一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種農(nóng)用系統(tǒng)，更具體地說涉及一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，農(nóng)田土壤信息獲取的主要方式有:手持設(shè)備的人工獲取方式、基于GPRS監(jiān)測方式和基于WLAN監(jiān)測方式。利用手持設(shè)備人工打點，來獲取農(nóng)田土壤信息是最原始的方式，該方式不但需要耗費大量的人力、不具有實時性，而且數(shù)據(jù)的獲取量有限，顯然已不能滿足當(dāng)前農(nóng)田土壤監(jiān)測需求。
[0003]4G作為一種先進(jìn)的無線移動通信技術(shù)，具有數(shù)據(jù)傳輸快、永遠(yuǎn)在線和信號覆蓋廣等特點。基于4G的土壤監(jiān)測技術(shù)是通過將土壤傳感器和4G通信模塊相連，利用移動通信運營商提供的4G網(wǎng)絡(luò)，將農(nóng)田土壤數(shù)據(jù)發(fā)送到接入Internet的指定數(shù)據(jù)服務(wù)器。該方式的優(yōu)點在于節(jié)點布置靈活，地域局限性較小。只要有4G信號覆蓋的地方，便可以布點并實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。其存在的主要問題是:GPRS通信設(shè)備電能消耗大，若設(shè)備長時間持續(xù)工作，電源供給很難解決。
[0004]WSN(無線傳感器網(wǎng)絡(luò))具備小型化、能耗低的特點，但是通信距離短，穩(wěn)定性不好，而農(nóng)業(yè)土壤監(jiān)測并不需要很高的穩(wěn)定度，結(jié)合WSN和4G通信的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測具備很好的市場前景。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型主要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)，解決了能耗和通信距離問題，且數(shù)據(jù)在節(jié)點間傳輸，進(jìn)一步縮小了能耗且信息傳輸量大。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型涉及一種農(nóng)用系統(tǒng)，更具體地說涉及一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)，包括節(jié)點1、節(jié)點I1、節(jié)點II1、4G設(shè)備、服務(wù)器和計算機(jī)，解決了能耗和通信距離問題，且數(shù)據(jù)在節(jié)點間傳輸，進(jìn)一步縮小了能耗且信息傳輸量大。
[0007 ]節(jié)點1、節(jié)點II和節(jié)點III都用于監(jiān)測土壤溫濕度，數(shù)據(jù)在節(jié)點1、節(jié)點II和節(jié)點III之間進(jìn)行交互傳輸。節(jié)點III與4G設(shè)備之間進(jìn)行通信，將測得的數(shù)據(jù)傳輸至4G設(shè)備，4G設(shè)備將數(shù)據(jù)以4G信號的形式傳遞至服務(wù)器。服務(wù)器與計算機(jī)相通信，服務(wù)器接收存儲信息，計算機(jī)調(diào)取服務(wù)器信息并將土壤溫濕度信息顯示出來。節(jié)點1、節(jié)點II和節(jié)點III都由溫濕度傳感器、身份標(biāo)識模塊、電可擦可編程只讀存儲器、微控制器、無線通信模塊和電源組成。溫濕度傳感器與微控制器相連，溫濕度傳感器用于將土壤的溫度和濕度信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流信號，微控制器接收處理信號并輸出溫濕度信號。無線通信模塊與微控制器相連，無線通信模塊將接收到的微控制器輸出結(jié)果以無線信號的形式傳輸。身份標(biāo)識模塊與微控制器相連，身份標(biāo)識模塊用于對所在節(jié)點進(jìn)行標(biāo)記以供計算機(jī)識別各節(jié)點。電可擦可編程只讀存儲器與微控制器相連，電可擦可編程只讀存儲器用于存儲微控制器輸出的數(shù)據(jù)。溫濕度傳感器、身份標(biāo)識模塊、電可擦可編程只讀存儲器、微控制器、無線通信模塊都與電源相連，電源提供電能。
[0008]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實用新型一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)所述的節(jié)點1、節(jié)點II和節(jié)點III有多個。
