[发明专利]西瓜育苗环境参数监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术，特别涉及一种西瓜育苗环境参数监测系统及方法。

背景技术

农业产业结构调整以来，西瓜种植面积在不断增加。但是由于西瓜重茬种植后，西瓜枯萎病严重，重则造成绝收。当前主要采取的措施是轮作换茬，但是由于农民的耕地有限，加之西瓜轮作周期7～8年，此法成为影响西瓜生产发展的一大瓶颈。目前大部分地区开展西瓜嫁接技术，西瓜枯萎病明显得到了改善。但是西瓜苗在嫁接后如何管理，如何保证嫁接苗的成活率成为另一个突出的问题。嫁接苗的成活率与温度、湿度以及光照强度等因素密切相关，温度、湿度及光照强度等因素超过一定的阈值会导致西瓜苗死亡，农民还需重新嫁接育苗。这样不但耽误育苗的好时机，还给农民造成巨大损失。

集传感器技术、嵌入式计算技术、微机电技术、分布式信息处理技术及无线通信网络技术于一体的无线传感器网络因其广阔的应用前景已经成为当前备受关注的、多学科高度交叉的、知识高度集中的热点研究领域。无线传感器网络是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪。目前，无线传感器网络技术已经被广泛应用于农业、军事、航空、医疗和工业等领域，国内外众多学者对其进行了深入的研究。

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，简称WSN)中，节点通常采用电池供电，能量不可再生且非常有限；并且节点体积小，存储容量较小，处理能力和无线通信能力相对比较低。如何充分利用这些有限的能量和资源，建立合适的路由，尽可能地传输被测区域的有效数据，成为一个热点问题。由于无线通信模块占了整个节点能量消耗的主要部分，因此采取有效的措施减少无线通信模块的能量损耗有重要意义。一般情况下，WSN拓扑控制的共性目标主要是保障节点间可达性、降低能量损耗、提升网络容量、减小信道干扰以及增强空间复用率等。对于某些特点应用，拓扑控制的目标还涉及支持弱移动性、减小传输延迟、优化通信链路质量等其它方面。

目前采用的WSN网络拓扑主要有：平面型拓扑、分簇拓扑和网状网络拓扑等，它们大多针对单sink节点的WSN环境而提出。传统的平面拓扑控制机制已不能满足无线传感器网络的大规模组网要求，而且不能很好的支持局部数据融合、高效能耗管理以及传感器的工作、休眠调度机制等。分簇机制已经成为部署和实现高效可扩展性密集布设无线传感器网络的拓扑控制方法，其在数据汇聚、融合、能量效率、满足网络QoS要求等方面取得较好的改善，但是目前的分簇方法主要关注如何形成基本分簇结构，而对于簇间通信机制没有给与很好的考虑。网状网络技术目前主要应用于高速自组织无线网络中，对于对等通信和多跳传输具有良好的支持性，对于维护无线网络的运行，保持对跳传输畅通具有重要作用。用网状网络的优势在于通讯的可靠性大为增加，因为两个节点之间可以存在多条通讯链路，并且这些链路是动态建立并维护的，通讯不会由于某些中间节点的失效而中断。另外，在使用多跳技术的网状网络中，各节点的通讯功耗可以大大降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是时刻准确监测大棚的温湿度和光照强度等环境参数条件，提高西瓜苗的成活率，节省农民时间，降低劳动强度。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种西瓜育苗环境参数监测系统，包括：

数个无线传感器节点，用于采集育苗场所的环境参数，将所述环境参数处理并发送至无线网关节点；

无线网关节点，用于接收所述无线传感器节点发送的环境参数，并发送至监测终端；

监测终端，与所述无线网关节点相连接，用于存储接收到的环境参数，并且将所述环境参数与存储的适于西瓜生长的环境参数阈值相比较，根据比较结果控制育苗场所的环境。

其中，所述无线传感器节点包括：

传感器单元，用于采集所述环境参数；

转换单元，用于将所述环境参数进行模数转换处理，得到数字化的环境参数；

微处理器单元，用于将所述数字化的环境参数进行融合过滤处理，得到处理后的环境参数；

通信单元，用于发送所述处理后的环境参数，接收其它传感器节点发送的环境参数。

所述无线传感器节点的组网方式包括：由分布在数个塑料大棚内的簇成员节点和簇头节点组成的层次组网方式；由分布在数个塑料大棚内和塑料大棚外的簇头节点组成的网状组网方式。

所述监测终端比较出所述处理后得到环境参数超出环境参数阈值时，所述监测终端还报警。