專利名稱：基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及無線傳感網(wǎng)絡(luò)，尤其是一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的大棚生長環(huán)境和土壤信息的獲取主要依靠人工完成，測試周期長，操作復(fù)雜，實驗儀器投資較大，實驗試劑成本高，精確度得不到保證，難以適應(yīng)農(nóng)業(yè)機械化和自動化發(fā)展對大棚信息獲取自動化的要求。因此，國內(nèi)外的大棚環(huán)境信息的采集大多采用 GSM、GPRS等無線方式或者直接采用有線方式。但是，GSM、GPRS無線方式雖然具有無線遠距離通信的優(yōu)點，但無線通訊服務(wù)費用比較高且GRPS的帶寬比較小，當(dāng)大棚面積很大，數(shù)據(jù)量較大時，GPRS可能難以勝任。而由于大棚面積比較大，檢測點分布比較分散，所以有線方案顯然不可行。近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于使用免許可證的ISM波段、免布線、低功耗、低數(shù)據(jù)量、擴充方便的特點而在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域備受關(guān)注。在大棚種植區(qū)內(nèi)應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以任意布點，依靠太陽能或電池供電，對生產(chǎn)過程沒有干擾，正被農(nóng)業(yè)工程師所看好。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對大棚生長環(huán)境和土壤信息獲取方式所存在的問題，提出一種免布線、低功耗、低數(shù)據(jù)量和擴充方便的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)。本實用新型的技術(shù)方案是一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，它包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、無線匯聚節(jié)點、 多個無線路由器和多個無線傳感節(jié)點，所述的多個無線傳感節(jié)點作為智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的信號輸入采集待監(jiān)測農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的各項參數(shù)，多個無線傳感節(jié)點的信號輸出端與對應(yīng)的各無線路由器無線連接，各無線路由器均與無線匯聚節(jié)點無線連接，無線匯聚節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)服務(wù)器無線連接，所述的數(shù)據(jù)服務(wù)器與使用智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的用戶服務(wù)器進行通
fn °本實用新型的各無線傳感節(jié)點均包括多個傳感器、微處理器和無線傳輸模塊，所述的多個傳感器作為智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的信號輸入采集待監(jiān)測農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的各項參數(shù)，多個傳感器的信號輸出端與微處理器的對應(yīng)信號輸入端相連，微處理器的信號輸出端與無線傳輸模塊的信號輸入端相連，無線傳輸模塊與數(shù)據(jù)服務(wù)器無線連接。本實用新型的多個傳感器包括光照傳感器、CO2傳感器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器和土壤水分傳感器中的任意多個。本實用新型的各無線傳感節(jié)點還包括蓄電池和太陽能電池板，所述的蓄電池和太陽能電池板均為無線傳感節(jié)點提供工作電源。本實用新型的微處理器為ARM微處理器。本實用新型的無線匯聚節(jié)點為完成無線傳感網(wǎng)與TCP/IP以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換的設(shè)備，將所有無線傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)匯聚到一點傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器。本實用新型的無線傳輸模塊為780M無線傳輸模塊。本實用新型的有益效果本實用新型提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的手工檢測方式，可減少人力成本，且系統(tǒng)的精度、效率大大提高，可減少大量通訊服務(wù)費，布點規(guī)模不受限制，系統(tǒng)高度可擴展，可免布線，依靠太陽能供電而節(jié)省電費，對主控節(jié)點的位置沒有特殊要求，理論上可以是有網(wǎng)絡(luò)的任何地點。而相比于其他農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測系統(tǒng)，又有優(yōu)化協(xié)議的傳輸，更精確，更快速，優(yōu)化能量的使用，節(jié)約能量，減少消耗，降低成本，普及應(yīng)用費用低，加入數(shù)據(jù)傳輸安全策略，并結(jié)合智能專家系統(tǒng)，分析最佳生長效果，節(jié)點海量數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化以及聯(lián)動功能拓展等優(yōu)點。本系統(tǒng)采用國際先進的WSN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有高精度、小型化、低成本、 易維護等特點，由大量可監(jiān)測空氣溫度、空氣濕度、日照強度等環(huán)境參數(shù)的微傳感器節(jié)點通過無線的方式互聯(lián)構(gòu)成。