線收發(fā)模塊，該微處理器內(nèi)置有ADC模塊和FLASH存儲(chǔ)模塊，該土 壤水分傳感器感測(cè)預(yù)定點(diǎn)的土壤水分，并將得到的土壤水分信號(hào)傳輸給信號(hào)調(diào)理電路，經(jīng) 信號(hào)調(diào)理電路放大后而輸送給微處理器，并經(jīng)ADC模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)在FLASH存儲(chǔ)模塊 中，該無線收發(fā)模塊則供與GPRS無線網(wǎng)關(guān)或其他傳感器節(jié)點(diǎn)之間通訊，該土壤水分傳感
4器、信號(hào)調(diào)理電路、微處理器和無線收發(fā)模塊均連接有太陽(yáng)能供電模塊。 進(jìn)一步，該無線土壤含水率傳感器節(jié)點(diǎn)還包括GPS模塊和RS232接口電路，該GPS 模塊采集預(yù)定點(diǎn)的經(jīng)緯度信號(hào)，并經(jīng)由該RS232接口電路而與微處理器相連，該GPS模塊還 與太陽(yáng)能供電模塊相連。進(jìn)一步，該無線土壤含水率傳感器節(jié)點(diǎn)還包括驅(qū)動(dòng)電路和灌溉控制器，該驅(qū)動(dòng)電 路設(shè)置在灌溉控制器和微處理器之間，該無線收發(fā)模塊接收到來自數(shù)字監(jiān)控中心的指令并 傳輸給微處理器，該微處理器則輸出信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路并經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路放大而最終控制灌溉控 制器動(dòng)作。進(jìn)一步，該無線土壤肥料傳感節(jié)點(diǎn)包括依次相連的標(biāo)準(zhǔn)土肥測(cè)試模塊、RS232接口 電路、微處理器以及無線收發(fā)模塊，該微處理器內(nèi)置有ADC模塊和FLASH存儲(chǔ)模塊，該標(biāo)準(zhǔn) 土肥測(cè)試模塊測(cè)量預(yù)定點(diǎn)的土壤肥料，并將得到的測(cè)試數(shù)據(jù)通過RS232接口電路而傳輸給 微處理器，并經(jīng)ADC模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)在FLASH存儲(chǔ)模塊中，該無線收發(fā)模塊則供與GPRS 無線網(wǎng)關(guān)或其他傳感器節(jié)點(diǎn)之間通訊，該標(biāo)準(zhǔn)土肥測(cè)試模塊、RS232接口電路、微處理器和 無線收發(fā)模塊還均與太陽(yáng)能供電模塊相連。進(jìn)一步，該無線土壤肥料傳感節(jié)點(diǎn)還包括GPS模塊和RS232接口電路，該GPS模塊 采集預(yù)定點(diǎn)的經(jīng)緯度信號(hào)，并經(jīng)由該RS232接口電路而與微處理器相連，該GPS模塊還與太 陽(yáng)能供電模塊相連。進(jìn)一步，該GPRS無線網(wǎng)關(guān)包括微處理器以及均與微處理器相連的無線收發(fā)模塊、 GPRS模塊和擴(kuò)展存儲(chǔ)器，該無線收發(fā)模塊接收來自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其他節(jié)點(diǎn)傳來的數(shù)據(jù)，并將數(shù) 據(jù)通過微處理器而存儲(chǔ)在擴(kuò)展存儲(chǔ)器中，該GPRS模塊一方面將數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字監(jiān)控中心， 另一方面還接收來自數(shù)字監(jiān)控中心的控制信息，并由無線收發(fā)模塊發(fā)送給監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其他節(jié) 點(diǎn)，該微處理器還連接有太陽(yáng)能供電模塊。進(jìn)一步，該太陽(yáng)能供電模塊中還配置了用于統(tǒng)計(jì)日照時(shí)間的日照時(shí)數(shù)計(jì)電路，該 日照時(shí)數(shù)計(jì)電路與該微處理器相連。采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型涉及的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)，其通過無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)對(duì)當(dāng)前生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，并將得到的信號(hào)通過GPRS 無線網(wǎng)關(guān)而輸送給數(shù)字監(jiān)控中心，經(jīng)過數(shù)字監(jiān)控中心的分析處理后，從而可以直接供監(jiān)測(cè) 人員查詢。故本實(shí)用新型完全改變了傳統(tǒng)的管理模式，監(jiān)測(cè)人員只需在辦公室即可感知蘆 柑當(dāng)前的生長(zhǎng)環(huán)境，而無需實(shí)地監(jiān)測(cè)，故具有人力成本低，同時(shí)該無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)均按 預(yù)定方式進(jìn)行檢測(cè)，從而不被人為經(jīng)驗(yàn)所影響，故還具有監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確的效果。

