專利名稱：農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及農(nóng)作物生產(chǎn)技術領域，特別是涉及一種農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點。
背景技術：
農(nóng)作物溫度、濕度、CO2濃度等環(huán)境數(shù)據(jù)信息及作物生長與病害狀況等多媒體信息及時、定時獲取是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)管理的重要基礎。無線傳感器網(wǎng)絡能夠?qū)崟r監(jiān)測和采集網(wǎng)絡分布區(qū)域內(nèi)的各種監(jiān)測對象的信息，并將這些信息發(fā)送到網(wǎng)關節(jié)點，從而實現(xiàn)實時監(jiān)控目標區(qū)域的目的。 現(xiàn)有的農(nóng)作物多源信息采集方法主要分為兩種I、采用便攜式農(nóng)作物環(huán)境信息采集器人工采樣、然后回到辦公車間收集統(tǒng)計；2、采用固定式的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集方式，采集農(nóng)作物環(huán)境的數(shù)據(jù)信息，采用基于有線傳輸?shù)囊曨l監(jiān)控系統(tǒng)或者基于WLAN、WIFI等無線技術的無線攝像頭設備采集圖像信息。前者無法對農(nóng)作物環(huán)境參數(shù)遠程實時監(jiān)測，且監(jiān)測周期長、勞動強度大、數(shù)據(jù)采集慢。后者雖能較好地解決前者所存在的問題，但是現(xiàn)場需安裝大量設備和鋪設線纜，存在布線困難、設備龐大和成本高等缺點。

實用新型內(nèi)容(一)要解決的技術問題本實用新型要解決的技術問題是如何實現(xiàn)低成本的農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息的實時、定時采集，并提高采集的速度和效率。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點，包括電源模塊以及依次采用雙向連接的通信模塊、微處理器、數(shù)據(jù)處理模塊和多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊，所述電源模塊為整個感知節(jié)點供電，所述通信模塊用于接收遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備的控制指令并依次經(jīng)微處理器和數(shù)據(jù)處理模塊傳輸給多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊，以控制所述多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊對農(nóng)作物的多源生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)進行采集并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)處理后傳輸給微處理器，所述微處理器協(xié)調(diào)處理后的多源生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)經(jīng)通信模塊傳輸給遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備。其中，所述多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊包括環(huán)境溫濕度傳感器、光照強度傳感器、CO2濃度傳感器和圖像信息傳感器，所述環(huán)境溫濕度傳感器用于采集農(nóng)作物生長環(huán)境的溫度和濕度，所述光照強度傳感器用于采集農(nóng)作物生長環(huán)境的光照強度，所述CO2濃度傳感器用于采集農(nóng)作物生長環(huán)境的CO2濃度，所述圖像信息傳感器用于采集農(nóng)作物生長的圖像信
肩、O其中，所述通信模塊采用無線通信模塊。其中，還包括數(shù)據(jù)存儲模塊，所述數(shù)據(jù)存儲模塊與所述微處理器連接，用于緩存接收自所述數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)來的多源生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)。其中，所述電源模塊包括電源、第一電壓轉(zhuǎn)換電路和第二電壓轉(zhuǎn)換電路，所述第一電壓轉(zhuǎn)換電路和第二電壓轉(zhuǎn)換電路分別與電源連接，所述第一電壓轉(zhuǎn)換電路為所述多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊轉(zhuǎn)換電壓，所述第二電壓轉(zhuǎn)換電路為所述微處理器和通信模塊轉(zhuǎn)換電壓。其中，所述遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備控制所述多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊執(zhí)行工作模式、待機模式和掉電模式。(三)有益效果上述技術方案所提供的一種農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點，結構簡單、成本較低，通信模塊接收遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備的控制指令并依次經(jīng)微處理器和數(shù)據(jù)處理模塊傳輸給多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊，控制多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊對農(nóng)作物的多源生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)進行采集并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)處理后傳輸給微處理器，微處理器協(xié)調(diào)處理后的多源生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)經(jīng)通信模塊傳輸給遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備，其數(shù)據(jù)采集范圍廣、采集速·度快，可實時和定時采集、傳輸多源生產(chǎn)履歷信息。