微傳感器節(jié)點可以精確探測溫室內(nèi)每個局部的微環(huán)境信息，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測數(shù)據(jù)提交給用戶，使其可以實時監(jiān)測溫室內(nèi)的微環(huán)境的變化情況。經(jīng)過初步處理的數(shù)據(jù)還可以作為溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，為環(huán)境控制提供依據(jù)。本系統(tǒng)可實時采集溫室內(nèi)溫度、露點溫度、濕度、光照、光合有效輻射、土壤溫度、 土壤濕度、土壤水分、土壤PH、土壤EC電導(dǎo)、(X)2濃度及植物葉綠素、養(yǎng)分和水分等環(huán)境參數(shù)和植物生長信息，以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶，系統(tǒng)利用環(huán)境數(shù)據(jù)與作物信息， 指導(dǎo)用戶進行正確的栽培管理。為實現(xiàn)對設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息參數(shù)的自動監(jiān)測、對環(huán)境進行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)和裝備。根據(jù)系統(tǒng)需要監(jiān)測項目還可包括室內(nèi)鍋爐溫度、管道溫度、相對空氣濕度、保溫幕狀況、通窗狀況、泵的工作狀況、Ec調(diào)節(jié)池和回流管數(shù)值、PH調(diào)節(jié)池和回流管數(shù)值以及室外大氣溫度、太陽輻射強度、風(fēng)向風(fēng)速、雨雪量等。本實用新型優(yōu)化了協(xié)議的傳輸，更精確，更快速；優(yōu)化了能量的使用，節(jié)約能量，減少消耗；降低了成本，普及應(yīng)用費用低；加入了數(shù)據(jù)傳輸安全策略；結(jié)合智能專家系統(tǒng)，分析最佳生長效果；節(jié)點海量數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化；同時具有聯(lián)動功能拓展。

圖1是本實用新型的原理框圖。圖2是本實用新型無線傳感節(jié)點的原理框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。如圖1所示，一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，它包括多個無線傳感節(jié)點、多個無線路由器(zigbee路由)、一無線匯聚節(jié)點和一數(shù)據(jù)服務(wù)器，所述的多個無線傳感節(jié)點作為智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的信號輸入采集待監(jiān)測農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的各項參數(shù)，多個無線傳感節(jié)點的信號輸出端與多個無線路由器無線連接，多個無線路由器與無線匯聚節(jié)點無線連接，無線匯聚節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)服務(wù)器無線連接，所述的數(shù)據(jù)服務(wù)器與使用智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的用戶服務(wù)器進行通信。本實用新型的各無線傳感節(jié)點均包括光照傳感器、C02傳感器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、土壤水分傳感器、微處理器(型號可為STM32F104T6)和無線傳輸模塊(型號可為)(CRF780T-M101)，所述的光照傳感器、C02傳感器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器和土壤水分傳感器作為智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的信號輸入采集待監(jiān)測農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的各項參數(shù)，光照傳感器、CO2傳感器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器和土壤水分傳感器的信號輸出端與微處理器的對應(yīng)信號輸入端相連，微處理器的信號輸出端與無線傳輸模塊的信號輸入端相連，無線傳輸模塊與數(shù)據(jù)服務(wù)器無線連接。本實用新型的各無線傳感節(jié)點還包括蓄電池和太陽能電池板，所述的蓄電池和太陽能電池板均為無線傳感節(jié)點提供工作電源。本實用新型的無線匯聚節(jié)點為完成無線傳感網(wǎng)與TCP/IP以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換的設(shè)備，將所有無線傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)匯聚到一點傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器。本實用新型的微處理器為ARM微處理器。本實用新型的無線傳輸模塊為780M無線傳輸模塊。本系統(tǒng)中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由一個無線匯聚節(jié)點和數(shù)個無線路由器和數(shù)個無線傳感節(jié)點組成，無線傳感節(jié)點可接各種類型傳感器，實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域數(shù)據(jù)的采集。