[0009]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實用新型一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)所述的溫濕度傳感器選用華控興業(yè)有限公司生產(chǎn)的溫濕度傳感器，其型號為HSTL102。
[0010]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實用新型一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)所述的微控制器選用愛特梅爾有限公司生產(chǎn)的微控制器，其型號為Atmegal28。
[0011]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實用新型一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)所述的無線通信模塊選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的無線通信模塊，其型號為CC1000。
[0012]本實用新型一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)的有益效果為:
[0013]a.能耗低、通信距離遠(yuǎn)，便于無線監(jiān)控；
[0014]b.信息傳輸量大。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0016]圖2為本實用新型一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)的節(jié)點1、節(jié)點II和節(jié)點III的結(jié)構(gòu)組成框圖。
【具體實施方式】
[0017]在圖1、2中，本實用新型涉及一種農(nóng)用系統(tǒng)，更具體地說涉及一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)，包括節(jié)點1、節(jié)點I1、節(jié)點II1、4G設(shè)備、服務(wù)器和計算機(jī)，解決了能耗和通信距離問題，且數(shù)據(jù)在節(jié)點間傳輸，進(jìn)一步縮小了能耗且信息傳輸量大。
[0018]節(jié)點1、節(jié)點II和節(jié)點III都用于監(jiān)測土壤溫濕度，數(shù)據(jù)在節(jié)點1、節(jié)點11和節(jié)點III之間進(jìn)行交互傳輸。節(jié)點III與4G設(shè)備之間進(jìn)行通信，將測得的數(shù)據(jù)傳輸至4G設(shè)備，4G設(shè)備將數(shù)據(jù)以4G信號的形式傳遞至服務(wù)器。服務(wù)器與計算機(jī)相通信，服務(wù)器接收存儲信息，計算機(jī)調(diào)取服務(wù)器信息并將土壤溫濕度信息顯示出來。節(jié)點1、節(jié)點II和節(jié)點III有多個，組成了無線傳感器節(jié)點網(wǎng)絡(luò)，每個節(jié)點都對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)節(jié)點接收到一個數(shù)據(jù)包后，先要檢查自己的登記表，看是否接收過相同的數(shù)據(jù)包，如果有相同的就不轉(zhuǎn)發(fā)，如過沒有相同的就轉(zhuǎn)發(fā)并且將該數(shù)據(jù)包登記，避免數(shù)據(jù)重復(fù)發(fā)送，降低能耗。數(shù)據(jù)包的標(biāo)示由各節(jié)點的身份標(biāo)識模塊提供。且無線信號在4G設(shè)備上轉(zhuǎn)發(fā)，信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。
[0019]節(jié)點1、節(jié)點II和節(jié)點III都由溫濕度傳感器、身份標(biāo)識模塊、電可擦可編程只讀存儲器、微控制器、無線通信模塊和電源組成。溫濕度傳感器與微控制器相連，溫濕度傳感器用于將土壤的溫度和濕度信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流信號，微控制器接收處理信號并輸出溫濕度信號。溫濕度傳感器選用華控興業(yè)有限公司生產(chǎn)的溫濕度傳感器，其型號為HSTL102。改型傳感器內(nèi)置有溫度檢測模塊和濕度檢測模塊，并且傳感器具備溫漂補(bǔ)償，精度較高。微控制器選用愛特梅爾有限公司生產(chǎn)的微控制器，其型號為Atmegal28微控制器具備工作、睡眠兩種工作模式，間歇式工作以降低系統(tǒng)能耗。
[0020]無線通信模塊與微控制器相連，無線通信模塊將接收到的微控制器輸出結(jié)果以無線信號的形式傳輸。身份標(biāo)識模塊與微控制器相連，身份標(biāo)識模塊用于對所在節(jié)點進(jìn)行標(biāo)記以供計算機(jī)識別各節(jié)點。無線通信模塊選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的無線通信模塊，其型號為CC1000。該型芯片具備頻點選擇范圍寬、低功耗、電路接口簡單的特點，便于大網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)。
