一種無線糧情監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】一種無線糧情監(jiān)測裝置，包括：分布在糧垛內(nèi)的至少一個糧情監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)，其中，傳感器微處理器單元分別與糧食信息采集單元、傳感器無線通信單元、電池能量供給單元電連接，此外，傳感器無線通信單元與電池能量供給單元電連接；至少一個糧情監(jiān)測協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，其中，協(xié)調(diào)器微處理器單元分別和氣信息采集單元、協(xié)調(diào)器無線通信單元、顯示單元、協(xié)調(diào)器能量供給單元電連接；以及安裝在糧庫管理中心的一個糧情監(jiān)測控制器終端，其中，控制器微處理器單元分別和控制器無線通信單元、PC機(jī)接口單元和控制器能量供給單元電連接；本實(shí)用新型系統(tǒng)組網(wǎng)靈活，可擴(kuò)展性強(qiáng)，抗干擾性強(qiáng)，適用性強(qiáng)。
【專利說明】一種無線糧情監(jiān)測裝置
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于無線監(jiān)測領(lǐng)域，具體的說涉及的是一種無線糧情監(jiān)測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]糧食是保證人民正常生活的基本物質(zhì)，同時也是國家的戰(zhàn)略資源，是關(guān)系到國計(jì)民生、國家安全和社會穩(wěn)定的特殊產(chǎn)品，在國民經(jīng)濟(jì)中占有顯著地位。糧食儲藏過程是一個復(fù)雜的生態(tài)過程，易受各類害蟲、霉等生物因子、非生物因子的影響；加之我國糧食儲備周期較長，往往因糧堆的溫濕度受外界的季節(jié)性變化引起糧食發(fā)生霉變等現(xiàn)象，這會導(dǎo)致糧食的品質(zhì)變化并出現(xiàn)損失。因此迫切需要利用現(xiàn)代技術(shù)提高糧食儲藏質(zhì)量和管理水平，使儲糧損失降到最低。現(xiàn)有的糧情監(jiān)測方式主要有以下兩種:
[0003]1、采用人工方法對糧倉進(jìn)行分區(qū)抽樣檢測，不僅效率低下而且對工作人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)要求較高，同時由于采用人工記錄、查驗(yàn)數(shù)據(jù)，會不可避免的出現(xiàn)錯誤，使得數(shù)據(jù)的可靠性不高。
[0004]2、采用單片機(jī)和PC機(jī)基于總線方式進(jìn)行糧情監(jiān)測，這種有線監(jiān)測系統(tǒng)在布線和部署網(wǎng)絡(luò)上均存在不足，同時傳感器的安裝和使用會有很多麻煩，使監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的數(shù)量受到一定的限制，達(dá)不到理想的監(jiān)測效果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服上述糧情監(jiān)測系統(tǒng)存在的諸多不足，本實(shí)用新型提供一種體積小、成本低、功耗低、穩(wěn)定可靠的無線糧情監(jiān)測裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種無線糧情監(jiān)測裝置，包括:分布在糧垛內(nèi)的至少一個糧情監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)、至少一個糧情監(jiān)測協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)以及安裝在糧庫管理中心的一個糧情監(jiān)測控制器終端。
[0007]所述的糧情監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)，包括:傳感器微處理器單元、糧食信息采集單元、傳感器無線通信單元和電池能量供給單元，所述傳感器微處理器單元分別與所述糧食信息采集單元、傳感器無線通信單元、電池能量供給單元電連接，所述傳感器無線通信單元與所述電池能量供給單元電連接，所述的糧情監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)一般埋藏在各糧倉糧垛內(nèi)部，用于檢測糧堆內(nèi)糧食的溫度、濕度等參數(shù)信息。
[0008]所述的糧情監(jiān)測協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，包括:協(xié)調(diào)器微處理器單元、空氣信息采集單元、協(xié)調(diào)器無線通信單元、顯示單元和協(xié)調(diào)器能量供給單元，所述的協(xié)調(diào)器微處理器單元分別和所述空氣信息采集單元、協(xié)調(diào)器無線通信單元、顯示單元、協(xié)調(diào)器能量供給單元電連接，所述的糧情監(jiān)測協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)安裝在每個糧倉的入口處，用于監(jiān)測空氣中的溫度和濕度。
[0009]所述的糧情監(jiān)測控制器終端，包括:控制器微處理器單元、控制器無線通信單元、PC機(jī)接口單元和控制器能量供給單元，所述的控制器微處理器單元分別和控制器無線通信單元、PC機(jī)接口單元和控制器能量供給單元電連接，所述的糧情監(jiān)測控制器終端安裝在監(jiān)測中心，用于將各協(xié)調(diào)器傳輸來的糧情信息上傳至監(jiān)控中心的PC機(jī)，以進(jìn)行分析處理。