圖1為本實(shí)用新型涉及的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的 原理示意圖；圖2為本實(shí)用新型中無線溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實(shí)用新型中無線土壤含水率傳感器節(jié)點(diǎn)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本實(shí)用新型中無線土壤肥料傳感節(jié)點(diǎn)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為本實(shí)用新型中GPRS無線網(wǎng)關(guān)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中[0024]無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)100無線溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)1[0025]傳感器模塊11RS485接口電路12[0026]微處理器13FLASH存儲(chǔ)器131[0027]無線收發(fā)模塊14太陽(yáng)能供電模塊15[0028]無線土壤含水率傳感器節(jié)點(diǎn)2土壤水分傳感器21[0029]信號(hào)調(diào)理電路22微處理器23[0030]ADC模塊231FLASH存儲(chǔ)模塊232[0031]IO模塊233ALU模塊234[0032]無線收發(fā)模塊24太陽(yáng)能供電模塊25[0033]GPS模塊26RS232接口電路27[0034]驅(qū)動(dòng)電路28灌溉控制器29[0035]無線土壤肥料傳感器節(jié)點(diǎn)3標(biāo)準(zhǔn)土肥測(cè)試模塊31[0036]RS232接口電路32微處理器33[0037]ADC模塊331FLASH存儲(chǔ)模塊332[0038]IO模塊333ALU模塊 334[0039]無線收發(fā)模塊34太陽(yáng)能供電模塊35[0040]GPS模塊36RS232接口電路 37[0041]GPRS無線網(wǎng)關(guān)200微處理器 210[0042]無線收發(fā)模塊220GPRS模塊 230[0043]擴(kuò)展存儲(chǔ)器240太陽(yáng)能供電模塊250[0044]RS485 接□260攝像頭 270[0045]日照時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊280GPS模塊 2801[0046]RS232接口電路2802微處理器 2803[0047]數(shù)字監(jiān)控中心300
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來對(duì)本實(shí)用新型進(jìn) 行詳細(xì)闡述。如圖1所示，其示出的為本實(shí)用新型涉及的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng) 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)100、GPRS無線網(wǎng)關(guān)200以及數(shù)字監(jiān)控中心 300，其中，該無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)100，采集環(huán)境參數(shù)，并通過無線自組網(wǎng)絡(luò)的方式將采集到 參數(shù)信息傳輸給GPRS無線網(wǎng)關(guān)200存儲(chǔ)；該GPRS無線網(wǎng)關(guān)200，將存儲(chǔ)的參數(shù)信息傳輸給數(shù)字監(jiān)控中心300 ；該數(shù)字監(jiān)控中心300，對(duì)參數(shù)信息進(jìn)行分析處理，并供監(jiān)控人員進(jìn)行查詢。這樣，本實(shí)用新型通過無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)100對(duì)當(dāng)前生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，并將 得到的信號(hào)通過GPRS無線網(wǎng)關(guān)200輸送給數(shù)字監(jiān)控中心300，經(jīng)過數(shù)字監(jiān)控中心300的分 析處理后，從而可以直接供監(jiān)測(cè)人員查詢。同時(shí)通過數(shù)字監(jiān)控中心300，在需要進(jìn)行噴灌的 區(qū)域進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，把噴灌區(qū)域，時(shí)間通過數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給GPRS無線網(wǎng)關(guān)，再由其轉(zhuǎn)發(fā)到具體的傳感器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行灌溉動(dòng)作。