本發(fā)明涉及一種實時遠程監(jiān)控安防系統(tǒng)，具體的是涉及一種基于太陽能無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點的監(jiān)測系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)保護技術領域。

背景技術：
目前在農(nóng)業(yè)、林業(yè)等領域進行病蟲害的預測、預報、預警等工作的前提是需要對害蟲的種類和數(shù)量等信息進行及時準確的判斷，目前我國現(xiàn)今的害蟲監(jiān)測方式主要為人工調(diào)查，然后由測報人員匯報，即人為估計，制定害蟲防治策略，這種方式在短期內(nèi)的預報相對準確，而中長期的預報則相對滯后，同時耗費大量的人力、物力和財力，而且不適合交通不方便的地區(qū)，而采用有線網(wǎng)絡自動監(jiān)控系統(tǒng)，有線通信方式布線復雜，勞動強度高，同時鋪設速度較慢，容易在建設初期形成安全上的盲點，而且維護成本高，工作現(xiàn)場的通信線路容易遭受破壞，破壞后的恢復周期一般較長，目前采用的無線報警系統(tǒng)由于無線節(jié)點長期放置與野外，這樣跟換電池相對比較繁瑣。

技術實現(xiàn)要素：
為了克服以上現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供基于混合傳感網(wǎng)絡的安防監(jiān)測系統(tǒng)，通過使用該系統(tǒng)，可以及時、準確的確定闖入農(nóng)田的生物類型，并進行合理處理。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于太陽能無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點的監(jiān)測系統(tǒng)，由服務器、監(jiān)控終端、移動監(jiān)控單元、網(wǎng)絡傳輸模塊、無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點組成；服務器負責接收并存儲無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點通過網(wǎng)絡傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，網(wǎng)絡傳輸模塊、服務器、監(jiān)控終端、移動監(jiān)控單元依次順序雙向連接，其特征在于：所述無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點包括移動節(jié)點和靜態(tài)節(jié)點，無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點具有太陽能供電模塊。所述的太陽能供電模塊包括太陽能電池板、太陽能控制器、鋰離子電池、備用電池。太陽能電池板通過太陽能控制器與鋰離子電池相連；太陽能控制器由微處理器、充電電路、放電電路、檢測電路和保護電路組成，它們順次與微處理器相連；充電電路輸入端連接太陽能電池板，輸出端連接鋰離子電池或者備用電池，放電電路輸入端連接鋰離子電池，輸出端連接用電設備，檢測電路連接鋰離子電池和用電設備。所述的傳輸網(wǎng)絡模塊由無線網(wǎng)絡、串口、以太網(wǎng)交換機、光纖網(wǎng)絡構(gòu)成，無線網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過串口和以太網(wǎng)交換機連接，以太網(wǎng)交換機和光纖網(wǎng)絡連接。該系統(tǒng)通過混合傳感網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)，所述的混合傳感網(wǎng)絡是由移動節(jié)點和靜態(tài)節(jié)點組成的傳感網(wǎng)絡。所述的靜態(tài)節(jié)點由太陽能供電模塊、處理器控制模塊、視頻感知模塊、無線傳輸模塊、導航模塊、聲光預警模塊組成，視頻感知模塊的輸出連接處理器控制模塊的輸入端，處理器控制模塊和無線傳輸模塊、導航模塊雙向連接，聲光預警模塊連接到處理器控制模塊，太陽能供電模塊負責給各個部分進行供電。所述的靜態(tài)節(jié)點還可以具有存儲單元。所述的移動追蹤節(jié)點由太陽能供電模塊、處理器控制模塊、無線傳輸模塊、視頻感知模塊、移動模塊、異常處理模塊，無線傳輸模塊和處理器控制模塊雙向連接，視頻感知模塊、移動模塊、異常處理模塊連接至處理器控制模塊。所述的異常處理模塊包括聲音恐嚇單元、藥物打針單元、藥物噴灑單元。本發(fā)明的有益效果是：準確、及時的發(fā)現(xiàn)、確定動物類型，并能進行相關的處理，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單易行，節(jié)約了電能、安全無污染，適合大規(guī)模推廣應用。