本發(fā)明屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種植物生長環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

植物的生長、病蟲預(yù)防等都與植物所處的環(huán)境息息相關(guān)，因此植物生長環(huán)境信息的監(jiān)測就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的環(huán)境信息監(jiān)測通常依靠人工采集，這就導(dǎo)致信息采集成本高、實時性差，不能很好地對植物的生長環(huán)境進行監(jiān)測，從而影響植物灌溉決策。因此研發(fā)一種智能的植物生長環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)十分重要。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，以下簡稱WSN）技術(shù)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、微機電系統(tǒng)技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和通信技術(shù)，是20世紀(jì)末發(fā)展起來的一種無線自組織網(wǎng)絡(luò)，具有布置靈活、低功耗、低成本等特點。

目前，WSN被廣泛地應(yīng)用到各種環(huán)境信息監(jiān)測，如Edoardo Biagioni等人在火山國家公園部署了WSN監(jiān)測系統(tǒng)，對公園內(nèi)的生態(tài)環(huán)境進行監(jiān)測；Byungrak Son等人在韓國的旅游景區(qū)內(nèi)部署WSN，監(jiān)控景區(qū)人流量對景區(qū)環(huán)境的影響；Kolokotsa D等人將WSN應(yīng)用到溫室監(jiān)控中，用于監(jiān)測溫室環(huán)境內(nèi)的溫度、相對濕度、光照、二氧化碳濃度以及室外溫度等。隨著WSN理論的不斷發(fā)展，國內(nèi)的眾多學(xué)者也在WSN的環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用中進行了大量的研究工作，WSN被應(yīng)用到礦井環(huán)境監(jiān)測、自然保護區(qū)環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測、倉儲環(huán)境監(jiān)測等不同實際環(huán)境中。由WSN國內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測研究現(xiàn)狀可知，WSN應(yīng)用前景寬廣，在環(huán)境信息監(jiān)測方面具有很大的優(yōu)勢和潛力。因此將WSN引入到植物生長環(huán)境信息監(jiān)測中來，可以讓用戶實時的獲取植物生長環(huán)境的溫度、濕度、光照、土壤濕度等信息，從而為灌溉等決策提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對傳統(tǒng)植物生長環(huán)境信息監(jiān)測成本高、實時性差、工作量大等問題，提供一種植物生長環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)；本發(fā)明可以實現(xiàn)對植物生長環(huán)境信息的長時間監(jiān)測，適用于監(jiān)測植物生長環(huán)境信息；同時具有信息存儲、手機終端通信等功能。

為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明一種植物生長環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)，包括傳感節(jié)點和網(wǎng)關(guān)節(jié)點，所述傳感節(jié)點包括無線通信模塊、穩(wěn)壓電源模塊、溫度傳感器接口、溫濕度傳感器接口、光照度傳感器接口、土壤濕度傳感器接口、攝像頭接口以及UART接口構(gòu)成；其結(jié)構(gòu)要點是：所述無線通信模塊分別與穩(wěn)壓電源模塊、溫度傳感器接口、溫濕度傳感器接口、光照度傳感器接口、土壤濕度傳感器接口、攝像頭接口以及UART接口相互連接；所述穩(wěn)壓電源模塊連接鋰電池，所述攝像頭接口連接攝像頭，所述光照度傳感器接口連接光照度傳感器，所述土壤濕度傳感器接口連接土壤濕度傳感器，溫度傳感器接口連接溫度傳感器，所述溫濕度傳感器接口連接溫濕度傳感器。

所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點包括主控芯片、穩(wěn)壓接口、上位機通訊接口、無線通訊模塊接口、手機終端通訊模塊接口、外圍存儲設(shè)備接口、JTAG調(diào)試接口；所述主控芯片分別與穩(wěn)壓接口、上位機通訊接口、無線通訊模塊接口、手機終端通訊模塊接口、外圍存儲設(shè)備接口、JTAG調(diào)試接口相互連接；所述無線通訊模塊接口連接傳感節(jié)點的無線通信模塊，進行網(wǎng)關(guān)節(jié)點與傳感節(jié)點的通信；所述手機終端通訊模塊接口連接GPRS模塊，所述外圍存儲設(shè)備接口連接SD卡，所述穩(wěn)壓接口連接鋰電池，所述上位機通訊接口連接USB轉(zhuǎn)換口，所述JTAG調(diào)試接口連接J-LINK。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述無線通信模塊采用JN5148。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述溫度傳感器采用DS18B20。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述溫濕度傳感器采用SHT11。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述主控芯片采用STM32F103ZET6。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述GPRS模塊采用SIM900A。