故本實(shí)用新型完全改變了傳統(tǒng)的管理模式，即監(jiān)測(cè) 人員只需在辦公室即可知曉蘆柑當(dāng)前的生長(zhǎng)環(huán)境，而無需實(shí)地監(jiān)測(cè)，故具有人力成本低，同 時(shí)該無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)100均按預(yù)定方式進(jìn)行檢測(cè)，從而不被人為經(jīng)驗(yàn)所影響，故還具 有監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確的效果。作為該無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)100的一種具體實(shí)施例，該無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)100 包括無線溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)1、無線土壤含水率傳感器節(jié)點(diǎn)2以及無線土壤肥料傳感器節(jié) 點(diǎn)3，當(dāng)然該無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)100還可以根據(jù)具體的需求而增加相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，亦可以根 據(jù)需求而僅采取其中的一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，即根據(jù)對(duì)蘆柑生產(chǎn)和管理的需求以及投資收益進(jìn) 行靈活配置。為了讓每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都能清楚地被公開，下面將以較佳實(shí)施例的方式對(duì)每一傳 感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說明如圖2所示，該無線溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)1包括依次相連的傳感器模塊11、RS485接 口電路12、微處理器13以及無線收發(fā)模塊14，該傳感器模塊呈11分布式設(shè)置并均具有與 RS485接口電路12相連的RS485接口，具體該傳感器模塊11可以細(xì)分為溫度傳感器、濕度 傳感器又或溫度和濕度一體化傳感器，該微處理器13內(nèi)置有用于存儲(chǔ)所采集到溫濕度參 數(shù)信息的FLASH存儲(chǔ)器131，該無線收發(fā)模塊14則供與GPRS無線網(wǎng)關(guān)200或其他傳感器節(jié) 點(diǎn)之間通訊，該傳感器模塊11、RS485接口電路12、微處理器13和無線收發(fā)模塊14均連接 有太陽(yáng)能供電模塊15，通過采用太陽(yáng)能供電模塊15可以達(dá)到長(zhǎng)壽命和免維護(hù)的功能，該太 陽(yáng)能供電模塊15可以采用本領(lǐng)域人員常用的即可。具體的，該微處理器13選用ARM7，而該 無線收發(fā)模塊14則采用基于802. 15. 4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。如圖3所示，該無線土壤含水率傳感器節(jié)點(diǎn)2包括依次相連的土壤水分傳感器21、 信號(hào)調(diào)理電路22、微處理器23以及無線收發(fā)模塊24，該微處理器23內(nèi)置有ADC模塊231 和FLASH存儲(chǔ)模塊232，該土壤水分傳感器21監(jiān)測(cè)預(yù)定點(diǎn)的土壤水分，該預(yù)定點(diǎn)即為土壤水 分傳感器21的安裝位置，并將得到的土壤水分信號(hào)傳輸給信號(hào)調(diào)理電路22，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電 路22放大后而輸送給微處理器23，并經(jīng)ADC模塊231模數(shù)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)在FLASH存儲(chǔ)模塊 232中，該無線收發(fā)模塊24則供與GPRS無線網(wǎng)關(guān)200或其他傳感器節(jié)點(diǎn)之間通訊，該土壤 水分傳感器21、信號(hào)調(diào)理電路22、微處理器23和無線收發(fā)模塊24均連接有太陽(yáng)能供電模 塊25，采用太陽(yáng)能供電模塊25亦是為了長(zhǎng)壽命和免維護(hù)的功能，其亦采用本領(lǐng)域人員常用 的即可，而該無線收發(fā)模塊24亦可以采用基于802. 15. 4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，作為微處理器23 運(yùn)算和輸出功能，該微處理器還具有IO模塊233和ALU模塊234 ；作為優(yōu)選的方案，該無線 土壤含水率傳感器節(jié)點(diǎn)2還包括GPS模塊26和RS232接口電路27，該GPS模塊26采集預(yù) 定點(diǎn)的經(jīng)緯度信號(hào)，并經(jīng)由該RS232接口電路27而與微處理器23相連，該GPS模塊26還 與太陽(yáng)能供電模塊25相連。