一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)時(shí)采集紅樹林圖像數(shù)據(jù)的圖像采集節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)，其中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)圖像采集節(jié)點(diǎn)的輸出端與路由節(jié)點(diǎn)的輸入端通過自組網(wǎng)方式的無線RF連接，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)的最終輸出端與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸入端通過自組網(wǎng)方式的無線RF連接，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸出端與上位機(jī)的輸入端連接。
【專利說明】
一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在雷州半島海灘上，生長著耐鹽、繁茂的紅樹林植物群落，構(gòu)成了特殊的生物海岸。由于紅樹林植物的蔥郁樹冠，特殊的根系，以及林間的枯枝落葉，既抑制了風(fēng)暴潮對海岸侵蝕，又阻滯漲落潮水流，促使泥沙堆積，岸灘淤漲。紅樹林是海岸的眼睛，透過它可以看到海岸的心臟。
[0003]紅樹林對生長環(huán)境的要求比較嚴(yán)格，所以可根據(jù)其生長情況來反映海岸的健康情況?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般通過人工巡邏的方式來獲知紅樹林的生長情況，這種方式的工作效率低，不符合智能化、自動化的技術(shù)發(fā)展潮流。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)，通過使用該系統(tǒng)能夠采集紅樹林實(shí)時(shí)的圖像數(shù)據(jù)并將圖像數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)，技術(shù)人員根據(jù)上位機(jī)顯示的圖像，即可獲知紅樹林的生長情況。進(jìn)而評估紅樹林海岸健康狀況。這種方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有工作效率高、節(jié)約工作量的優(yōu)點(diǎn)，且其智能化、自動化的程度得到了大大的提高。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于實(shí)時(shí)采集紅樹林圖像數(shù)據(jù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)圖像采集節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)，其中圖像采集節(jié)點(diǎn)的輸出端與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)的輸入端通過無線鏈路建立連接，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)的輸出端與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸入端通過無線鏈路建立連接，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸出端與上位機(jī)的輸入端通過無線鏈路建立連接。[〇〇〇7]上述方案中，圖像采集節(jié)點(diǎn)采集紅樹林的圖像數(shù)據(jù)并將采集的圖像數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)輸送至上位機(jī)，技術(shù)人員根據(jù)上位機(jī)顯示結(jié)果，即可獲知紅樹林的生長狀況。
[0008]優(yōu)選地，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)包括路由節(jié)點(diǎn)1、路由節(jié)點(diǎn)2、路由節(jié)點(diǎn) 3、…、路由節(jié)點(diǎn)n，其中路由節(jié)點(diǎn)1的輸出端通過路由節(jié)點(diǎn)2、路由節(jié)點(diǎn)3、…、路由節(jié)點(diǎn)n-1與路由節(jié)點(diǎn)n的輸入端建立連接;路由節(jié)點(diǎn)1、路由節(jié)點(diǎn)2、路由節(jié)點(diǎn)3、…、路由節(jié)點(diǎn)n中，相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間通過無線鏈路建立連接;路由節(jié)點(diǎn)1的輸入端與圖像采集節(jié)點(diǎn)的輸出端通過無線鏈路建立連接，路由節(jié)點(diǎn)n的輸出端與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸入端通過無線鏈路建立連接。