附圖說明圖1為安防監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為靜態(tài)節(jié)點結(jié)構(gòu)圖。圖3為對最佳路徑的選擇策略。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明進一步說明。如圖1所示，基于太陽能無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點的監(jiān)測系統(tǒng)，由服務器、監(jiān)控終端、移動監(jiān)控單元、網(wǎng)絡傳輸模塊、無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點組成；服務器負責接收并存儲無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點通過網(wǎng)絡傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，并具有常用生物類型的數(shù)據(jù)信息庫，網(wǎng)絡傳輸模塊、服務器、監(jiān)控終端、移動監(jiān)控單元依次順序雙向連接，監(jiān)控終端負責訪問服務器數(shù)據(jù)庫，實時顯示各個工作點的環(huán)境參數(shù)信息、歷史數(shù)據(jù)查詢服務及異常報警服務、移動監(jiān)控單元簡要的現(xiàn)實信息，提供報警等緊急提示功能。監(jiān)控終端實時提供農(nóng)場環(huán)境分布圖，提供超限報警和實時動物或者害蟲的位置信息，根據(jù)無線傳感節(jié)點采樣的生物圖像和服務器里的生物類型數(shù)據(jù)信息庫比較確定生物類型。傳輸網(wǎng)絡模塊由無線網(wǎng)絡、串口、以太網(wǎng)交換機、光纖網(wǎng)絡構(gòu)成，無線網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過串口和以太網(wǎng)交換機連接，以太網(wǎng)交換機和光纖網(wǎng)絡連接。串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)交換機負責連接光纖網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡，通過光纖網(wǎng)，將數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌?。根?jù)農(nóng)田、林地面積比較大，光纖進入成本比較大，所以農(nóng)田、林地最理想的選擇由無線傳感網(wǎng)絡(WSN)覆蓋，無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點獲取的數(shù)據(jù)，通過WSN傳輸?shù)骄W(wǎng)關節(jié)點，網(wǎng)關節(jié)點通過RS232轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的交換機與光纖連接，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的無縫連接。主干網(wǎng)采用千兆單模光纖連接交換機構(gòu)成，在各巷道中網(wǎng)絡采用樹狀拓撲結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)巡檢時間小于30秒，數(shù)據(jù)采集時間，小于0.01秒。交換機實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡和光纖網(wǎng)的連接，因此，交換機必須具備光纖和以太網(wǎng)雙接口，每個數(shù)據(jù)分析模塊都配置一個靜態(tài)節(jié)點充當網(wǎng)關節(jié)點，網(wǎng)關節(jié)點通過串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)設備將無線網(wǎng)絡接入交換機。無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點是無線傳感網(wǎng)絡的基本單元。無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點為靜態(tài)節(jié)點和移動節(jié)點組成的混合傳感網(wǎng)絡。靜態(tài)節(jié)點和移動節(jié)點負責采集農(nóng)田、林地管轄區(qū)域內(nèi)的環(huán)境參數(shù)及闖入農(nóng)田、林地生物的信息，定位系統(tǒng)采用RSSI測距方法，該方法傳輸距離遠，成本功耗低，節(jié)點硬件體積小、重量輕。