本發(fā)明的有益效果是。

本發(fā)明提供一種植物生長環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)，是一種基于智能無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的植物生長環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠監(jiān)測植物生長環(huán)境的多種信息并保存信息，甚至可以實現(xiàn)與手機終端的通信；本發(fā)明能夠完成采集信息、顯示信息、保存信息等預(yù)期任務(wù)，避免了傳統(tǒng)植物生長環(huán)境信息采集帶來的成本高、實時性差等問題，為灌溉決策等提供依據(jù)，同時該系統(tǒng)界面友好，操作方便，易于推廣使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種植物生長環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)的傳感節(jié)點的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明一種植物生長環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

如圖1和2所示，為本發(fā)明的傳感節(jié)點和網(wǎng)關(guān)節(jié)點的結(jié)構(gòu)框圖，包括傳感節(jié)點和網(wǎng)關(guān)節(jié)點，所述傳感節(jié)點包括無線通信模塊、穩(wěn)壓電源模塊、溫度傳感器接口、溫濕度傳感器接口、光照度傳感器接口、土壤濕度傳感器接口、攝像頭接口以及UART接口構(gòu)成；其結(jié)構(gòu)要點是：所述無線通信模塊分別與穩(wěn)壓電源模塊、溫度傳感器接口、溫濕度傳感器接口、光照度傳感器接口、土壤濕度傳感器接口、攝像頭接口以及UART接口相互連接；所述穩(wěn)壓電源模塊連接鋰電池，所述攝像頭接口連接攝像頭，所述光照度傳感器接口連接光照度傳感器，所述土壤濕度傳感器接口連接土壤濕度傳感器，溫度傳感器接口連接溫度傳感器，所述溫濕度傳感器接口連接溫濕度傳感器。

所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點包括主控芯片、穩(wěn)壓接口、上位機通訊接口、無線通訊模塊接口、手機終端通訊模塊接口、外圍存儲設(shè)備接口、JTAG調(diào)試接口；所述主控芯片分別與穩(wěn)壓接口、上位機通訊接口、無線通訊模塊接口、手機終端通訊模塊接口、外圍存儲設(shè)備接口、JTAG調(diào)試接口相互連接；所述無線通訊模塊接口連接傳感節(jié)點的無線通信模塊，進行網(wǎng)關(guān)節(jié)點與傳感節(jié)點的通信；所述手機終端通訊模塊接口連接GPRS模塊，所述外圍存儲設(shè)備接口連接SD卡，所述穩(wěn)壓接口連接鋰電池，所述上位機通訊接口連接USB轉(zhuǎn)換口，所述JTAG調(diào)試接口連接J-LINK。

所述無線通信模塊采用JN5148；所述溫度傳感器采用DS18B20；所述溫濕度傳感器采用SHT11；所述主控芯片采用STM32F103ZET6；所述GPRS模塊采用SIM900A。

本發(fā)明所述無線通信模塊JN5148基于ZigBee Pro通信協(xié)議，多路12位ADC/DAC，多個定時器，休眠電流僅為2.6μA；所述DS18B20為數(shù)字溫度傳感器，測溫精度為±0.5℃，測量范圍為-55℃～+125℃；所述SHT11為一款低功耗數(shù)字溫濕度傳感器，濕度測量精度為±3.0%RH，濕度測量范圍為0～100%RH，溫度測量精度為±0.4℃，溫度測量范圍為-40～+123.8℃；所述光照度傳感器采用的是TSL2550環(huán)境光照度傳感器；所述攝像頭采用的是PTC08，圖像輸出采用標(biāo)準(zhǔn)JPEG格式；所述土壤濕度傳感器的濕度測量范圍為0～100%RH，測量精度為±3.0%RH。所述傳感節(jié)點在接受到命令后進行信息采集，并傳輸至網(wǎng)關(guān)節(jié)點。

所述主控芯片STM32F103ZET6是基于ARM Cortex-M3核的32位微控制器，512K片內(nèi)FLASH，64K片內(nèi)RAM，多達80個I/O口，多個定時器以及多種接口；所述無線傳輸模塊JN5148與傳感節(jié)點所選信號相同；所述SIM900A通過串口可以實現(xiàn)與主控芯片STM32信息交互，進行發(fā)送短信和彩信的操作；所述STM32F103ZET6通過SDIO接口對SD卡進行操作。網(wǎng)關(guān)節(jié)點在收到控制中心的命令后會執(zhí)行相應(yīng)的操作，如環(huán)境信息采集、短信或彩信的發(fā)送等。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，以達到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。