[實(shí)用新型]基于Zigbee技術(shù)的大棚無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220091703.6
• 申請(qǐng)日: 2012-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN202663556U
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海員;宋杰;高君;孟超;馮睿;王典
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W84/18
• 分類號(hào): H04W84/18;G08C17/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及傳感器技術(shù)，Zigbee技術(shù)，組網(wǎng)技術(shù)以及軟件開發(fā)技術(shù)等，是一種通過Zigbee技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸顯示的系統(tǒng)，具有低能耗，實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。?

背景技術(shù)

目前多數(shù)大棚的數(shù)據(jù)采集多采用人工和有線布網(wǎng)方式，人工方式消耗大量人力，且采集的信息缺乏一定的實(shí)時(shí)性；有線采集方式雖然比較成熟，但線路布置易受環(huán)境影響，安裝程序復(fù)雜，維修、更新的費(fèi)用和難度都較大，也給廣大農(nóng)戶帶來(lái)一定的不便。針對(duì)這種狀況，我們提出了一種基于無(wú)線傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息的檢測(cè)系統(tǒng)，極大的方便了農(nóng)戶。?

目前無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)作為一種全新的信息獲取平臺(tái)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測(cè)對(duì)象的信息，并將信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，具有快速展開、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)。Zigbee技術(shù)作為一種無(wú)線傳輸方式具有低能耗，低成本，網(wǎng)絡(luò)容量大，靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。Zigbee技術(shù)支持自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、自主路由。WSN網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)變化的，無(wú)論是節(jié)點(diǎn)的能量耗盡，或者節(jié)點(diǎn)被敵人俘獲，都能使節(jié)點(diǎn)退出網(wǎng)絡(luò)，這就希望WSN能具有動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、自主路由的功能，而ZigBee技術(shù)就正好能解決了WSN的這一需要。?

目前無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式多采用星型組網(wǎng)方式，很少采用樹形組網(wǎng)方式。樹形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種分級(jí)管理的集中式網(wǎng)絡(luò)，容易連接，管理和維護(hù)方便。?

作為“三農(nóng)”重要支柱--農(nóng)業(yè)發(fā)展是一個(gè)重要課題，而農(nóng)田環(huán)境的數(shù)據(jù)采集與挖掘是當(dāng)前以及以后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)研究的重要方向。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展必須依托于對(duì)農(nóng)業(yè)信息的全面掌握，只有采集到足夠并且詳細(xì)的信息，管理者才能夠更全面地認(rèn)識(shí)農(nóng)業(yè)發(fā)展的狀況，才能做出合理高效地決策以提高農(nóng)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量與速度。隨著農(nóng)業(yè)管理技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)田信息采集技術(shù)也處于不斷發(fā)展中，打破了傳統(tǒng)信息采集技術(shù)的新式信息采集技術(shù)不斷涌現(xiàn)，并在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮了很大的作用。但是由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件的限制，在很多地區(qū)新的農(nóng)業(yè)技術(shù)仍未得到廣泛的應(yīng)用。隨著農(nóng)田管理技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，如何研制一種適合我國(guó)國(guó)情的自動(dòng)化信息采集系統(tǒng)成為了研究熱點(diǎn)。自動(dòng)化信息采集系統(tǒng)相對(duì)于一般的信息采集系統(tǒng)具有一些特點(diǎn)：①農(nóng)業(yè)信息采集涉及面積大，區(qū)域的地形錯(cuò)綜復(fù)雜；②田間控制點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)既多又分散；③線路敷設(shè)會(huì)影響田間機(jī)械化作業(yè)；④天氣多變，設(shè)備工作環(huán)境惡劣。根據(jù)上述分析，研究并開發(fā)不受空間距離、天氣等條件限制的自動(dòng)化信息采集系統(tǒng)勢(shì)在必行。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)以上不足之處提供了一種基于Zigbee技術(shù)的大棚無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，與現(xiàn)有系統(tǒng)相比，我們側(cè)重于監(jiān)控，監(jiān)測(cè)與控制結(jié)合真正實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，具有節(jié)能、低耗、方便易管理等特點(diǎn)。?

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：將系統(tǒng)可以分為兩個(gè)部分：上層網(wǎng)絡(luò)控制中心和下層無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，其中下層眾多的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)一起組成樹形無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)主要包括數(shù)控采集單元和無(wú)線通信單元。數(shù)控采集單元由溫濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、光強(qiáng)傳感器、土壤溫濕度傳感器組成，傳感器內(nèi)部集成了單片機(jī)和ADC模塊，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的直接輸出；無(wú)線通信單元采用CC2430芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高性能的傳輸。上層網(wǎng)絡(luò)控制中心采用VC開發(fā)軟件提供的MSComm控件來(lái)實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)及實(shí)時(shí)顯示。?

下層無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)為一電路板，上面集成了溫濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、土壤溫濕度傳感器，無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)通過溫濕度傳感器采集大棚內(nèi)的溫度、濕度，通過二氧化碳傳感器采集大棚內(nèi)的二氧化碳濃度，通過光照傳感器采集大棚內(nèi)的光照強(qiáng)度，通過土壤溫濕度傳感器采集大棚內(nèi)的土壤溫濕度。以上采集的信息通過節(jié)點(diǎn)電路板的預(yù)處理模塊進(jìn)行濾波放大，在經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后通過電路板上的無(wú)線發(fā)送模塊CC2430轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У財(cái)?shù)字信號(hào)發(fā)送出去。CC2430無(wú)線發(fā)射模塊和供電電池，電路板上的傳感器部分每隔10分鐘進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，當(dāng)沒有采集數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)入休眠狀態(tài)節(jié)能直到再次進(jìn)行數(shù)據(jù)采集或者有中斷將其喚醒。?

上層網(wǎng)絡(luò)控制中心由無(wú)線接收模塊和上位機(jī)組成，上位機(jī)上實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)信息，能對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，還能通過短信的方式將某個(gè)時(shí)刻的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到用戶手機(jī)上。上層網(wǎng)絡(luò)控制中心通過無(wú)線接收模塊將下層發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收處理，無(wú)線接收模塊通過RS232C標(biāo)準(zhǔn)接口和PC級(jí)相連，PC機(jī)上為一個(gè)顯示界面，實(shí)時(shí)顯示無(wú)線接收模塊收的數(shù)據(jù)信息。?