一種采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，公開了一種采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明通過下述方案予以實(shí)現(xiàn)，所述采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包含多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀，無線網(wǎng)絡(luò)路由器，多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器和環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)器，其特征在于，所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用了2.4GHz，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，GPRS，3G與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；所述多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀內(nèi)置多路信號(hào)采集開關(guān)，傳感器通過連接線向信號(hào)采集開關(guān)傳輸多種環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)單一網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的依賴，在降低系統(tǒng)建設(shè)成本的同時(shí)，提高了系統(tǒng)的靈活性。
【專利說明】一種采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其是涉及一種采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是對(duì)溫室生產(chǎn)環(huán)境的重要理化指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其作用是利用系統(tǒng)所采集的溫室環(huán)境理化指標(biāo)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)用戶進(jìn)行正確的栽培管理，為實(shí)現(xiàn)及時(shí)調(diào)整栽培措施與保障溫室作物的高產(chǎn)增收，提供及時(shí)準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于溫室大棚、園藝、糧食倉儲(chǔ)、畜牧業(yè)等領(lǐng)域。
[0003]目前，溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要采用以下兩種技術(shù)方案:
(1)基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，溫室內(nèi)的理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)設(shè)備將采集到的溫室理化指標(biāo)數(shù)據(jù)，通過棚室周圍的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，達(dá)到溫室環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。這種方式依賴于棚室周圍的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，需要在棚室周圍部署額外的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，對(duì)于小規(guī)模種植戶增加了系統(tǒng)建設(shè)成本，并且無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用2.4GHz通信頻段，有效傳輸距離在1000米以內(nèi)，無法滿足用戶異地環(huán)境監(jiān)測(cè)的需要；
(2)基于GPRS技術(shù)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在基于GPRS技術(shù)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，溫室內(nèi)的理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)設(shè)備將采集到的溫室理化指標(biāo)數(shù)據(jù)，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)器。這種方式不需要增加額外的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)異地環(huán)境監(jiān)測(cè)，但是系統(tǒng)需要一臺(tái)或者多臺(tái)具有互聯(lián)網(wǎng)固定IP的服務(wù)器，增加了系統(tǒng)的運(yùn)維難度，無法實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大規(guī)模普及使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為克服以上技術(shù)的不足，為溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)提供一種采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):系統(tǒng)包含多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀，無線網(wǎng)絡(luò)路由器，多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器和環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)器。其特征在于，所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用了 2.4GHz，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，GPRS，3G與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；所述多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀內(nèi)置多路信號(hào)采集開關(guān)，傳感器通過連接線向信號(hào)采集開關(guān)傳輸多種環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)。
[0006]本發(fā)明所述多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀，無線網(wǎng)絡(luò)路由器與多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器之間采用2.4GHz網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，I臺(tái)多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器與I臺(tái)或I臺(tái)以上無線網(wǎng)絡(luò)路由器可形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明所涉及的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于IEEE 802.15.4協(xié)議，采用2.4GHz無線通信頻段，支持樹型，星型和Mesh網(wǎng)狀三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器與無線網(wǎng)絡(luò)路由器形成的無線網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)，具有自組織的能力，能夠自動(dòng)進(jìn)行配置和管理，通過拓?fù)淇刂茩C(jī)制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議自動(dòng)形成轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的多跳無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，相比于有線網(wǎng)絡(luò)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本。
[0007]本發(fā)明所述多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器與環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)器之間采用GPRS，TCP/IP與3G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀所采集到的溫室環(huán)境理化指標(biāo)數(shù)據(jù)，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)或者2.4GHz無線通信頻段發(fā)送到多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器中，多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器通過GPRS，TCP/IP與3G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將理化指標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送到環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)器。多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器通過一路串口總線與IP Modem通信模塊連接，由IP Modem實(shí)現(xiàn)3G與GPRS網(wǎng)絡(luò)通信功能，使系統(tǒng)可同時(shí)工作在2.4GHz, GPRS, TCP/IP與3G通信網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)了產(chǎn)品實(shí)施和使用的靈活性。
