[實用新型]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室監(jiān)測系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120083986.5
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN202048933U
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海輝;張佐經(jīng);岳青;朱江濤;吳婷婷;劉俊巖;胡強(qiáng);翟長遠(yuǎn);王東;于東坤;馬錦輝;鄧青海
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01W1/02;H04W84/18
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 劉國智

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于農(nóng)林業(yè)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，涉及溫室環(huán)境條件的檢測，具體涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)代溫室是設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)車間，溫室環(huán)境信息的監(jiān)測控制系統(tǒng)是實現(xiàn)其生產(chǎn)自動化、高效化最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的溫室監(jiān)控系統(tǒng)主要是基于有線通信方式。如王風(fēng)云，趙一民，張曉艷等在《基于分段控制策略的溫室智能測控系統(tǒng)設(shè)計》一文中提出的基于RS-485總線設(shè)計的溫室測控系統(tǒng)；何世鈞，韓宇輝，張馳等在《基于CAN總線的設(shè)施農(nóng)業(yè)嵌入式測控系統(tǒng)》一文中提出的采用CAN總線設(shè)計的溫室控制系統(tǒng)等。有線通信系統(tǒng)在溫室生產(chǎn)實踐中存在諸如布線復(fù)雜、維護(hù)困難、傳感器節(jié)點不能隨作物變更而靈活部署等問題。近年來，不少研究者將無線通信技術(shù)應(yīng)用于溫室領(lǐng)域，如基于藍(lán)牙的分布式溫室監(jiān)控系統(tǒng)，基于GSM的溫室監(jiān)測系統(tǒng)，但這些無線通信技術(shù)存在成本高、功耗大等缺點，無法在溫室監(jiān)控領(lǐng)域大規(guī)模推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)針對當(dāng)前溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的不足，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、ZigBee技術(shù)、GPRS技術(shù)和嵌入式技術(shù)相結(jié)合，克服了傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)不足，采用無線傳感器節(jié)點實現(xiàn)密集、靈活的多個溫室環(huán)境實時監(jiān)測，監(jiān)測類型涵蓋大氣溫度、大氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、CO₂濃度、光照強(qiáng)度等關(guān)鍵因子；采用網(wǎng)關(guān)管理節(jié)點完成傳感器節(jié)點動態(tài)管理、環(huán)境信息集中處理和預(yù)警預(yù)報等功能。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室監(jiān)測系統(tǒng)，包括，

采集溫室內(nèi)大氣溫度、大氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、二氧化碳含量以及光強(qiáng)的傳感器組；

以單片機(jī)CC2430為核心的無線傳感器節(jié)點，能夠從所述傳感器組接收數(shù)據(jù)，匯聚并實時上傳網(wǎng)關(guān)；

以基于ARM920T內(nèi)核的32位RISC微處理器S3C2410A為核心的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)硬件平臺，通過無線網(wǎng)接收所述處理器模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過Ethernet有線傳輸方式和雙頻模塊MC39I提供的GPRS無線傳輸方式完成網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程通信；

電源模塊，采用12V直流為所述處理器模塊和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)硬件平臺供電。

所述的傳感器組中，檢測大氣溫度和大氣濕度的傳感器為溫濕度傳感器SHT71，接口為I²C總線接口；檢測光強(qiáng)的傳感器為光傳感器ISL29010，接口為I²C總線接口；檢測土壤溫度的傳感器為土壤溫度傳感器SLST1-5，接口為單總線；檢測二氧化碳含量的傳感器為紅外二氧化碳傳感器H550，接口為I²C總線接口；檢測土壤濕度的傳感器為土壤水分傳感器FDS100，所述土壤水分傳感器FDS100的輸出與單片機(jī)CC2430的P0口相連，利用單片機(jī)CC2430內(nèi)部的ADC實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：

1)能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器節(jié)點快速自組網(wǎng)以及對各種溫室環(huán)境因子的實時采集、傳輸、顯示；

2)具有可擴(kuò)展性，還可具有聲、光、短信三種預(yù)警方式和基于以太網(wǎng)/GPRS方式的遠(yuǎn)程通信能力；

3)具有低成本、低功耗、無需布線、組網(wǎng)靈活、人機(jī)界面友好等優(yōu)點。

附圖說明

附圖為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖，帶虛線的箭頭表示無線通信方向。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室監(jiān)測系統(tǒng)，包括，

采集溫室內(nèi)大氣溫度、大氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、二氧化碳含量以及光強(qiáng)的傳感器組；

以單片機(jī)CC2430為核心的無線傳感起節(jié)點，能夠從所述傳感器組接收數(shù)據(jù)，匯聚并實時上傳網(wǎng)關(guān)；

以基于ARM920T內(nèi)核的32位RISC微處理器S3C2410A為核心的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)硬件平臺，通過無線網(wǎng)接收所述處理器模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過Ethernet有線傳輸方式和雙頻模塊MC39I模塊提供的GPRS無線傳輸方式完成網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程通信；

電源模塊，采用12V直流為所述處理器模塊和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)硬件平臺供電。