[發明專利]一種溫室群無線傳感器網絡控制系統及其控制方法

無效

• 申請號: 201010258251.1
• 申請日: 2010-08-19
• 公開（公告）號: CN101969613A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 李士寧;李志剛;馬峻巖;蒙海軍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04W4/12
• 分類號: H04W4/12;H04W84/18;G01D21/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種溫室群無線傳感器網絡控制系統，包括多個無線傳感器網絡、一個通信服務器、網關節點和控制計算機，其特征在于：溫室群中的每一個溫室根據需求安裝多個無線傳感器節點和一個簇頭節點，采集溫室環境因子，無線傳感器節點和簇頭節點通過無線通信自主形成無線傳感器網絡，無線傳感器節點將監測數據以多跳方式發送到簇頭節點，由簇頭節點將數據傳輸到到網關節點，通過網關節點上傳至通信服務器；通信服務器與控制計算機之間進行雙向通信，控制計算機根據無線傳感器網絡實時所監測數據做出相應指導方案，根據指導方案同步向無線傳感器網絡發送控制指令。

2.根據權利要求1所述的溫室群無線傳感器網絡控制系統，其特征在于：所述的傳感器節點監測溫室內部的大氣溫度、大氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、二氧化碳濃度和光照強度六種環境因子。

3.根據權利要求1所述的溫室群無線傳感器網絡控制系統，其特征在于：還包括一個與通信服務器相接的GSM無線通信模塊，將經通信服務器封裝和編碼后的預警短信息或監測數據短信息發送至農戶手機。

4.一種權利要求1所述裝置的控制方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟一、打開布設在溫室群中各溫室內的所有傳感器節點，并使得所有傳感器節點均處于偵聽模式；

步驟二、打開網關節點，所有傳感器節點進入協商階段，網關節點以廣播消息的方式向所有傳感器節點發送數據采集周期，消息廣播過程中，傳感器節點建立鄰居表，自主形成網絡，并建立路由，同時傳感器節點以簇頭為單位組織成多個無線傳感器網絡，并同步向網關節點發送反饋信息；

步驟三、網關節點接收到所有傳感器節點的反饋信息后，協商階段結束，網關節點通知所有傳感器節點關閉并進入工作階段；

步驟四、進入工作階段后，所有傳感器節點均按照協商階段所確定的數據采集周期，定期醒來進行數據采集，并將所采集的相應監測數據同步發送給各自的簇頭節點；簇頭收集簇內各傳感器節點所采集的監測數據并對所收集的所有監測數據打包，提交至網關節點；網關節點接收到所述所有傳感器節點的監測數據后，再通知所述所有傳感器節點關閉，進入下一數據采集周期；

步驟五、網關節點將所有傳感器節點的監測數據發送至通信服務器，通信服務器對數據進行解包，并存入數據庫供用戶或專家系統查詢；

步驟六、專家系統根據溫室作物生長模型對存入數據庫的所有監測數據進行分析，具體根據溫室具體作物在不同生長期對水份、溫度、濕度和CO₂濃度需要，做出是否灌水、降溫或加溫、增加CO₂濃度的相應指導方案，專家系統通過通信服務器向無線傳感器網絡發送生產指導信息和/或預警信息。

5.根據權利要求4所述的溫室群無線傳感器網絡控制方法，其特征在于：步驟五中所述的通信服務器接收到所有傳感器節點的監測數據后，將所收到的監測數據經封裝和編碼處理后，通過GSM無線通信模塊向農戶手機發送監測數據短信息。

6.根據權利要求4所述的溫室群無線傳感器網絡控制方法，其特征在于：步驟六中所述的通信服務器收到專家系統發送的預警條件管理信息并對無線傳感器網絡進行相應預警設置后，當實時監測數據達到預警條件管理信息所設定的閾值時，通信服務器將預警信息封裝和編碼后的預警短信息通過GSM無線通信模塊發送至農戶手機。

7.根據權利要求4所述的溫室群無線傳感器網絡控制方法，其特征在于：步驟六中所述的專家系統向無線傳感器網絡發送生產指導信息或預警條件管理信息時，專家系統先將設定測量參數控制指令發送給通信服務器，再由通信服務器發送給網關節點，網關節點再以廣播消息的方式通知所有傳感器節點，并激活所有已關閉的傳感器節點。