圖I是本實用新型的框架圖。其中，I、微處理器；2、通信模塊；4、數(shù)據(jù)處理模塊；5、多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊；501、環(huán)境溫濕度傳感器；502、光照強度傳感器；503、CO2濃度傳感器；504、圖像信息傳感器；6、電源模塊；601、電源；602、第一電壓轉(zhuǎn)換電路；603、第二電壓轉(zhuǎn)換電路。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。如圖1，本實用新型的一種農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點，包括電源模塊6以及依次采用雙向連接的通信模塊2、微處理器I、數(shù)據(jù)處理模塊4和多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊5，電源模塊6為整個感知節(jié)點供電，通信模塊2用于接收遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備的控制指令并依次經(jīng)微處理器I和數(shù)據(jù)處理模塊4傳輸給多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊5，以控制多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊5對農(nóng)作物的多源生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)進行采集并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊4進行數(shù)據(jù)處理后傳輸給微處理器1，微處理器I協(xié)調(diào)該處理后的多源生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)經(jīng)通信模塊2傳輸給遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備。多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊5包括環(huán)境溫濕度傳感器501、光照強度傳感器502、CO2濃度傳感器503和圖像信息傳感器504。環(huán)境溫濕度傳感器501用于采集農(nóng)作物生長環(huán)境的溫度和濕度，可采用SHT75 ;光照強度傳感器502用于采集農(nóng)作物生長環(huán)境的光照強度，可采用TSL2550D ;C02濃度傳感器503用于采集農(nóng)作物生長環(huán)境的CO2濃度；圖像信息傳感器504用于采集農(nóng)作物生長的圖像信息，可使用CMOS串口攝像頭采集圖像信息。數(shù)據(jù)處理模塊4將圖像信息傳感器504采集的圖像進行壓縮編碼圖像處理，圖像格式可以為JPEG(全稱為Joint Photographic Experts Group,聯(lián)合圖像專家小組)，并將處理后的圖像發(fā)送到傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設備。[0023]為了便于數(shù)據(jù)傳輸，通信模塊2采用無線通信模塊，該通信模塊2采用Zigbee (SP低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡)技術。遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備為無線網(wǎng)絡節(jié)點設備。通信模塊2用于實現(xiàn)整個感知節(jié)點的信息傳輸，其具體過程為評估該感知節(jié)點與其鄰居設備的無線通信質(zhì)量，進行節(jié)點下一跳路由的選擇，發(fā)送數(shù)據(jù)分組，實現(xiàn)休眠模式和主動模式之間的轉(zhuǎn)換等，休眠模式下該感知節(jié)點中的各個節(jié)點模塊處于停機狀態(tài)，主動模式下該感知節(jié)點中的各個節(jié)點模塊處于工作狀態(tài)。[0024]該農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點還包括數(shù)據(jù)存儲模塊3，該數(shù)據(jù)存儲模塊3與微處理器I連接，用于緩存接收自數(shù)據(jù)處理模塊4發(fā)來的多源生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)。電源模塊6包括電源601、第一電壓轉(zhuǎn)換電路602和第二電壓轉(zhuǎn)換電路603,第一電壓轉(zhuǎn)換電路602和第二電壓轉(zhuǎn)換電路603分別與電源601連接，第一電壓轉(zhuǎn)換電路602為多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊5和數(shù)據(jù)處理模塊4轉(zhuǎn)換電壓，第二電壓轉(zhuǎn)換電路603為微處理器I和通信模塊2轉(zhuǎn)換電壓。電源601由三節(jié)3. 6V的LS14500C鋰電池，串聯(lián)形成10. 8V的電源；第一電壓轉(zhuǎn)換電路602以L7805穩(wěn)壓集成電路為核心，可為圖像信息傳感器504提供5V的電壓；第二電壓轉(zhuǎn)換電路603以LM1085穩(wěn)壓集成電路為核心，可為通信模塊2提供
3.3V的電壓。遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備控制多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊5執(zhí)行工作模式、待機模式和掉電模式。其中工作模式是指該感知節(jié)點所有的工作單元全速工作，以最大功耗處理多源生產(chǎn)履歷信息數(shù)據(jù)；待機模式是指除微處理器I外，感知節(jié)點的各單元均處于完全掉電狀態(tài)；掉電模式是整個感知節(jié)點處于完全掉電狀態(tài)，而且微處理器I工作于休眠模式。該感知節(jié)點的工作模式可以由微處理器I根據(jù)遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備發(fā)生的工作模式控制指令來靈活選擇，從而可以實現(xiàn)能量的高效利用。上述技術方案所提供的一種農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點具有如下優(yōu)勢I、數(shù)據(jù)采集范圍廣，可實時采集、傳輸多源生產(chǎn)履歷信息(包括環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、光照強度、CO2濃度及圖像信息等)；2、實現(xiàn)農(nóng)作物生長圖像信息的實時、定時采集、處理和無線傳輸，增強了農(nóng)作物生產(chǎn)履歷信息感知的能力；3、網(wǎng)絡覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)通信能力強。