[發明專利]一種畜禽設施養殖環境監控方法

無效

• 申請號: 200810196608.0
• 申請日: 2008-09-27
• 公開（公告）號: CN101369149A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: 陳俊杰;郝永志
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H04L29/08;H04L12/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種環境監控方法，屬于畜禽設施養殖環境監控領域，特別涉及一種基于無線的通信方式實現無線傳感器網絡監控的方法。

背景技術

目前，國內對畜禽設施養殖環境的監測手段主要是靠養殖人員的經驗進行人工觀測，偶爾采用溫濕度計進行人工測量，因而缺乏應有的科學性。2004年，國內出現了第一臺采用有線方法監測植物設施培育和生長環境的設備，取得了一定的成效，但這種設備缺乏控制功能。它在一定范圍內和一定程度上可以用于畜禽設施養殖環境的監測，但從更廣泛的應用意義和未來的發展看，主要存在下述幾個方面的問題：

(1)系統投資大、成本高、性能價格比低。

(2)系統的電纜復用率低、復雜性高，因而系統的故障率高、不便于維護。

(3)系統的擴展性差，使得監測容量相對較小，特別是在其監測系統已安裝好后需要增加監測區域的情況下，不但需要對軟件，而且需要對硬件作較大的改動，甚至需要重新設計制作。

因而，現有的可用于畜禽設施養殖環境監測的方法和設備既不能適應現狀要求，不便于大面積的推廣應用，更不能滿足未來的發展需求，而且從畜禽設施養殖環境監測的目的上看，系統不具備自動控制功能。因此，本發明提出采用無線傳感器網絡對畜禽設施養殖環境進行監測和控制，通過軟件控制的方法實現監控環境的有效監測與可靠控制，能夠克服目前在這方面存在的問題。

發明內容、

技術問題：

本發明的目的是提供一種采用無線傳感器網絡技術的畜禽設施養殖環境監控方法。它無需在監測區域較大時敷設大量電纜，系統投資成本和運行成本低，節點安裝維護方便，擴展性強，對應用現場沒有特別要求，因而系統性能價格比高。由于采用無線傳輸方式，基于特定的操作系統和可靠的軟件設計，系統故障率低、可靠性高。

技術方案：

一種畜禽設施養殖環境的監控方法，其實現的監控系統中包括傳感節點、控制節點、基站和監控站點，各部分的功能主要是：

傳感節點實時的采集監控環境的參數信息，通過其它傳感節點或者控制節點多跳地進行傳輸，在傳輸過程中監測數據被多個節點處理，經多跳路由到達基站，最后到達監控站點。

控制節點通過網絡多跳的方式獲得基站的控制數據包，驅動被控設備的啟停，又將其獲得的被控設備的狀態，通過多跳的方式回傳到基站，最終在監控站點顯示；

基站通過通信模塊收到傳感節點和控制節點傳來的監控環境的參數信息，運算模塊處理網絡節點采集的原始數據，得到各種參數的物理量數據。

基站一方面把物理量數據通過串口發往作為監控站點的PC機，PC機中的用戶界面顯示環境數據以及被控設備狀態；另一方面基站通過參數的物理量數據及控制算法得到控制命令，通過多跳的方式發往控制節點來控制被控設備，達到監控環境的目的。

該監控方法包括下列步驟：

1.1.網絡節點(包括傳感節點和控制節點)上電初始化；

1.2.基站發出系統預啟動數據包，并開啟系統啟動定時器；

1.3.網絡節點收到系統預啟動數據包，其后分兩種情況執行：

1.3.1.傳感節點轉發該數據包，休眠標識位置0，開始廣播并接收路由包，建立動態路由；

1.3.2.控制節點轉發該數據包，開始廣播并接收路由包，建立動態路由；

1.4.若系統啟動定時器設定時間到，基站發出系統啟動數據包，開啟網絡同步定時器；

若系統啟動定時器設定時間未到，基站繼續等待該定時器設定時間；

1.5.網絡節點收到啟動數據包，其后分兩種情況執行：

1.5.1.傳感節點數據發送計數器清零，休眠標識位置1，表示數據發送結束之后休眠，根據系統啟動數據包設定網絡同步定時器的時間周期，啟動網絡同步定時器，設定網絡同步條件；

1.5.2.控制節點根據系統啟動數據包設定網絡同步定時器的時間周期，啟動網絡同步定時器，設定網絡同步條件；

1.6.網絡節點初始條件設定完成，其后分四種情況執行：

1.6.1.若傳感節點網絡同步定時器設定時間未到，傳感節點等待網絡同步定時器設定時間；

1.6.2.若傳感節點網絡同步定時器設定時間到，傳感節點一方面采集環境參數信息，選擇最佳路由，發送數據；另一方面再次開啟網絡同步定時器；

1.6.3.若控制節點網絡同步定時器設定時間未到，等待網絡同步定時器設定時間；

1.6.4.若控制節點網絡同步定時器設定時間到，控制節點一方面采集控制設備的狀態數據，選擇最佳路由，發送數據，另一方面再次開啟網絡同步定時器；