[0008]本發(fā)明所述多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀內(nèi)置I路或I路以上信號(hào)采集開關(guān)，每路信號(hào)采集開關(guān)通過一根連接線與傳感器連接，根據(jù)連接的傳感器類型的不同，多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀可同時(shí)采集環(huán)境溫度，環(huán)境濕度，土壤溫度，土壤濕度與光照強(qiáng)度等多種溫室環(huán)境理化指標(biāo)數(shù)據(jù)。多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀通過其內(nèi)置的2.4GHz或IP Modem通信模塊，將多種溫室環(huán)境理化指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:提供了一種采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)將多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)相結(jié)合運(yùn)用于溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，在實(shí)現(xiàn)了多參數(shù)理化指標(biāo)的實(shí)時(shí)采集與監(jiān)測(cè)的同時(shí)，提高了系統(tǒng)實(shí)施方案的靈活性與可靠性，為實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)提供及時(shí)準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖2是本發(fā)明多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0012]圖3是本發(fā)明無線網(wǎng)絡(luò)路由器的結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0013]圖4是本發(fā)明多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器的結(jié)構(gòu)原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明為傳感器通過連接線向多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀發(fā)送溫室環(huán)境理化指標(biāo)數(shù)據(jù)，多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀通過2.4GHz, GPRS或者3G通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)；溫室環(huán)境理化指標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)或者2.4GHz通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器，無線網(wǎng)絡(luò)路由器與多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器之間通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)交互。多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送給指定IP地址的網(wǎng)絡(luò)上，環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)器(本實(shí)施例采用安裝了環(huán)境監(jiān)測(cè)軟件的計(jì)算機(jī))連接網(wǎng)絡(luò)并接收數(shù)據(jù)。
[0016]如圖2所示，圖2為多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖中，連接線(I)與多路信號(hào)采集開關(guān)(2)相連接，微型處理芯片MSP430 (6)通過切換多路信號(hào)采集開關(guān)進(jìn)行理化指標(biāo)數(shù)據(jù)采集，采集到的理化指標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)在E2PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(3)中。根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)配置的不同，微型處理芯片MSP430 (6)可以選擇與連接器(7)連接的2.4GHz射頻模塊(5)，或者與RS232串口(8)連接的IP Modem模塊(9)發(fā)送數(shù)據(jù)；MAX809復(fù)位電路
(4)用于控制多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀的啟動(dòng)；直流電(10)與電源管理模塊(11)負(fù)責(zé)向各個(gè)部件提供電能。
[0017]如圖3所示，圖3為無線網(wǎng)絡(luò)路由器的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖中，2.4GHz射頻模塊(I)與連接器(2)相連接，將接收到的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)通過I路SPI總線傳輸給微型處理芯片MSP430 (5)，微型處理芯片將理化指標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在E2PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(3)中；MAX809復(fù)位電路(4)用于控制據(jù)采集無線終端的啟動(dòng)；直流電(6)與電源管理模塊(7)負(fù)責(zé)向各個(gè)部件提供電能。
[0018]如圖4所示，圖4為多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器的結(jié)構(gòu)原理框圖。在本發(fā)明中多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器是網(wǎng)絡(luò)控制與數(shù)據(jù)匯聚的主要設(shè)備，在本實(shí)施例中，采用MSP430(6)芯片作為嵌入式核心處理芯片，并且設(shè)計(jì)了豐富的外圍數(shù)字接口，其中，以太網(wǎng)接口(3)與IP Modem通信模塊(I)將理化指標(biāo)數(shù)據(jù)通過TCP/IP，GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)送給指定IP地址的網(wǎng)絡(luò)上，2.4GHz射頻模塊(8)負(fù)責(zé)與其他2.4GHz網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行無線雙向數(shù)字通信；系統(tǒng)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(4)以及SD卡接口(9);不僅如此，系統(tǒng)還提供了用于輸入/輸出的USB接口(5)，RS232(2)接口和LCD顯示屏(7)。直流電(10)與電源管理模塊(11)負(fù)責(zé)向各個(gè)部件提供電能。
[0019]上面所述的實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變化和改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包含有多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀，無線網(wǎng)絡(luò)路由器，多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器和環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)器，其特征在于，所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用了 2.4GHz，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，GPRS，3G與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；所述多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀內(nèi)置多路信號(hào)采集開關(guān)，傳感器通過連接線向信號(hào)采集開關(guān)傳輸多種環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀與無線網(wǎng)絡(luò)路由器之間采用2.4GHz無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀與多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器之間采用2.4GHz無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述無線網(wǎng)絡(luò)路由器與多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器之間采用2.4GHz無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，I臺(tái)多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器與I臺(tái)或I臺(tái)以上無線網(wǎng)絡(luò)路由器可形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器與環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)器之間采用GPRS，TCP/IP與3G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀通過I路SPI總線與2.4GHz射頻模塊連接，多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀通過控制2.4GHz射頻模塊實(shí)現(xiàn)2.4GHz網(wǎng)絡(luò)通信功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀通過一路串口總線與IP Modem通信模塊連接，由IP Modem實(shí)現(xiàn)3G與GPRS網(wǎng)絡(luò)通信功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述無線網(wǎng)絡(luò)路由器通過I路SPI總線與2.4GHz射頻模塊連接，無線網(wǎng)絡(luò)路由器控制2.4GHz射頻模塊實(shí)現(xiàn)2.4GHz網(wǎng)絡(luò)通信功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器通過I路SPI總線與2.4GHz射頻模塊連接，多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器通過控制2.4GHz射頻模塊實(shí)現(xiàn)2.4GHz網(wǎng)絡(luò)通信功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制器通過一路串口總線與IP Modem通信模塊連接，由IPModem實(shí)現(xiàn)3G與GPRS網(wǎng)絡(luò)通信功能。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用多種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的多參數(shù)溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述多參數(shù)理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀內(nèi)置I路或I路以上信號(hào)采集開關(guān)，每路信號(hào)采集開關(guān)通過一根連接線與傳感器連接。
【文檔編號(hào)】G08C17/00GK104282126SQ201310291058
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:高圣鑫, 魏燕, 高蔚