[發明專利]基于zigbee的智能溫室環境遙測與控制系統

有效

• 申請號: 201510294795.6
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN105005234B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 王新勝;劉盟;譚洪仕;季晨鵬;徐寬;陳漢誠;劉穎;曲淼
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學(威海)
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 威海科星專利事務所37202
• 代理人: 于濤

1.一種基于zigbee的智能溫室環境遙測與控制系統，其特征在于包括傳感器部分、zigbee無線傳感網部分、帶有跨平臺監控與數據庫管理部分的上位機、wifi協議和多終端，所述zigbee無線傳感網部分是由zigbee子節點組成的網格狀目標區域、內置的z-stack協議和協調器組成，所述傳感器部分經I2C總線與zigbee無線傳感網部分相連，通過所述傳感器部分采集數據，由zigbee無線傳感網部分傳遞轉發數據，匯聚到協調器中，再通過協調器接收zigbee無線傳感網部分發來的數據，并通過wifi協議與上位機進行通信，所述上位機接收和存儲數據并通過上位機中的跨平臺監控與數據庫管理部分與多終端無線連接, 所述上位機的跨平臺監控與數據庫管理部分采用app應用程序報警方式，或采用物聯網云服務器，所述網格狀目標區域中的zigbee子節點的分布是采用遺傳算法和模擬退火算法相結合的方法對zigbee子節點的組網算法進行優化，網格狀目標區域內的zigbee子節點上集成有所述傳感器部分，所述傳感器部分包括濕度傳感器、溫度傳感器、光照傳感器和土壤濕度傳感器，所述協調器是由cc2530射頻模塊和stm32單片機組成，cc2530射頻模塊用于接收zigbee子節點發來的數據，stm32單片機用于在wifi條件下與上位機進行通信，所述網格狀目標區域的組網算法具體方法為：將目標區域劃分成若干網格，每個網格用網格點表示，若網格點被覆蓋時，認為此區域被覆蓋，用矢量的方式來表示網格點的覆蓋，為達到目標區域的全覆蓋，目標區域中的每個點都至少被一個傳感器節點所覆蓋，即能量矢量匯總至少有一位為1，將初始種群設置為均勻分布，在普通遺傳算法中引入模擬退火機制，采用METROPOLIS準則隨機接受適應值降低的解，當遺傳算法當代解可以使全部傳感器節點得到覆蓋并且滿足成本要求時，認為是最優解，當適應值在幾代都保持不變或超過最大進化代數式，也認為算法收斂，最終產生的效果是能夠在任意形狀，任意面積的區域上產生節點布置方案，通過對于網格疏密的劃分來找到一個最優方案，以實現最少節點最大面積的覆蓋，通過所述濕度傳感器、溫度傳感器、光照傳感器和土壤濕度傳感器采集數據，并通過I2C總線和無線傳感網執行內部的z-stack協議來傳遞轉發數據，匯聚到協調器中，再通過協調器中的cc2530射頻模塊接收zigbee子節點發來的數據，通過stm32單片機在wifi條件下與上位機進行通信，上位機結合數據庫的信息對溫室信息做出分類、分析、處理，最后給出控制，再通過物聯網云服務器內設有的事件觸發機制傳遞給多終端，再通過繼電器控制補光設備和澆水設備，當數據達到某個設定預值的時候，會自動調用預先設定的規則，發送短信或微博，或郵件，方便用戶訪問并在云端設置異常檢測，如果傳感器狀態異常或數據不在允許范圍內，用戶設置電子郵件、或POST微博推送、或app警告方式，或充分利用平臺的計算能力，定期將統計分析數據發送到郵箱內，或根據物聯網云服務器中設有雙向傳輸和控制功能模塊，將數據網絡與社交網絡融合，將存儲在云端的數據快速的被API取回，放置到個人博客上，或者根據規則自動轉發到指定的微博。