無線傳感節(jié)點上的傳感器根據(jù)從無線匯聚節(jié)點、路由器處接收的采集命令進行數(shù)據(jù)采集并將采集到的數(shù)據(jù)打包之后發(fā)給無線匯聚節(jié)點、路由器。無線匯聚節(jié)點將多個無線傳感節(jié)點傳輸過來的數(shù)據(jù)包進行解包，得到多個無線傳感節(jié)點采集原始數(shù)據(jù)，再進行一定程度的數(shù)據(jù)融合。 該無線匯聚節(jié)點通過以太網(wǎng)鏈入到internet或局域網(wǎng)，采用B/S系統(tǒng)構(gòu)架，從而在遠程的 PC終端上實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域的實時監(jiān)測與管理。本實用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是它包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、無線匯聚節(jié)點、多個無線路由器和多個無線傳感節(jié)點，所述的多個無線傳感節(jié)點作為智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的信號輸入采集待監(jiān)測農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的各項參數(shù)，多個無線傳感節(jié)點的信號輸出端與對應(yīng)的各無線路由器無線連接，各無線路由器均與無線匯聚節(jié)點無線連接，無線匯聚節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)服務(wù)器無線連接，所述的數(shù)據(jù)服務(wù)器與使用智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的用戶服務(wù)器進行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述的各無線傳感節(jié)點均包括多個傳感器、微處理器和無線傳輸模塊，所述的多個傳感器作為智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的信號輸入采集待監(jiān)測農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的各項參數(shù)，多個傳感器的信號輸出端與微處理器的對應(yīng)信號輸入端相連，微處理器的信號輸出端與無線傳輸模塊的信號輸入端相連，無線傳輸模塊與數(shù)據(jù)服務(wù)器無線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述的多個傳感器包括光照傳感器、CO2傳感器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器和土壤水分傳感器中的任意多個。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述的各無線傳感節(jié)點還包括蓄電池和太陽能電池板，所述的蓄電池和太陽能電池板均為無線傳感節(jié)點提供工作電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述的微處理器為ARM微處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述的無線匯聚節(jié)點為完成無線傳感網(wǎng)與TCP/IP以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換的設(shè)備，將所有無線傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)匯聚到一點傳輸?shù)綌?shù)據(jù)服務(wù)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是所述的無線傳輸模塊為780M無線傳輸模塊。
專利摘要一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，它包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、無線匯聚節(jié)點、多個無線路由器和多個無線傳感節(jié)點，所述的多個無線傳感節(jié)點作為智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的信號輸入采集待監(jiān)測農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的各項參數(shù)，多個無線傳感節(jié)點的信號輸出端與對應(yīng)的各無線路由器無線連接，各無線路由器均與無線匯聚節(jié)點無線連接，無線匯聚節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)服務(wù)器無線連接，所述的數(shù)據(jù)服務(wù)器與使用智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的用戶服務(wù)器進行通信。本實用新型優(yōu)化了協(xié)議的傳輸，更精確，更快速；優(yōu)化了能量的使用，節(jié)約能量，減少消耗；降低了成本，普及應(yīng)用費用低；加入了數(shù)據(jù)傳輸安全策略；結(jié)合智能專家系統(tǒng)，分析最佳生長效果；節(jié)點海量數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化；同時具有聯(lián)動功能拓展。
文檔編號H04W84/18GK201994971SQ201120080800
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者劉婷, 戚湧, 李千目, 王偉華, 蘇德勝, 薛振華, 謝新, 路國翠 申請人:無錫南理工科技發(fā)展有限公司