[實用新型]山區(qū)茶園遠程環(huán)境監(jiān)測系統

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320417967.0
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN203415085U
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設計）人: 諸葛天秋;于鐘平;羅躍新;張飆;楊小平;劉源;鄧慧群
• 申請（專利權）人: 廣西壯族自治區(qū)桂林茶葉科學研究所
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04W84/18;G01D21/02;A01G13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及農業(yè)信息化技術領域，具體地說是一種山區(qū)茶園遠程環(huán)境監(jiān)測系統。

背景技術

我國的茶園大都位于山區(qū)，尤其是有機茶園。為了提高山區(qū)茶園的茶葉品質，需要對其環(huán)境參數進行有效感知，以便及時采取有效措施來實現高效的生產管理。但山區(qū)茶園距離遠，環(huán)境參數的獲取依靠傳統的人工方式顯然不能滿足要求，尤其是數據采集實時性和有效性難以滿足。現代信息技術融入傳統農業(yè)領域，形成了農業(yè)信息化浪潮，給農業(yè)生產管理方式帶來了新變革。

申請?zhí)枮?01020581129.3的專利中公開了一種自動化茶園精細化生長發(fā)育測量及病蟲害檢測裝置，實現了自動化茶園精細化生長發(fā)育測量及病蟲害檢測裝置，但該裝置在導軌上運行，難以在山區(qū)實現遠程環(huán)境信息監(jiān)測；申請?zhí)枮?01210107818.4的專利中公開了一種基于GPS、GIS和傳感網技術的茶園精確管理系統，借助全球定位系統GPS和地理信息系統GIS采集茶園地塊輪廓信息，根據土壤養(yǎng)分信息和茶葉長勢需求進行變量施肥作業(yè)，根據茶園病蟲害情況進行變量噴藥作業(yè)；應用溫度傳感器、無線傳輸模塊實現溫度監(jiān)測網絡實時采集，實時控制風扇工作。該專利系統復雜，設備眾多，沒有充分考慮到山區(qū)茶園的實用性和適用性。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種山區(qū)茶園遠程環(huán)境監(jiān)測系統，依據茶農的生產經驗，監(jiān)測最主要影響茶葉生產的參數。這樣可以大幅度降低成本和操作復雜度，滿足茶農實際情況。解決現有技術中采用GPRS或者3G網絡來遠程傳輸數據時所產生的無線信號弱、費用高的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

山區(qū)茶園遠程環(huán)境監(jiān)測系統，由路由監(jiān)測節(jié)點、路由中繼節(jié)點、協調器和上位機組成，所述路由監(jiān)測節(jié)點、路由中繼節(jié)點和協調器均包含核心板和底板兩部分，底板和核心板連接，核心板包括ZigBee模塊，底板包括串行接口和電源模塊，其中路由監(jiān)測節(jié)點的底板中設置有傳感器模塊，且其底板連接至傳感器，路由中繼節(jié)點和協調器的核心板中設置有射頻功放模塊。

所述傳感器包括空氣溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器、土壤溫度傳感器和光照度傳感器。

路由監(jiān)測節(jié)點采集的數據經過路由中繼節(jié)點傳送至安裝在監(jiān)控中心內的協調器，協調器再經串口將所有監(jiān)測數據發(fā)送到上位機進行顯示和處理。

對于茶葉種植區(qū)域按蜂窩劃分，每個路由監(jiān)測節(jié)點位于一個蜂窩的中心，均采集空氣及土壤溫、濕度和光照度參數，系統依靠節(jié)點的自組織特性自動組建成ZigBee無線網絡。路由中繼節(jié)點不實現采集任務，但增加了射頻功率放大模塊，使無線信號傳輸距離超過1公里，通過多次中繼后采集數據可以傳送到距茶園較遠，且安裝在監(jiān)控中心內的協調器，協調器再經串口將所有檢測數據發(fā)送到上位計算機進行顯示和處理。

系統結構的核心是ZigBee節(jié)點，ZigBee標準中定義的節(jié)點具有通用性，每個節(jié)點都具備參數采集、路由和協調器功能，具體成為何種節(jié)點只需軟件配置，一旦節(jié)點配置為終端節(jié)點，該節(jié)點就喪失了路由功能。當配置為路由節(jié)點或協調器節(jié)點時仍可實現參數采集功能，這是由用戶編寫的軟件代碼決定。由于每個ZigBee子網只能有一個協調器節(jié)點，因此本項目除配置一個協調器節(jié)點外，其它全部為路由節(jié)點，沒有使用終端節(jié)點，這樣即使發(fā)生多個節(jié)點故障也不會造成采集系統失效，可顯著提高監(jiān)測網絡的可靠性。但路由節(jié)點需對其它節(jié)點發(fā)來的信息存儲、融合和轉發(fā)，會使其數據吞吐量增加，不過茶園監(jiān)測數據量小，監(jiān)測間隔時間較長，這樣實現完全可行。

路由監(jiān)測節(jié)點采集土壤溫度、濕度，空氣溫度、濕度和光照共5個參數；采集間隔時間為20分鐘。由于山區(qū)茶葉種植區(qū)距離監(jiān)控中心較遠約有數公里，路由中繼節(jié)點不具備參數采集功能，實現電路上增加功率放大模塊，實現茶園采集數據接力傳輸至遠端仂、調器。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型針對山區(qū)茶園環(huán)境監(jiān)測的實際需求，利用ZigBee技術實現具有自組織功能、路由中繼功能，遠程中繼傳輸達數十公里的監(jiān)測裝置。實現對茶園環(huán)境的實時監(jiān)測，滿足山區(qū)茶農的實際生產要求。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1為本實用新型的系統結構框圖。

圖2為節(jié)點硬件結構圖。

圖中：1、路由監(jiān)測節(jié)點；2、路由中繼節(jié)點；3、協調器；4、上位機；5、射頻功放模塊；6、ZigBee模塊；7、串行接口；8、傳感器模塊；9、電源模塊。

具體實施方式