采用Zigbee (即低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡)技術實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)了農(nóng)作物生產(chǎn)中環(huán)境參數(shù)和施肥、用藥等圖像信息實時傳輸?shù)男枰?、節(jié)點部署方便，可以監(jiān)測大范圍農(nóng)田、溫室及果園的農(nóng)作物生長情況；5、整個感知節(jié)點體積小、成本低，相對于現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)環(huán)境自動監(jiān)測裝置和人工采樣分析方法，該節(jié)點體積小，方便部署，而且人工的費用大大降低。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點，其特征在于，包括電源模塊以及依次采用雙向連接的通信模塊、微處理器、數(shù)據(jù)處理模塊和多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊，所述電源模塊為整個感知節(jié)點供電，所述通信模塊用于接收遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備的控制指令并依次經(jīng)微處理器和數(shù)據(jù)處理模塊傳輸給多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊，以控制所述多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊對農(nóng)作物的多源生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)進行采集并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)處理后傳輸給微處理器，所述微處理器協(xié)調(diào)處理后的多源生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)經(jīng)通信模塊傳輸給遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備。
2.如權利要求I所述的農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點，其特征在于，所述多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊包括環(huán)境溫濕度傳感器、光照強度傳感器、CO2濃度傳感器和圖像信息傳感器，所述環(huán)境溫濕度傳感器用于采集農(nóng)作物生長環(huán)境的溫度和濕度，所述光照強度傳感器用于采集農(nóng)作物生長環(huán)境的光照強度，所述CO2濃度傳感器用于采集農(nóng)作物生長環(huán)境的CO2濃度，所述圖像信息傳感器用于采集農(nóng)作物生長的圖像信息。
3.如權利要求I所述的農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點，其特征在于，所述通信模塊采用無線通信模塊。
4.如權利要求I所述的農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)存儲模塊，所述數(shù)據(jù)存儲模塊與所述微處理器連接，用于緩存接收自所述數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)來的多源生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)。
5.如權利要求I所述的農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點，其特征在于，所述電源模塊包括電源、第一電壓轉(zhuǎn)換電路和第二電壓轉(zhuǎn)換電路，所述第一電壓轉(zhuǎn)換電路和第二電壓轉(zhuǎn)換電路分別與電源連接，所述第一電壓轉(zhuǎn)換電路為所述多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊轉(zhuǎn)換電壓，所述第二電壓轉(zhuǎn)換電路為所述微處理器和通信模塊轉(zhuǎn)換電壓。
6.如權利要求I所述的農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點，其特征在于，所述遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備控制所述多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊執(zhí)行工作模式、待機模式和掉電模式。
專利摘要本實用新型涉及農(nóng)作物生產(chǎn)技術，公開了一種農(nóng)作物多源生產(chǎn)履歷信息感知節(jié)點，該感知節(jié)點包括電源模塊以及依次采用雙向連接的通信模塊、微處理器、數(shù)據(jù)處理模塊和多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊，電源模塊為整個感知節(jié)點供電，通信模塊用于接收遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備的控制指令并依次經(jīng)微處理器和數(shù)據(jù)處理模塊傳輸給多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊，以控制多源生產(chǎn)履歷信息采集模塊對農(nóng)作物的多源生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)進行采集并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)處理后傳輸給微處理器，微處理器協(xié)調(diào)多源處理后的生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)后經(jīng)通信模塊傳輸給遠程網(wǎng)絡節(jié)點設備。本實用新型的數(shù)據(jù)采集范圍廣、采集速度快，可實時和定時采集、傳輸多源生產(chǎn)履歷信息。
文檔編號G08C17/02GK202795726SQ20122047210
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權日2012年9月14日
發(fā)明者楊信廷, 孫傳恒, 李文勇, 周超, 屈利華 申請人:北京農(nóng)業(yè)信息技術研究中心