通過增設(shè)GPS模塊26，可以確定蘆柑土壤含水率監(jiān)測(cè)的具體 位置，并可以由數(shù)字監(jiān)控中心300分析處理后，以確定起動(dòng)具體位置的灌溉系統(tǒng)進(jìn)行灌溉 以及設(shè)定灌溉的時(shí)間，從而達(dá)到節(jié)約用水的目的，該微處理器23的存儲(chǔ)容量可以選用較大 容量的，比如8M，從而可以存儲(chǔ)較長(zhǎng)時(shí)間的采集數(shù)據(jù)。作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，該無線土壤含 水率傳感器節(jié)點(diǎn)2還包括驅(qū)動(dòng)電路28和灌溉控制器29，該驅(qū)動(dòng)電路28設(shè)置在灌溉控制器 29和微處理器23之間，該無線收發(fā)模塊24接收到來自數(shù)字監(jiān)控中心300的指令并傳輸給 微處理器23，該微處理器23則輸出信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路28并經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路28放大而最終控制灌 溉控制器29動(dòng)作。該灌溉控制器29具體可以采用接觸器或者繼電器。當(dāng)然噴灌亦可以直接按照微處理器23預(yù)設(shè)定好的參數(shù)來執(zhí)行，而不必每次均通過數(shù)字監(jiān)控中心300來遙控。如圖4所示，該無線土壤肥料傳感器節(jié)點(diǎn)3包括依次相連的標(biāo)準(zhǔn)土肥測(cè)試模塊31、 RS232接口電路32、微處理器33以及無線收發(fā)模塊34，該微處理器33內(nèi)置有ADC模塊331 和FLASH存儲(chǔ)模塊332，該標(biāo)準(zhǔn)土肥測(cè)試模塊31測(cè)量預(yù)定點(diǎn)的土壤肥料，并將得到的測(cè)試 數(shù)據(jù)通過RS232接口電路32而傳輸給微處理器33，并經(jīng)ADC模塊331模數(shù)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)在 FLASH存儲(chǔ)模塊332中，該無線收發(fā)模塊34則供與GPRS無線網(wǎng)關(guān)200或其他傳感器節(jié)點(diǎn) 之間通訊，該標(biāo)準(zhǔn)土肥測(cè)試模塊31、RS232接口電路32、微處理器33和無線收發(fā)模塊34還 均與太陽(yáng)能供電模塊35相連，該預(yù)定點(diǎn)即是指標(biāo)準(zhǔn)土肥測(cè)試模塊被安裝的地點(diǎn)，該微處理 器33還可以根據(jù)需要而內(nèi)置有IO模塊333和ALU模塊334，從而便于外接執(zhí)行設(shè)備，該無 線收發(fā)模塊34亦選用802. 15. 4協(xié)議。為了準(zhǔn)確定位標(biāo)準(zhǔn)土肥測(cè)試模塊31，該無線土壤肥 料傳感器節(jié)點(diǎn)還包括GPS模塊36和RS232接口電路37，該GPS模塊36采集預(yù)定點(diǎn)的經(jīng)緯 度信號(hào)，并經(jīng)由該RS232接口電路37而與微處理器33相連，該GPS模塊36還與太陽(yáng)能供 電模塊35相連。這樣，就可以準(zhǔn)確確定蘆柑土壤肥料監(jiān)測(cè)的具體位置，根據(jù)數(shù)字監(jiān)控中心 300存儲(chǔ)的各采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以制定出科學(xué)的施肥方案，具體該標(biāo)準(zhǔn)土肥測(cè)試 模塊31可以進(jìn)行養(yǎng)分測(cè)量、PH值測(cè)量和鹽量測(cè)量。如圖5所示，其為本實(shí)用新型涉及的GPRS無線網(wǎng)關(guān)的較佳實(shí)施例，該GPRS無線網(wǎng) 關(guān)200包括微處理器210以及均與微處理器210相連的無線收發(fā)模塊220、GPRS模塊230、 擴(kuò)展存儲(chǔ)器240以及日照時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊280，該無線收發(fā)模塊220接收來自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其他節(jié) 點(diǎn)傳來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過微處理器210而存儲(chǔ)在擴(kuò)展存儲(chǔ)器240中，該GPRS模塊230 — 方面將數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字監(jiān)控中心300，另一方面還接收來自數(shù)字監(jiān)控中心300的控制信息， 并由無線收發(fā)模塊220發(fā)送給監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其他節(jié)點(diǎn)，該微處理器210還連接有太陽(yáng)能供電模 塊250。該無線收發(fā)模塊220基于802. 15. 