[發明專利]基于無線傳感器的智能監控系統

在審

• 申請號: 201510909881.3
• 申請日: 2015-12-09
• 公開（公告）號: CN106856040A
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 鄧平
• 申請（專利權）人: 潼南縣鑫壟檸檬發展股份合作社
• 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

本發明涉及物聯網技術領域，尤其是涉及基于無線傳感器的智能監控系統。

背景技術

在傳動農業中，勞動者是通過經驗來感知光照強度、空氣濕度、降雨量等自然因素來進行勞作，這樣，并不能精準地把握各個參數的具體數值，因而亦不能保證農作物良好的生產產量。為改變此狀，目前，國內已有針對農業種植的智能控制系統，但是它們存在傳感器網絡數據冗余、數據監測精度低、網絡能耗高的缺點。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的缺陷，提供基于無線傳感器的智能監控系統，能精準把握土壤溫濕度、光照強度及降雨量等自然環境參數，這樣，便于對農作物的生長狀態進行遠距離監控，實現以較小的能源和成本消耗來獲得較大的生產產量。

本發明的目的主要通過以下技術方案實現：

基于無線傳感器的智能監控系統，包括多個終端節點、路由節點、協調器節點、灌溉設備以及用于控制灌溉設備的監控中心，終端節點包括處理器1模塊、均與處理器1模塊相連的數據采集1模塊、無線收發1模塊及電源1模塊，路由節點包括處理器2模塊、均與處理器2模塊相連的數據采集2模塊、無線收發2模塊及電源2模塊，協調器節點包括處理器3模塊、均與處理器3模塊相連的無線收發3模塊、串行通信模塊及電源3模塊，無線收發1模塊將數據采集1模塊采集的數據通過Zigbee網絡傳送給無線收發2模塊和無線收發3模塊，無線收發2模塊將數據采集2模塊采集的數據通過Zigbee網絡傳送給無線收發3模塊，串行通信模塊將無線收發3模塊接收的數據通過GPRS網絡傳送給監控中心，數據采集1模塊和數據采集2模塊均配置有溫濕度傳感器、光照強度傳感器及降雨量傳感器，無線收發1模塊、無線收發2模塊和無線收發3模塊均配置有射頻芯片CC2520和射頻放大前端CC2591。

本發明應用時，在每個監測區都部署有終端節點、路由節點及協調器節點，其中，終端節點主要是配置各種傳感器，它主要用于采集各種數據信息，以獲取農作物生長的自然環境參數；路由節點主要負責中轉和路由數據，將各個傳感器采集的數據傳送給協調器節點；協調器節點主要擔任控制器的作用，負責啟動網絡，配置網絡地址，將數據傳送給監控中心。終端節點中，數據采集1模塊用于采集數據，由處理器1模塊負責數據的通訊算法，控制無線收發1模塊將該數據以Zigbee無線通訊方式傳送給無線收發2模塊。在路由節點中，由處理器2模塊對該數據進行通訊算法和處理算法，控制無線收發2模塊以Zigbee無線通訊方式傳送給無線收發3模塊。同時，路由節點中亦可通過數據采集2模塊采集數據，同樣，由無線收發2模塊傳送給無線收發3模塊，由處理3模塊負責對這些數據進行通訊算法和處理算法，控制串行通信模塊以GPRS網絡傳送給監控中心。監控中心通過采集到的信息數據作出決策，控制灌溉設備的開關及灌溉量。

其中，溫度傳感器、濕度傳感器、光照強度傳感器及降雨量傳感器分別用于采集溫度、濕度、光照強度及降雨量信息。無線收發模塊的性能好壞將直接關系到數據能否進行精確傳送。本發明中，選用射頻芯片CC2520作為無線收發1模塊、無線收發2模塊和無線收發3模塊的主控芯片，它具有耐高溫、靈敏度高、共存性能好及連接性能佳的優點。且為芯片CC2520增加了射頻放大前端CC2591，將兩者配套使用能夠增強數據信號的收發范圍，提高系統的數據采集性能。

進一步地，所述處理器1模塊、所述處理器2模塊和所述處理器3模塊的主控芯片均為S3C2440A。處理器是每一節點的最核心部分，負責數據的處理、能量管理、軟件通訊協議及其他模塊工作管理。本發明中，選用S3C2440A作為處理器的主控芯片，它具有功耗低、數據處理能力強及成本低的優點。

進一步地，所述溫度傳感器和濕度傳感器采用TYX-CTWS1型土壤溫濕度傳感器。TYX-CTWS1是將土壤水分和土壤溫度傳感器集中于一體，這樣可簡化儀器，方便對土壤信息的測量。同時，它還具有穩定性好、功耗低、使用壽命長的優點。

進一步地，所述光照強度傳感器為BH1750。BH1750內置有模數轉換器，無需再接外部元件即可輸出數字信號，這樣大大的減少了功耗和成本。

進一步地，所述降雨量傳感器為翻斗式雨量計。翻斗式雨量計具有精度高、成本低、體積小、便于操作的優點。