[實用新型]基于ZigBee無線傳感器網絡的綠地墑情監測網絡路由器

有效

• 申請號: 201220164190.7
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN202652545U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 陳巖;王克棟;楊東軒;郭宏;龐曉華;何堃
• 申請（專利權）人: 北京工商大學;北京鑫諾金傳感技術有限公司;昆山諾科傳感器集成有限公司;威海諾金傳感技術有限公司
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;H04W88/14;G08C17/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本實用新型涉及的是一種ZigBee網絡路由器，具體涉及的一種用于城市綠地墑情監測的基于ZigBee的低功耗綠地墑情監測網絡路由器。

背景技術

隨著計算機技術、GPS?技術、傳感器技術、多傳感器信息融合技術和無線通訊等技術的發展,?國內外田間信息采集技術的研究有了很大的進步。國內外已有科研人員將無線傳感器網絡(WSN)?ZigBee?技術和GPRS應用于農田信息采集。J.?A.?Lopez?Riquelmea等人將基于ZigBee?技術的WSN?應用于精細農業中,?具體分析了無線傳感器節點在土壤、環境和水中的部署以及網關和基站節點的構建;?Raul?Morais?等人運用ZigBee網絡建立小型農田數據采集平臺,?獲取太陽能、風和水流信息;?Yunseop?K等人通過分布式WSN?和GPRS?實現了灌溉系統的遠程監控。國內吉林大學的龐娜和程德福采用ZigBee無線傳感器網絡實現了溫室監測系統的設計;上海交通大學的李楠、劉成良等人利用ZigBee和GPRS相結合構建了農田墑情遠程監測系統。

國內現有的墑情監測技術多是基于農業上的農田墑情監測，而針對綠地的墑情監測系統則為空白，并且采用的技術多為移動測墑、固定測墑或遙感測墑。比較成熟的技術方案有托普儀器有限公司生產的TZS-12J型土壤墑情與旱情管理系統，單個系統最多可對40個監測點實現垂向六點法同步檢測。叢臺銳研智華電子有限公司生產的RY-DS型土壤墑情監測系統，每一個采集器能實現8個探頭同時測量不同方位或不同深度的土壤水分。

而目前已有的墑情監測系統多以固定式的墑情監測站為基礎，如TSQ-6型土壤墑情監測系統，需要將該檢測儀固定到農田中。架設一至多個太陽能電池板才能維持監測儀的工作。通過連接幾十個傳感器，并將傳感器大范圍分布在周圍來擴大單個儀器的測量范圍。該儀器將采集到的數據通過有線電纜或者GPRS傳輸到監測終端。對于功耗有比較高的要求。

但隨著城市綠地面積的逐年增加，城市的對綠地灌溉的用水量將大大增加，而我國又是缺水國家，對水資源的依賴日益增加。而目前的綠地灌溉方法簡單粗放，有些綠地灌溉過度，出現植被被淹的情況，而有些地方則是環衛工人根本到達不了的地方，植被往往被枯死。當前的綠地灌溉現狀不僅浪費水資源，更使綠地無法得到合理的水資源分配。

我國的城市綠地在信息技術的網絡化程度上并不高，甚至可以說是沒有信息化管理，因此沒有計劃的灌溉是水資源浪費的最大根源。隨著城市綠地的增多，按照原先的定時、按需灌溉方法已經不能使綠地環境得到合理的灌溉，針對可以對綠地墑情做出準確監測和灌溉預報的系統，是目前亟待建設和應用的。

而目前，我國土壤墑情監控系統大多采用設備監測和人工采集相結合的方法，此類監測系統在系統成本、可靠性和人力成本有很大的不足之處。

首先，采用固定測墑的設備由于需要建設有線纜傳輸系統，因此在很大程度上限制了網絡規模的擴大。如果有些儀器可以用過手機網絡發送數據，雖然實現了無線的便捷性，但是需要支付額外的通訊費用。而且固定測墑所需要投入的資金比較大，建設周期長，從目前城市綠地的大面積增加速度來看，根本不足以滿足需求。

其次，采用移動測墑需要付出更多的人力成本，而且由于人的主觀因素所導致的監測范圍不均勻，會使測得的結果不能全面的反應所有綠地的墑情。對于城市綠地來說，其面積廣，分布范圍復雜，如果需掌握全面的墑情是不現實的。

如何既及時準確地反應綠地墑情的信息，且投入成本低，監測范圍廣成為了研究的熱門話題。如果能夠將無線的數據傳輸技術應用到綠地墑情的監測上，就能成功地綠地墑情數據的時效性和準確性，監測人員也無需攜帶移動測墑設備親臨現場采集；而且無線網絡的擴展不需要進行大量的布線和硬件安裝工作，只需在合適的位置布設無線通訊節點即可。

實用新型內容

針對現有技術上存在的不足，本實用新型目的是在于提供一種基于ZigBee無線傳感器網絡的綠地墑情監測網絡路由器，具有很好的靈活性，可擴展性，自組織網絡的能力，并具有極低的功耗。

為了實現上述目的，本實用新型是通過如下的技術方案來實現：