4協(xié)議進(jìn)行通信，該太陽(yáng)能供電模塊250需要選擇 為功率較大的模塊，從而滿足雙系統(tǒng)通信的功耗；進(jìn)一步，該日照時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)模塊280用于日 照時(shí)間的日照時(shí)數(shù)，并作為其一種具體的實(shí)施方案，該日照時(shí)數(shù)計(jì)模塊包括GPS模塊2801、 RS232接口電路2802和微處理器2803，其中微處理器2803通過監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能供電模塊的太 陽(yáng)能電池板電壓，來確定日照存在，GPS模塊2801與微處理器2803通過2802的RS232接 口電路相連，微處理器2803可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)具體日期的日照情況，并可以通過GPRS模塊230 傳輸給數(shù)字監(jiān)控中心300進(jìn)行日照時(shí)間的統(tǒng)計(jì)。當(dāng)然，該微處理器210還可以通過串口擴(kuò) 展而連接有RS485接口 260，從而供攝像頭270相連，該攝像頭270能連續(xù)拍照蘆柑葉片蟲 害的照片，并將照片信息通過GPRS模塊230而傳輸給數(shù)字監(jiān)控中心300，進(jìn)而可以讓監(jiān)控人 員感知蘆柑是否遭受蟲害。另外，該數(shù)字監(jiān)控中心300主要是由帶GPRS數(shù)字監(jiān)控臺(tái)和后臺(tái)管理軟件組成，采 集的所有環(huán)境參數(shù)最終均通過無線網(wǎng)絡(luò)而傳輸給后臺(tái)軟件，該后臺(tái)軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分 析、處理和存儲(chǔ)，具體還可以通過處理后計(jì)算形成數(shù)據(jù)庫(kù)及統(tǒng)計(jì)圖，從而便于監(jiān)測(cè)人員查 詢。整個(gè)軟件可以采用目前常用的可視化窗口操作，為了便于遠(yuǎn)程訪問，該數(shù)字監(jiān)控臺(tái)還設(shè) 有以太網(wǎng)接口，基于TCP/IP協(xié)議傳輸，使系統(tǒng)接入局域網(wǎng)，這樣管理人員就可以運(yùn)用GPRS 手機(jī)或者3G手機(jī)瀏覽現(xiàn)場(chǎng)蘆柑的狀況以及進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。以上無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)100， 包括無線網(wǎng)關(guān)200，均采用基于Tinyos操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸具有高穩(wěn)定和高可 靠性。[0060]為了讓本實(shí)用新型被進(jìn)一步公開，下面對(duì)本實(shí)用新型的工作過程進(jìn)行詳細(xì)闡述本實(shí)用新型涉及的監(jiān)控系統(tǒng)，首先把溫度、濕度傳感器、土壤含水率監(jiān)測(cè)傳感器以 及土壤肥料傳感器等分布在整個(gè)蘆柑的種植地，分布的地點(diǎn)先根據(jù)無線自組網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的通 信距離和通信環(huán)境來確定，特別是在山上，無線通信環(huán)境更加復(fù)雜，具體可以根據(jù)如下公司 來選址E = K*dn，其中，E為信號(hào)的損耗，d為通信距離，K為系數(shù)，參數(shù)η —般取3，即信號(hào) 損耗與距離的3次方成正比；此外，山上植被和蘆柑本身都是信號(hào)的吸收體，因此在具體設(shè)計(jì)時(shí)必須在鏈路預(yù) 算中加大余量，以保證網(wǎng)絡(luò)通信正常，一般控制在通信距離100米以下。網(wǎng)絡(luò)在確定單跳傳 感器的距離后，采取多跳路由的方式，確保網(wǎng)絡(luò)的魯棒性，以避免部分傳感器節(jié)點(diǎn)因脫離而 使網(wǎng)絡(luò)受到損害。另外在一些節(jié)點(diǎn)中加入了 GPS模塊，這樣就可以更好地確定節(jié)點(diǎn)的位置， 當(dāng)控制和查詢具體的傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)，如噴灌，只需在遠(yuǎn)程的數(shù)字監(jiān)控中心300，通過GPS提 供的位置信息，設(shè)定好灌溉的區(qū)域和時(shí)間，由無線傳到具體的節(jié)點(diǎn)上，讓其自動(dòng)執(zhí)行。這樣 就可以避免因無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置和節(jié)點(diǎn)編號(hào)的隨機(jī)變化，而無法查詢和控制某個(gè)節(jié) 點(diǎn)的采集信號(hào)和執(zhí)行事件。當(dāng)節(jié)點(diǎn)在布點(diǎn)完成后，由無線自組織多跳路由方式來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鏈接，基于 802. 15. 4協(xié)議進(jìn)行通信。