如圖2所示，靜態(tài)節(jié)點由太陽能供電模塊、處理器控制模塊、視頻感知模塊、無線傳輸模塊、導航模塊、聲光預警模塊組成，視頻感知模塊的輸出連接處理器控制模塊的輸入端，處理器控制模塊和無線傳輸模塊、導航模塊雙向連接，聲光預警模塊連接到處理器控制模塊，太陽能供電模塊負責給各個部分進行供電，另外，靜態(tài)節(jié)點還可以具有存儲單元；靜態(tài)節(jié)點都具有視頻、報警功能，同時又具有數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送、處理等特點，能夠?qū)崟r定位識別生物的類型和定位闖入農(nóng)田、林地生物的位置。各靜態(tài)節(jié)點串聯(lián)連接，每間隔50米左右放置一個節(jié)點。相互之間無線連接，同時各節(jié)點附視頻采集單元，監(jiān)測該點環(huán)境參數(shù)。靜態(tài)節(jié)點的分布可根據(jù)農(nóng)田、林地實際需求布置，農(nóng)田、林地中節(jié)點數(shù)量可達到255個。信號傳輸速率為250Kbps，調(diào)制頻率為2.4GHz，信號傳輸半徑為50米。靜態(tài)節(jié)點網(wǎng)絡主要功能：1)靜態(tài)節(jié)點網(wǎng)絡實現(xiàn)自組織、自愈功能。即新節(jié)點加入網(wǎng)絡，由網(wǎng)絡分配新節(jié)點的唯一地址；網(wǎng)絡中某一節(jié)點意外損壞或者電量不足，網(wǎng)絡能夠?qū)ふ倚碌膫鬏斅肪€，保證網(wǎng)絡通訊的暢通。2)每個靜態(tài)節(jié)點不僅采集環(huán)境參數(shù)信息，而且作為中繼節(jié)點，上傳下級網(wǎng)絡節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)。3)靜態(tài)節(jié)點為跟蹤進入農(nóng)田、林地的生物的位置信息充當信標，為提高定位精度，根據(jù)區(qū)域環(huán)境負責修進入農(nóng)田、林地的生物的坐標。4)確定闖入的生物的類型。5)當采集到的參數(shù)異常時，如有害蟲或者動物進入，異常區(qū)域的節(jié)點則發(fā)出報警信息。移動追蹤節(jié)點由太陽能供電模塊、處理器控制模塊、無線傳輸模塊、視頻感知模塊、移動模塊、異常處理模塊，無線傳輸模塊和處理器控制模塊雙向連接，視頻感知模塊、移動模塊、異常處理模塊，其中異常處理模塊連接至處理器控制模塊，包括聲音恐嚇單元、藥物打針單元、藥物噴灑單元，移動追蹤節(jié)點需要借助靜態(tài)節(jié)點的感知和導航功能，移動節(jié)點在靜態(tài)節(jié)點的幫助下，處理器控制模塊控制移動模塊使移動節(jié)點朝著最有利于捕獲的方向移動以接近目標，完成包括進一步識別生物類型、根據(jù)生物種類的不通，采用不用的處理方式，對有害的動物進行恐嚇、藥物打針或藥物噴灑。移動節(jié)點可以根據(jù)需要增刪模塊，特殊情況下可以采用市場上小型機器人，移動追蹤節(jié)點收到追逐請求后，經(jīng)過可能的任務分配，按照目標的位置和運動模式信息，尋求最佳追逐方案，對于靜態(tài)目標，我們假設移動傳感節(jié)點能夠以恒定的速率V移動，移動方向由系統(tǒng)計算而定，對于移動節(jié)點采用坐標定位，移動節(jié)點選擇周圍的靜態(tài)節(jié)點為參考目標，根據(jù)該靜態(tài)節(jié)點以及目標T的位置信息，計算移動節(jié)點的追捕策略。在如圖3中，移動節(jié)點M以靜態(tài)節(jié)點S為參考系，根據(jù)目標的估計位置以及靜態(tài)節(jié)點的位置計算了偏離基準節(jié)點S方向移動的最佳角度其中，dSM、dMT、dTS分別是S至M、至T和T至S的距離。太陽能供電模塊包括太陽能電池板、太陽能控制器、鋰離子電池、備用電池。太陽能電池板通過太陽能控制器與鋰離子電池相連；太陽能控制器由微處理器、充電電路、放電電路、檢測電路和保護電路組成，它們順次與微處理器相連；充電電路輸入端連接太陽能電池板，輸出端連接鋰離子電池，放電電路輸入端連接鋰離子電池，輸出端連接用電設備，檢測電路連接鋰離子電池和用電設備。太陽能供電模塊主要給無線傳感節(jié)點供電，太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能在充電電路的作用下，將該能量存儲在鋰離子電池中，備用電設備使用；當檢測電路檢測到有用電設備需要工作用電時，經(jīng)過放電電路將鋰離子電池中的電能提供給用電設備；當遇到連續(xù)的陰雨天氣，檢測電路檢測到鋰離子電池中的電能不能滿足用電設備所需的電能時，此時啟用備用電池保證用電設備正常工作；當檢測電路檢測到用電設備過載、短路、過流等異常情況時，保護電路關閉輸出，鋰離子電池停止供電，等異常排除，供電系統(tǒng)恢復正常工作。