[0021]電可擦可編程只讀存儲器與微控制器相連，電可擦可編程只讀存儲器用于存儲微控制器輸出的數(shù)據(jù)。無線通信程序較大且各節(jié)點產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量大，利用電可擦可編程只讀存儲器擴(kuò)展存儲空間。
[0022]溫濕度傳感器、身份標(biāo)識模塊、電可擦可編程只讀存儲器、微控制器、無線通信模塊都與電源相連，電源提供電能。
[0023]當(dāng)然上述說明并非對本實用新型的限制，本實用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)，包括節(jié)點1、節(jié)點I1、節(jié)點II1、4G設(shè)備、服務(wù)器和計算機(jī)，其特征在于:節(jié)點1、節(jié)點II和節(jié)點III都用于監(jiān)測土壤溫濕度，數(shù)據(jù)在節(jié)點1、節(jié)點II和節(jié)點III之間進(jìn)行交互傳輸;節(jié)點III與4G設(shè)備之間進(jìn)行通信，將測得的數(shù)據(jù)傳輸至4G設(shè)備，4G設(shè)備將數(shù)據(jù)以4G信號的形式傳遞至服務(wù)器;服務(wù)器與計算機(jī)相通信，服務(wù)器接收存儲信息，計算機(jī)調(diào)取服務(wù)器信息并將土壤溫濕度信息顯示出來;節(jié)點1、節(jié)點II和節(jié)點III都由溫濕度傳感器、身份標(biāo)識模塊、電可擦可編程只讀存儲器、微控制器、無線通信模塊和電源組成;溫濕度傳感器與微控制器相連，溫濕度傳感器用于將土壤的溫度和濕度信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流信號，微控制器接收處理信號并輸出溫濕度信號;無線通信模塊與微控制器相連，無線通信模塊將接收到的微控制器輸出結(jié)果以無線信號的形式傳輸;身份標(biāo)識模塊與微控制器相連，身份標(biāo)識模塊用于對所在節(jié)點進(jìn)行標(biāo)記以供計算機(jī)識別各節(jié)點；電可擦可編程只讀存儲器與微控制器相連，電可擦可編程只讀存儲器用于存儲微控制器輸出的數(shù)據(jù);溫濕度傳感器、身份標(biāo)識模塊、電可擦可編程只讀存儲器、微控制器、無線通信模塊都與電源相連，電源提供電能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述節(jié)點1、節(jié)點II和節(jié)點III有多個。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述溫濕度傳感器選用華控興業(yè)有限公司生產(chǎn)的溫濕度傳感器，其型號為HSTL102。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器選用愛特梅爾有限公司生產(chǎn)的微控制器，其型號為Atmegal28。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述無線通信模塊選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的無線通信模塊，其型號為CC1000。
【專利摘要】本實用新型涉及一種農(nóng)用系統(tǒng)，更具體地說涉及一種基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田土壤監(jiān)測系統(tǒng)，解決了能耗和通信距離問題，且數(shù)據(jù)在節(jié)點間傳輸，進(jìn)一步縮小了能耗且信息傳輸量大。節(jié)點I、節(jié)點II和節(jié)點III都用于監(jiān)測土壤溫濕度，數(shù)據(jù)在節(jié)點I、節(jié)點II和節(jié)點III之間進(jìn)行交互傳輸。節(jié)點III與4G設(shè)備之間進(jìn)行通信，將測得的數(shù)據(jù)傳輸至4G設(shè)備，4G設(shè)備將數(shù)據(jù)以4G信號的形式傳遞至服務(wù)器。服務(wù)器與計算機(jī)相通信，服務(wù)器接收存儲信息，計算機(jī)調(diào)取服務(wù)器信息并將土壤溫濕度信息顯示出來。
【IPC分類】G08C17/02, H04W4/00, G01D21/02
【公開號】CN205228511
【申請?zhí)枴緾N201520872982
【發(fā)明人】張宏, 常東良, 王謙, 毛文龍, 王祺, 陳立勇
【申請人】周口師范學(xué)院
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年11月2日