[0010]作為優(yōu)選，所述的傳感器微處理器單元采用大陸本土宏晶科技的STC12C5A60S2芯片；所述的協(xié)調(diào)器微處理器單元和所述的協(xié)調(diào)器無線通信單元以及所述的控制器微處理器單元和所述的控制器無線通信單元采用相同的結(jié)構(gòu)，均采用意法半導(dǎo)體公司最新推出的一個完全集成了符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz收發(fā)器、32位ARM Cortex-M3微處理器的STM32W108芯片；所述的糧食信息采集單元采用數(shù)字式溫濕度傳感器DHTll ;所述的空氣信息采集單元采用單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20 ;所述的傳感器無線通信單元采用符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz收發(fā)器CC2430芯片；所述的電池能量供給單元分別采用TPS73233DBVT和TPS78833DBVT低功耗電源管理芯片；所述的協(xié)調(diào)器能量供給單元和控制器能量供給單元僅采用TPS73233DBVT低功耗電源管理芯片；所述的顯示單元采用IXD12864液晶顯示；所述的PC機(jī)接口單元采用RS232接口電路。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]1、本實(shí)用新型將無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于糧倉糧情監(jiān)測中，采用三級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，合理布置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，各網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層之間均采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接，使系統(tǒng)組網(wǎng)靈活，可擴(kuò)展性強(qiáng)，抗干擾性強(qiáng)，適用性強(qiáng)。
[0013]2、本實(shí)用新型采用集成ARM微處理器和ZigBee收發(fā)器的STM32W108芯片，提高了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的集成度，減小了節(jié)點(diǎn)的體積，提高了節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0014]3、本實(shí)用新型分別采用兩種電源管理芯片，大大降低了傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗，可有效延長電池的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意框圖。
[0016]在圖1中:10是糧情監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)，20是糧情監(jiān)測協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，30是糧情監(jiān)測控制終端，11是傳感器微處理器單元，12是糧食信息采集單元，13是傳感器無線通信單元，14是電池能量供給單元；21是協(xié)調(diào)器微處理器單元，22是空氣信息采集單元，23是協(xié)調(diào)器無線通信單元，24是顯示單元，25是協(xié)調(diào)器能量供給單元；31是控制器微處理器單元，32是控制器無線通信單元，33是PC機(jī)接口單元，34是控制器能量供給單元

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0018]實(shí)施例:
[0019]如圖1所示的一種無線糧情監(jiān)測裝置框圖，主要包括:分布在糧垛內(nèi)的至少一個糧情監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)10、至少一個糧情監(jiān)測協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)20以及安裝在糧庫管理中心的一個糧情監(jiān)測控制終端30組成。
[0020]所述的糧情監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)10，包括:傳感器微處理器單元11，糧食信息采集單元12，傳感器無線通信單元13，電池能量供給單元14 ;所述傳感器微處理器單元11分別和所述糧食信息采集單元12、傳感器無線通信單元13、電池能量供給單元14電連接，所述傳感器無線通信單元13與所述電池能量供給單元14電連接，所述的糧情監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)10一般埋藏在各糧倉糧垛內(nèi)部，用于檢測糧堆內(nèi)糧食的溫度、濕度等參數(shù)信息。
[0021]所述的糧情監(jiān)測協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)20，包括:協(xié)調(diào)器微處理器單元21，空氣信息采集單元22，協(xié)調(diào)器無線通信單元23，顯示單元24，協(xié)調(diào)器能量供給單元25 ;所述的協(xié)調(diào)器微處理器單元21分別和所述空氣信息采集單元22、協(xié)調(diào)器無線通信單元23、顯示單元24、協(xié)調(diào)器能量供給單元25連接，所述的糧情監(jiān)測協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)20安裝在每個糧倉的入口處，用于監(jiān)測空氣中的溫度和濕度。
[0022]所述的糧情監(jiān)測控制器終端30，包括:控制器微處理器單元31，控制器無線通信單元32，PC機(jī)接口單元33，控制器能量供給單元34 ;所述的控制器微處理器單元31分別和控制器無線通信單元32、PC機(jī)接口單元33、控制器能量供給單元34連接，所述的糧情監(jiān)測控制器終端30安裝在監(jiān)控中心，用于將各協(xié)調(diào)器傳輸來的糧情信息上傳至監(jiān)控中心的PC機(jī)，以進(jìn)行分析處理。
[0023]所述的傳感器微處理器單元11采用大陸本土宏晶科技的STC12C5A60S2芯片，功耗低、性能可靠，同時成本低，可大大降低傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)成本；所述的協(xié)調(diào)器微處理器單元21和所述的協(xié)調(diào)器無線通信單元23以及所述的控制器微處理器單元31和所述的控制器無線通信單元33采用相同的結(jié)構(gòu)，均采用意法半導(dǎo)體公司最新推出的一個完全集成了符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz收發(fā)器、32位ARM Cortex_M3微處理器的STM32W108芯片，將無線部分與處理器部分集成在一片芯片上，不僅滿足用戶對于低成本、低功耗無線網(wǎng)絡(luò)的需求，且易于使用、節(jié)省空間并且能夠提供設(shè)備間的可靠數(shù)據(jù)傳輸；所述的糧食信息采集單元12采用一個或多個數(shù)字式溫濕度傳感器DHT11，采集精確度高，性能好；所述的空氣信息采集單元22采用一個或多個單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度測量；所述的傳感器無線通信單元13采用符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz收發(fā)器CC2430芯片，可以和STM32W108芯片中的ZigBee協(xié)議實(shí)現(xiàn)很好的組網(wǎng)，可節(jié)約傳感器節(jié)點(diǎn)的成本；所述的電池能量供給單元14分別采用TPS73233DBVT和TPS78833DBVT低功耗電源管理芯片，分別為傳感器微處理器單元11和傳感器無線通信單元13提供不同工作電源，可節(jié)約節(jié)點(diǎn)電池功耗；所述的協(xié)調(diào)器能量供給單元25和控制器能量供給單元34僅采用TPS73233DBVT低功耗電源管理芯片，為其余模塊提供穩(wěn)定工作電源；所述的顯示單元24采用IXD12864液晶顯示；所述的PC機(jī)接口單元33采用RS232接口電路。