所有的上傳和下傳的數(shù)據(jù)包均加入CRC校驗(yàn)，以保證數(shù)據(jù)傳輸誤 碼率達(dá)到通信的要求。其中溫度、濕度傳感器、土壤含水率監(jiān)測(cè)傳感器、土壤肥料傳感器要 上傳數(shù)據(jù)時(shí)首先由GPRS無線網(wǎng)關(guān)200進(jìn)行控制，無線網(wǎng)關(guān)先發(fā)送查詢命令，各個(gè)節(jié)點(diǎn)被激 活，同時(shí)依據(jù)接收的命令把采集的數(shù)據(jù)打包按確定的時(shí)間進(jìn)行發(fā)送；為實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸 的可靠性，在鏈路重傳的基礎(chǔ)上增加節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)之間的確認(rèn)和重傳。GPRS無線網(wǎng)關(guān)200在 接受到所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)后再由GPRS模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程的數(shù)字監(jiān)控中心300。上述實(shí)施例和圖式并非限定本實(shí)用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范疇。
權(quán)利要求一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)、GPRS無線網(wǎng)關(guān)以及數(shù)字監(jiān)控中心，該無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)采集環(huán)境參數(shù)，并通過無線自組網(wǎng)絡(luò)的方式將采集到參數(shù)信息傳輸給GPRS無線網(wǎng)關(guān)存儲(chǔ)，該GPRS無線網(wǎng)關(guān)又將存儲(chǔ)的參數(shù)信息傳輸給數(shù)字監(jiān)控中心，該數(shù)字監(jiān)控中心則對(duì)參數(shù)信息進(jìn)行分析處理。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，該無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)包括無線溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)、無線土壤含水率傳感器節(jié)點(diǎn)以及 無線土壤肥料傳感器節(jié)點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，該無線溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)包括依次相連的傳感器模塊、RS485接口電路、微處理器以及 無線收發(fā)模塊，該傳感器模塊呈分布式設(shè)置并均具有RS485接口，該微處理器內(nèi)置有用于 所采集到溫濕度參數(shù)信息的FLASH存儲(chǔ)器，該無線收發(fā)模塊則供與GPRS無線網(wǎng)關(guān)或其他傳 感器節(jié)點(diǎn)之間通訊，該傳感器模塊、RS485接口電路、微處理器和無線收發(fā)模塊均連接有太 陽(yáng)能供電模塊。
4.如權(quán)利要求2所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，該無線土壤含水率傳感器節(jié)點(diǎn)包括依次相連的土壤水分傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、微處理 器以及無線收發(fā)模塊，該微處理器內(nèi)置有ADC模塊和FLASH存儲(chǔ)模塊，該土壤水分傳感器感 測(cè)預(yù)定點(diǎn)的土壤水分，并將得到的土壤水分信號(hào)傳輸給信號(hào)調(diào)理電路，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路放 大后而輸送給微處理器，并經(jīng)ADC模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)在FLASH存儲(chǔ)模塊中，該無線收發(fā)模 塊則供與GPRS無線網(wǎng)關(guān)或其他傳感器節(jié)點(diǎn)之間通訊，該土壤水分傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、 微處理器和無線收發(fā)模塊均連接有太陽(yáng)能供電模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，該無線土壤含水率傳感器節(jié)點(diǎn)還包括GPS模塊和RS232接口電路，該GPS模塊采集預(yù)定 點(diǎn)的經(jīng)緯度信號(hào)，并經(jīng)由該RS232接口電路而與微處理器相連，該GPS模塊還與太陽(yáng)能供電 模塊相連。
