[發明專利]一種基于無線傳感器網絡的農田環境因子監測系統

在審

• 申請號: 201410561410.3
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN105590426A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 褚秀清
• 申請（專利權）人: 褚秀清
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于農田環境領域，具體地涉及一種基于無線傳感器網絡的農田環境因子監測系統。

背景技術

隨著現代微電子技術、嵌入式系統、無線通信技術和計算機網絡技術等的快速發展，冬棗栽培環境因子信息的獲取從獨立的單一化模式向集成化、微型化、網絡化和智能化方向發展。無線傳感器網絡正是順應以上趨勢而產生的新技術，能夠協同地實時監測、感知和采集網絡覆蓋區域內各種環境或監測對象的信息，采集的數據通過無線方式發送，以自組織、多跳的方式傳輸到接收端。將無線傳感器網絡應用于現代農業，可以實現農業信息的實時采集初步處理傳輸等，有利于推動我國的農業信息化，可為無線傳感器及無線傳輸技術的進一步研究和應用提供依據。

近年來，由于栽培環境因子控制不當和果品物流過程中品質調控不當等原因，造成了冬棗口感不良、品質退化等問題。因此，圍繞冬棗栽培環境因子設計一套具有較高實時性、實用性的監測系統是很有必要的。

發明內容

本發明就是針對上述栽培環境因子控制不當和果品物流過程中品質調控不當的問題，提供一種基于無線傳感器網絡的農田環境因子監測系統；本發明具有良好的操縱性、較高的可靠性和實用價值，并功能更簡單、更具人性化。

為實現本發明的上述目的，本發明采用如下技術方案。

本發明一種基于無線傳感器網絡的農田環境因子監測系統，采用樹簇型拓撲結構，其結構要點是：包括PC機、協調器、路由器、終端，所述PC機通過串口RS232與協調器連接，所述協調器與路由器連接，所述路由器與終端連接；所述路由器節點和終端節點上裝配有土壤溫度傳感器、環境溫濕度傳感器及光照度傳感器。

作為本發明的一種優選方案，所述土壤溫度傳感器采用全新原裝進DS18B20溫度傳感器芯片，所述DS18B20溫度傳感器芯片帶有探頭裝置，所述探頭裝置采用優質不銹鋼管封裝，防水、防潮、防生銹。

進一步地，所述土壤溫度傳感器測量溫度范圍為－55～+125°C，在－10～+85°C范圍內，精度為±0.5°C。

更進一步地，所述探頭裝置支持“一線總線”接口(1－Wire),現場溫度直接以“一線總線”的數字方式傳輸。

作為本發明的另一種優選方案，所述環境溫濕度傳感器采用單總線數字溫濕度傳感器DHT11模塊；濕度測量范圍:20～90%RH，濕度測量精度:±5%RH，溫度測量范圍:0～50℃，溫度測量精度:±2℃，工作電壓:DC5V/3.3V，數字信號輸出，數據端口帶上拉電阻。

作為本發明的另一種優選方案，所述光照度傳感器采用數字光強度檢測模塊:GY－30，該模塊采用ROHM原裝BH1750FVI芯片，供電電源:3～5V，光照度范圍:0～65535lx，傳感器內置16bitAD轉換器。

另外，本發明所述光照度傳感器直接數字輸出，省略復雜的計算，省略標定。不區分環境光源。接近于視覺靈敏度的分光特性。可對廣泛的亮度進行1勒克斯的高精度測定。

本發明的有益效果是。

本發明以冬棗栽培環境因子為對象設計了基于無線傳感器網絡的農田環境因子監測系統，本系統數據采集部分利用無線傳感器模塊和相關的傳感器，其中包括土壤溫度傳感器、環境溫濕度傳感器及光照度傳感器，搭建了系統硬件平臺；另外基于Zigbee2007/PRO協議棧設計了所需要的軟件應用程序，使數據采集部分具有樹型網絡拓撲結構，具有自組織及自修復網絡的能力。通過比較發現，目前相關設計的功能較簡單，一般只包括實時顯示、歷史數據查詢和保存功能。因此，基于LabVIEW開發平臺設計了監測部分，添加了報表生成和報表發送、報表定時發送、采集周期設置等功能，使監測系統的功能得到進一步完善，更具人性化。經過整體調試，使系統具有良好的操縱性、較高的可靠性和實用價值。

附圖說明

圖1是本發明一種基于無線傳感器網絡的農田環境因子監測系統結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，為本發明一種基于無線傳感器網絡的農田環境因子監測系統結構示意圖；包括PC機、協調器、路由器、終端，所述PC機通過串口RS232與協調器連接，所述協調器與路由器連接，所述路由器與終端連接；所述路由器節點和終端節點上裝配有土壤溫度傳感器、環境溫濕度傳感器及光照度傳感器。