[0009]圖像采集節(jié)點(diǎn)采集的圖像數(shù)據(jù)通過路由節(jié)點(diǎn)1、路由節(jié)點(diǎn)2、路由節(jié)點(diǎn)3、…、路由節(jié)點(diǎn)n以接力通信的方式上傳至協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。[〇〇1〇]優(yōu)選地，所述紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)包含的圖像采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為多個(gè)，分別為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)圖像采集節(jié)點(diǎn)1、圖像采集節(jié)點(diǎn)2、圖像采集節(jié)點(diǎn)3、…、圖像采集節(jié)點(diǎn)n， 圖像采集節(jié)點(diǎn)1、圖像采集節(jié)點(diǎn)2、圖像采集節(jié)點(diǎn)3、…、圖像采集節(jié)點(diǎn)n的輸出端通過無線鏈路與路由節(jié)點(diǎn)1的輸入端建立連接。[〇〇11]優(yōu)選地，所述圖像采集節(jié)點(diǎn)包括圖像采集模塊、控制模塊、RF模塊、電源模塊，其中圖像采集模塊的輸出端與控制模塊的輸入端連接，控制模塊的輸出端與RF模塊的輸入端連接，RF模塊與路由節(jié)點(diǎn)1的輸入端建立連接；電源模塊向圖像采集模塊、控制模塊和RF模塊供電。圖像采集模塊用于采集紅樹林的圖像數(shù)據(jù)，并將圖像數(shù)據(jù)傳輸至控制模塊，控制模塊將圖像數(shù)據(jù)通過RF模塊、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)傳輸至上位機(jī)，供技術(shù)人員進(jìn)行參考。
[0012]優(yōu)選地，所述圖像采集節(jié)點(diǎn)還包括有存儲模塊，存儲模塊與控制模塊連接，電源模塊向存儲模塊供電。存儲模塊用于存儲圖像采集模塊拍攝的圖像數(shù)據(jù)。
[0013]優(yōu)選地，所述上位機(jī)包括主控制器、顯示模塊和RF模塊，其中主控制器的輸入端通過RF模塊與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸出端建立連接，主控制器的輸出端與顯示器的輸入端連接。主控制器接收到圖像采集節(jié)點(diǎn)采集的圖像數(shù)據(jù)后，將圖像數(shù)據(jù)通過顯示模塊進(jìn)行顯示。
[0014]優(yōu)選地，所述上位機(jī)還包括有鍵盤模塊，鍵盤模塊與主控制器連接。所述鍵盤模塊用于向主控制器下發(fā)進(jìn)行拍攝的命令，主控制器通過協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)將該命令輸送至圖像采集節(jié)點(diǎn)的控制模塊，控制模塊根據(jù)命令控制圖像采集模塊進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的采集。[〇〇15]優(yōu)選地，所述上位機(jī)還包括有存儲模塊，存儲模塊與主控制器連接。存儲模塊用于存儲上位機(jī)接收到的圖像數(shù)據(jù)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0017]使用本發(fā)明提供的系統(tǒng)能夠采集紅樹林實(shí)時(shí)的圖像數(shù)據(jù)并將圖像數(shù)據(jù)無線傳輸至上位機(jī)，技術(shù)人員根據(jù)上位機(jī)顯示的圖像，即可獲知紅樹林的生長情況。這種方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有工作效率高、節(jié)約工作量的優(yōu)點(diǎn)，且其智能化、自動化的程度得到了大大的提尚?！靖綀D說明】
[0018]圖1為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖像采集節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為上位機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021 ]圖4為電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0022]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；[〇〇23]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。[〇〇24] 實(shí)施例1
[0025]如圖1所示，紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)包括用于實(shí)時(shí)采集紅樹林圖像數(shù)據(jù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)圖像采集節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)，其中圖像采集節(jié)點(diǎn)的輸出端與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)的輸入端通過無線鏈路建立連接，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)的輸出端與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸入端通過無線鏈路建立連接，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸出端與上位機(jī)的輸入端通過無線鏈路建立連接。