6.如權(quán)利要求5所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，該無線土壤含水率傳感器節(jié)點(diǎn)還包括驅(qū)動(dòng)電路和灌溉控制器，該驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置在灌溉 控制器和微處理器之間，該無線收發(fā)模塊接收到來自數(shù)字監(jiān)控中心的指令并傳輸給微處理 器，該微處理器則輸出信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路并經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路放大而最終控制灌溉控制器動(dòng)作。
7.如權(quán)利要求2所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，該無線土壤肥料傳感節(jié)點(diǎn)包括依次相連的標(biāo)準(zhǔn)土肥測(cè)試模塊、RS232接口電路、微處理 器以及無線收發(fā)模塊，該微處理器內(nèi)置有ADC模塊和FLASH存儲(chǔ)模塊，該標(biāo)準(zhǔn)土肥測(cè)試模塊 測(cè)量預(yù)定點(diǎn)的土壤肥料，并將得到的測(cè)試數(shù)據(jù)通過RS232接口電路而傳輸給微處理器，并 經(jīng)ADC模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)在FLASH存儲(chǔ)模塊中，該無線收發(fā)模塊則供與GPRS無線網(wǎng)關(guān)或 其他傳感器節(jié)點(diǎn)之間通訊，該標(biāo)準(zhǔn)土肥測(cè)試模塊、RS232接口電路、微處理器和無線收發(fā)模 塊還均與太陽(yáng)能供電模塊相連。
8.如權(quán)利要求7所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，該無線土壤肥料傳感節(jié)點(diǎn)還包括GPS模塊和RS232接口電路，該GPS模塊采集預(yù)定點(diǎn)的 經(jīng)緯度信號(hào)，并經(jīng)由該RS232接口電路而與微處理器相連，該GPS模塊還與太陽(yáng)能供電模塊 相連。2
9.如權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，該GPRS無線網(wǎng)關(guān)包括微處理器以及均與微處理器相連的無線收發(fā)模塊、GPRS模塊和擴(kuò) 展存儲(chǔ)器，該無線收發(fā)模塊接收來自監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其他節(jié)點(diǎn)傳來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過微處理 器而存儲(chǔ)在擴(kuò)展存儲(chǔ)器中，該GPRS模塊一方面將數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字監(jiān)控中心，另一方面還接 收來自數(shù)字監(jiān)控中心的控制信息，并由無線收發(fā)模塊發(fā)送給監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其他節(jié)點(diǎn)，該微處理 器還連接有太陽(yáng)能供電模塊。
10.如權(quán)利要求9所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征 在于，該太陽(yáng)能供電模塊中還配置了用于統(tǒng)計(jì)日照時(shí)間的日照時(shí)數(shù)計(jì)電路，該日照時(shí)數(shù)計(jì) 電路與該微處理器相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的蘆柑生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)、GPRS無線網(wǎng)關(guān)以及數(shù)字監(jiān)控中心，該無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)采集環(huán)境參數(shù)，并通過無線自組網(wǎng)絡(luò)的方式將采集到參數(shù)信息傳輸給GPRS無線網(wǎng)關(guān)存儲(chǔ)，該GPRS無線網(wǎng)關(guān)又將參數(shù)信息傳輸給數(shù)字監(jiān)控中心，該數(shù)字監(jiān)控中心則對(duì)參數(shù)信息進(jìn)行分析處理。本實(shí)用新型完全改變了傳統(tǒng)的管理模式，監(jiān)測(cè)人員只需在辦公室即可感知蘆柑當(dāng)前的生長(zhǎng)環(huán)境而無需實(shí)地監(jiān)測(cè)，故本實(shí)用新型具有人力成本低，同時(shí)該無線傳感器終端節(jié)點(diǎn)均按預(yù)定方式進(jìn)行檢測(cè)，從而不被人為經(jīng)驗(yàn)所影響，故還具有監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確的效果。
文檔編號(hào)G01W1/02GK201673272SQ20102020435
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者何惠彬, 鄭榮杰 申請(qǐng)人:泉州物聯(lián)電子有限公司