[實用新型]一種基于WSN用于微環境監測的主從式信息采集設備

有效

• 申請號: 201420622113.0
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN204102313U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 郭秀明;周國民;樊景超;邱耘;胡林
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業信息研究所
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國富

技術領域

本實用新型涉及無線通信領域，尤其涉及一種基于WSN用于微環境監測的主從式信息采集設備。

背景技術

環境監測主要通過傳感器采集環境參數，如空氣溫濕度、多媒體信息等，根據采集的信息進行決策分析。傳統的無線傳感器網絡(Wireless?Sensor?Network,WSN)具有低功耗和自組網的特點，環境監測是WSN應用的主要領域之一。

在WSN的實際應用中，離散分布的體積較小的環境(以下簡稱微環境)本身為復雜多變的個體，內部參數時空差異較大。如樹冠層，冠層的空氣溫濕度受葉片、光照及地面等許多原因的影響，呈現不穩定的變化特性。因此為了研究微環境內部的環境變化規律，需監測微環境內多個位置點的環境參數。按照傳統的方法，在所有微環境內每一個待采集信息的位置點都需放置一個兼有信息感知、處理及傳輸的WSN節點，這些具有同等地位的節點共同協作將采集到的環境信息傳輸回用戶端；然而，因為在微環境內部分布的多個WSN節點具有的信息感知、處理及傳輸功能是冗余的，這些具有平等地位的節點使得WSN系統缺乏合理的架構和層次，WSN信息采集設備性能較低。同時，在微環境內部高密度的節點需不停地通訊以將采集的信息傳輸回匯聚節點，頻繁的信息交換會消耗節點能量，造成能量的浪費。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于WSN用于微環境監測的主從式信息采集設備，解決現有技術中存在的前述問題。

為了實現上述目的，本實用新型提出一種基于WSN用于微環境監測的主從式信息采集設備，采用的技術方案如下：

該設備包括：匯聚節點和若干信息采集子設備；所述匯聚節點與所述信息采集子設備無線連接；所述信息采集子設備包括：一個控制管理設備和多個采集設備；所述控制管理設備與所述采集設備無線連接。

優選地，所述匯聚節點與所述信息采集子設備通過所述信息采集子設備的控制管理設備無線連接。

優選地，所述控制管理設備包括：采集設備管理控制器和數據傳輸器；所述采集設備管理控制器與所述采集設備無線通信連接；所述數據傳輸器與所述匯聚節點無線通信連接；

所述采集設備管理控制器用于管理控制所述采集設備定期采集數據并接收所述采集設備傳輸來的數據；所述數據傳輸器，用于將所述采集設備傳遞過來的環境數據通過多跳自組網的方式將數據傳輸至匯聚節點。

更優選地，所述采集設備管理控制器包括：第一微控制器和第一多通道無線射頻芯片，通過所述第一多通道無線射頻芯片，所述控制管理設備與所述采集設備之間無線通信連接。

優選地，所述采集設備包括：分別與第二微控制器連接的傳感設備、電源控制設備和第二多通道無線射頻芯片；所述傳感設備還與所述電源控制設備連接；所述第二微控制器通過所述第二多通道無線射頻芯片與所述控制管理設備連接；

所述第二微控制器控制所述電源控制設備對所述傳感設備供電或斷電，及控制所述傳感設備的預熱和采集環境數據。

優選地，任意兩個所述信息采集子設備的控制管理設備通過無線自組網協議進行通信。

更優選地，其特征在于，所述無線自組網協議為Zigbee協議。

優選地，任意兩個所述信息采集子設備中的所述控制管理設備與所述采集設備無線連接所采用的無線通道不一致。

本實用新型的有益效果：

本實用新型提出了一種基于WSN用于微環境監測主從式信息采集設備，把采集節點的感知功能分離開來。本實用新型的主從式WSN系統把傳統WSN系統劃分為多個信息采集子設備，每個子設備完成對一個微環境的監測。每個信息采集子設備有一個控制管理設備和多個采集設備組成，將傳統WSN中所有節點都具備的信息處理及傳輸功能提取并集中至控制管理設備，采集設備主要負責微環境信息感知和微環境信息的采集，并將采集信息發送給控制管理設備。控制管理設備還負責管理所屬的采集設備，同時與其他信息采集子設備的控制管理設備通訊，將采集的數據發送給數據匯聚節點。每個信息采集子設備的控制管理設備實現對該微環境內所有節點的統籌安排、控制及管理，將優化WSN系統結構，減少傳統WSN系統中由于每個節點均需要進行信息處理而造成的能量消耗和能量浪費，也提高WSN系統的工作效率。

附圖說明

圖1是基于WSN用于微環境監測的主從式信息采集設備結構圖；

圖2是傳統WSN系統結構圖；

圖3是基于WSN用于微環境監測的主從式信息采集設備中信息采集子設備的工作流程圖。

具體實施方式