[0026]上述方案中，圖像采集節(jié)點(diǎn)采集紅樹林的圖像數(shù)據(jù)并將采集的圖像數(shù)據(jù)通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)輸送至上位機(jī)，技術(shù)人員根據(jù)上位機(jī)顯示結(jié)果，即可獲知紅樹林的生長狀況。
[0027]其中，如圖1所示，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)包括路由節(jié)點(diǎn)1、路由節(jié)點(diǎn)2、路由節(jié)點(diǎn) 3、…、路由節(jié)點(diǎn)/3，其中路由節(jié)點(diǎn)1的輸出端通過路由節(jié)點(diǎn)2、路由節(jié)點(diǎn)3、…路由節(jié)點(diǎn)n-1與路由節(jié)點(diǎn)n的輸入端建立連接;路由節(jié)點(diǎn)1、路由節(jié)點(diǎn)2、路由節(jié)點(diǎn)3、…、路由節(jié)點(diǎn)n中，相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間通過無線鏈路建立連接;路由節(jié)點(diǎn)1的輸入端與圖像采集節(jié)點(diǎn)的輸出端通過無線鏈路建立連接，路由節(jié)點(diǎn)n的輸出端與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸入端通過無線鏈路建立連接。圖像采集節(jié)點(diǎn)采集的圖像數(shù)據(jù)通過路由節(jié)點(diǎn)1、路由節(jié)點(diǎn)2、路由節(jié)點(diǎn)3、…、路由節(jié)點(diǎn)n以接力通信的方式上傳至協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。
[0028]本實(shí)施例中，如圖1所示，紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)包含的圖像采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為多個(gè)，分別為圖像采集節(jié)點(diǎn)1、圖像采集節(jié)點(diǎn)2、圖像采集節(jié)點(diǎn)3、…、圖像采集節(jié)點(diǎn)n，圖像采集節(jié)點(diǎn)1、圖像采集節(jié)點(diǎn)2、圖像采集節(jié)點(diǎn)3、…、圖像采集節(jié)點(diǎn)/2的輸出端通過無線鏈路與路由節(jié)點(diǎn)1的輸入端連接。
[0029]其中，如圖2所示，圖像采集節(jié)點(diǎn)包括圖像采集模塊、控制模塊、RF模塊、電源模塊， 其中圖像采集模塊的輸出端與控制模塊的輸入端連接，控制模塊的輸出端與RF模塊的輸入端連接，RF模塊與路由節(jié)點(diǎn)1的輸入端建立連接；電源模塊向圖像采集模塊、控制模塊和RF 模塊供電。圖像采集模塊用于采集紅樹林的圖像數(shù)據(jù)，并將圖像數(shù)據(jù)傳輸至控制模塊，控制模塊將圖像數(shù)據(jù)通過RF模塊、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)傳輸至上位機(jī)，供技術(shù)人員進(jìn)行參考。本實(shí)施例中，如圖2所示，所述圖像采集節(jié)點(diǎn)還包括有存儲模塊，存儲模塊與控制模塊連接，電源模塊向存儲模塊供電。存儲模塊用于存儲圖像采集模塊拍攝的圖像數(shù)據(jù)。
[0030]本實(shí)施例中，如圖4所示，電源模塊包括電源和開關(guān)，電源通過開關(guān)分別向圖像采集模塊、控制模塊、存儲模塊、RF模塊供電。開關(guān)用于使電源與圖像采集模塊、控制模塊、存儲模塊、RF模塊進(jìn)行連接或斷開連接，通過控制電源的供電與否來控制圖像采集節(jié)點(diǎn)的開始運(yùn)行或停止運(yùn)行。
[0031]其中電源為清潔電源，如圖4所示，其包括太陽能電池板、可充電電容器組、可充電電池和電源管理模塊;其中太陽能電池板的輸出端接可充電電容器組的一端，可充電電容器組的另一端與電源管理模塊的輸入端連接，電源管理模塊的兩個(gè)輸出端分別與可充電電池、開關(guān)連接。
[0032]電源的工作原理如下:太陽能電池板將照射到其上的太陽能轉(zhuǎn)換成電能，存儲于可充電電容器組中，可充電電容器組一方面經(jīng)過電源管理模塊直接給圖像采集裝置供電， 一方面將多余的電能存儲在可充電電池內(nèi)；若太陽能電池板工作正常，可充電電容器組處于充滿狀態(tài)，電源管理模塊為可充電電池充電，若太陽能電池板工作不正常，而且可充電電容器組處于過放電狀態(tài)，電源管理模塊停止向可充電電池充電，并選擇可充電電池作為電源為圖像采集節(jié)點(diǎn)供電。[〇〇33]本實(shí)施例中，如圖3所示，所述上位機(jī)包括主控制器、顯示模塊和RF模塊，其中主控制器的輸入端通過RF模塊與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸出端建立連接，主控制器的輸出端與顯示器的輸入端連接。主控制器接收到圖像采集節(jié)點(diǎn)采集的圖像數(shù)據(jù)后，將圖像數(shù)據(jù)通過顯示模塊進(jìn)行顯示。本實(shí)施例中，所述上位機(jī)還包括有鍵盤模塊，鍵盤模塊與主控制器連接。所述鍵盤模塊用于向主控制器下發(fā)進(jìn)行拍攝的命令，主控制器通過協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)將該命令輸送至圖像采集節(jié)點(diǎn)的控制模塊，控制模塊根據(jù)命令控制圖像采集模塊進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的采集。