[0024]所述的糧情監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)、所述的糧情監(jiān)測協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)以及所述的糧情監(jiān)測控制器終端組成基于ZigBee的三級網(wǎng)絡(luò)。
[0025]本實(shí)用新型的工作原理是:埋藏在糧垛內(nèi)部的糧情監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)10利用糧情信息采集單元12來實(shí)現(xiàn)糧堆內(nèi)糧食溫度、濕度信息的實(shí)時采集，將采集的信息傳輸至微處理器單元11進(jìn)行分析處理，后經(jīng)ZigBee無線通信單元13傳輸至協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)20 ;安裝在每個糧倉入口處的糧情監(jiān)測協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)20通過空氣信息采集單元22采集空氣中的溫度信息，將所采集的信息送入微處理器單元21進(jìn)行分析處理，之后利用自帶的ZigBee無線單元23接收來自傳感器節(jié)點(diǎn)10的數(shù)據(jù)信息并實(shí)時顯示，同時將數(shù)據(jù)信息經(jīng)由ZigBee無線單元23發(fā)送出去，控制器終端30通過ZigBee無線單元32接收數(shù)據(jù)信息，并經(jīng)PC機(jī)接口單元33傳至PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。
[0026]由以上的實(shí)施例可以看出，本實(shí)例裝置結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理、成本低、可擴(kuò)展性強(qiáng)，而且節(jié)點(diǎn)不受數(shù)量的限制，可以實(shí)現(xiàn)糧情的全面監(jiān)測，且采用三級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)使得系統(tǒng)的抗干擾性強(qiáng)，適用性強(qiáng)。
【權(quán)利要求】
1.一種無線糧情監(jiān)測裝置，包括:分布在糧垛內(nèi)的至少一個糧情監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)、至少一個糧情監(jiān)測協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)以及安裝在糧庫管理中心的一個糧情監(jiān)測控制器終端，其特征在于:所述的糧情監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)，包括:傳感器微處理器單元、糧食信息采集單元、傳感器無線通信單元和電池能量供給單元，所述傳感器微處理器單元分別與所述糧食信息采集單元、傳感器無線通信單元、電池能量供給單元電連接，所述傳感器無線通信單元與所述電池能量供給單元電連接；所述的糧情監(jiān)測協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，包括:協(xié)調(diào)器微處理器單元、空氣信息采集單元、協(xié)調(diào)器無線通信單元、顯示單元和協(xié)調(diào)器能量供給單元，所述的協(xié)調(diào)器微處理器單元分別和所述空氣信息采集單元、協(xié)調(diào)器無線通信單元、顯示單元、協(xié)調(diào)器能量供給單元電連接；所述的糧情監(jiān)測控制器終端，包括:控制器微處理器單元、控制器無線通信單元、PC機(jī)接口單元和控制器能量供給單元，所述的控制器微處理器單元分別和控制器無線通信單元、PC機(jī)接口單元和控制器能量供給單元電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的無線糧情監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的傳感器微處理器單元采用大陸本土宏晶科技的STC12C5A60S2芯片:所述的協(xié)調(diào)器微處理器單元和所述的協(xié)調(diào)器無線通信單元以及所述的控制器微處理器單元和所述的控制器無線通信單元采用相同的結(jié)構(gòu)，均采用意法半導(dǎo)體公司最新推出的一個完全集成了符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz收發(fā)器、32位ARMCortex-M3微處理器的STM32W108芯片；所述的糧食信息采集單元采用數(shù)字式溫濕度傳感器DHTll ;所述的空氣信息采集單元采用單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20 ；所述的傳感器無線通信單元采用符合ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz收發(fā)器CC2430芯片；所述的電池能量供給單元分別采用TPS73233DBVT和TPS78833DBVT低功耗電源管理芯片；所述的協(xié)調(diào)器能量供給單元和控制器能量供給單元僅采用TPS73233DBVT低功耗電源管理芯片；所述的顯示單元采用IXD12864液晶顯示；所述的PC機(jī)接口單元采用RS232接口電路。
【文檔編號】G01N27/04GK203858045SQ201420134028
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】王俊杰 申請人:合肥師范學(xué)院