[實用新型]基于無線傳感網絡的人工氣候室監控系統

有效

• 申請號: 201720015137.3
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN206363127U
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 周杰;王程;杜景林
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 朱妃,董建林

技術領域

本實用新型涉及一種監控系統，特別是涉及一種基于無線傳感網絡的人工氣候室監控系統，屬于無線傳感監控技術領域。

背景技術

人工氣候室是在環境實驗、科學研究領域應用廣泛的氣候條件試驗系統，是一種采用人工的方法模擬自然界中四季氣候變換的實驗環境。主要模擬的是自然界環境中的溫度、濕度、光照度和 CO₂濃度等氣象因子，以及這些環境因素之間的相互作用，它是一種能夠采用人工的方式在室內模擬與生物或人類密切相關的各種自然界氣象條件的實驗設備，能根據不同的需求對其進行有效的調控。這樣就可以在不受外界環境的影響的情況下進行很多需要滿足特定要求的研究工作，很大程度上縮短了研究的周期。

隨著我國現代農業科技的發展，人工氣候室作為一種可控環境實驗室，越來越多的應用于作物培育、良種選育等領域，而對小氣候要素的高精度、實時數據采集也顯得越來越重要。然而，現有的傳統人工氣候室存在數據采集系統的布線復雜、維護不便等缺陷，以及不能進行及時有效的調節氣候要素等不足。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于，克服現有技術中的不足，提供一種基于無線傳感網絡的人工氣候室監控系統，不僅布線方便、維護簡單，而且可實現氣候要素的遠近監控和調節，具有廣闊的市場前景和應用推廣價值。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：

一種基于無線傳感網絡的人工氣候室監控系統，包括依次相連的PC機本地監控終端、交換機和遠程PC監控終端，通過局域網與PC機本地監控終端相連并分別位于若干個分站氣候室中的若干個分站監控單元，以及供電用電源；

每個分站監控單元包括傳感器采集節點、ZigBee協調器、主控制模塊、上位機人機界面和分站氣候調節設備，所述ZigBee協調器和上位機人機界面分別通過通信接口與主控制模塊的輸入端相連，所述分站氣候調節設備與主控制模塊的輸出端相連，所述上位機人機界面通過局域網與PC機本地監控終端相連；每個分站監控單元中的傳感器采集節點為N個、通過無線傳感網絡與ZigBee協調器相通訊，N個傳感器采集節點與ZigBee協調器采用星型網絡拓撲結構而構建成星型無線傳感網絡，N為自然數；

所述傳感器采集節點，用于實時采集分站氣候室內部的環境參數，并將環境參數無線發送給ZigBee協調器；

所述ZigBee協調器，用于接收環境參數，并將環境參數輸送給主控制模塊；

所述主控制模塊，用于接收并存儲環境參數，將環境參數輸送給上位機人機界面進行顯示，并根據上位機人機界面所輸入或傳輸的控制指令對分站氣候調節設備進行調節控制；

所述上位機人機界面，用于顯示環境參數，將環境參數輸送給PC機本地監控終端，并輸入控制指令給主控制模塊，以及接收PC機本地監控終端下發的控制指令給主控制模塊；

所述分站氣候調節設備，用于根據主控制模塊發送的控制指令進行調節輸出來改變分站氣候室內部環境；

所述PC機本地監控終端，用于接收、存儲并顯示若干個分站氣候室內部的環境參數，并根據環境參數的設定需求下發控制指令；

所述交換機，用于數據傳輸；

所述遠程PC監控終端，用于對若干個分站氣候室內部的環境參數進行遠程監控和遠程調節。

本實用新型進一步設置為：所述傳感器采集節點包括依次相連的傳感器、信號調理電路、無線發射電路和發射天線，所述傳感器為若干個，若干個傳感器通過傳感器接口電路與信號調理電路相連；所述無線發射電路包括依次相連的信號輸入接口、發射單片機模塊和射頻發送模塊，所述信號輸入接口與信號調理電路相連，所述射頻發送模塊與發射天線相連。

本實用新型進一步設置為：若干個傳感器為溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、二氧化碳傳感器、雨量傳感器和風速傳感器。

本實用新型進一步設置為：所述ZigBee協調器包括依次相連的接收天線、ZigBee接收模塊和串口通信模塊，所述ZigBee接收模塊包括依次相連的射頻接收模塊、接收單片機模塊和信號輸出接口，所述射頻接收模塊與接收天線相連，所述信號輸出接口通過串口通信模塊與主控制模塊相連。

本實用新型進一步設置為：所述發射單片機模塊和接收單片機模塊均采用CC2530單片機芯片。

本實用新型進一步設置為：所述串口通信模塊采用MAX232芯片。