[0034]本實(shí)施例中，如圖3所示，所述上位機(jī)還包括有存儲模塊，存儲模塊與主控制器連接。存儲模塊用于存儲上位機(jī)接收到的圖像數(shù)據(jù)。
[0035]顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括用于實(shí)時(shí) 采集紅樹林圖像數(shù)據(jù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)圖像采集節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)，其 中圖像采集節(jié)點(diǎn)的輸出端與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)的輸入端通過無線鏈路建立連接，無 線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)的輸出端與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸入端通過無線鏈路建立連接，協(xié)調(diào)器節(jié) 點(diǎn)的輸出端與上位機(jī)的輸入端通過無線鏈路建立連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由節(jié)點(diǎn)包括路由節(jié)點(diǎn)1、路由節(jié)點(diǎn)2、路由節(jié)點(diǎn)3、…、路由節(jié)點(diǎn)n，其中路由節(jié)點(diǎn)1的輸出端 通過路由節(jié)點(diǎn)2、路由節(jié)點(diǎn)3、…、路由節(jié)點(diǎn)n-1與路由節(jié)點(diǎn)n的輸入端建立連接;路由節(jié)點(diǎn)1、 路由節(jié)點(diǎn)2、路由節(jié)點(diǎn)3、…、路由節(jié)點(diǎn)n中，相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間通過無線鏈路建立連接;路由 節(jié)點(diǎn)1的輸入端與圖像采集節(jié)點(diǎn)的輸出端通過無線鏈路建立連接，路由節(jié)點(diǎn)n的輸出端與協(xié) 調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸入端通過無線鏈路建立連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述紅樹林生長狀況 監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)包含的圖像采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為多個(gè)，分別為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)圖像采集節(jié)點(diǎn)1、圖 像采集節(jié)點(diǎn)2、圖像采集節(jié)點(diǎn)3、…、圖像采集節(jié)點(diǎn)n，圖像采集節(jié)點(diǎn)1、圖像采集節(jié)點(diǎn)2、圖像采 集節(jié)點(diǎn)3、…、圖像采集節(jié)點(diǎn)n的輸出端通過無線鏈路與路由節(jié)點(diǎn)1的輸入端建立連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集節(jié)點(diǎn)包 括圖像采集模塊、控制模塊、RF模塊、電源模塊，其中圖像采集模塊的輸出端與控制模塊的 輸入端連接，控制模塊的輸出端與RF模塊的輸入端連接，RF模塊與路由節(jié)點(diǎn)1的輸入端建立 連接;電源模塊向圖像采集模塊、控制模塊和RF模塊供電。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集節(jié)點(diǎn)還 包括有存儲模塊，存儲模塊與控制模塊連接，電源模塊向存儲模塊供電。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述上位機(jī)包括主控 制器、顯示模塊和RF模塊，其中主控制器的輸入端通過RF模塊與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的輸出端建立 連接，主控制器的輸出端與顯示器的輸入端連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述上位機(jī)還包括有 鍵盤模塊，鍵盤模塊與主控制器連接。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紅樹林生長狀況監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述上位機(jī)還包括有 存儲模塊，存儲模塊與主控制器連接。
【文檔編號】H04N7/18GK205647829SQ201620515715
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】王驥, 饒尚志, 汪良紅, 任肖麗, 林鎮(zhèn)群
【申請人】廣東海洋大學(xué)