[发明专利]应用于温室环境监控的无线传感器网络智能网关

说明书

技术领域

本发明属于农业设施领域，尤其是应用于温室环境监测的无线传感器网络，具体地说是一种应用于温室环境监控的无线传感器网络智能网关。

背景技术

目前，在社会生产生活中，无线传感器网络技术在设施农业、工业监控、智能家居等领域均有广泛应用，然而网关性能的优越与否直接制约着无线传感器网络的组网与通信性能。

当下无线传感器网络中所使用的网关，大多除需布置通信网络线外，还必须铺设供电电源线，不但成本高、施工繁琐还易造成信号干扰；而且当前所普遍使用的网关大多存在传输速率慢、传输效率低、互联网接入方式单一等缺点，这给无线传感器网络技术的推广应造成的很大的局限性，且当前所普遍使用的网关大多传输速率不高，效率较低，互联网接入方式也较单一。因而设计具有线路简单、数据传输效率高、互联网接入方便等于一体的智能网关已成为无线传感器网络技术发展与应用的重要课题。

发明内容

本发明的目的是针对现有网关传输速率慢、传输效率低、互联网接入方式单一的问题，提出一种应用于温室环境监控的无线传感器网络智能网关，满足线路简单、数据传输效率高和互联网接入方便的要求。

本发明的技术方案是：

一种应用于温室环境监控的无线传感器网络智能网关，它包括处理器、由RS485接口、RS232接口、RJ45接口和3G模块构成的与远程服务器进行通信的通信单元和与终端处理模块进行通信的射频模块，所述的RS485接口、RS232接口、RJ45接口和3G模块通过相应设备接收远程服务器发送的信息采集命令，并且传输给处理器；处理器对命令进行判断，选择转发策略，紧接着将命令传输给射频模块；射频模块接收到命令后，对命令进行解析，根据命令中携带的网络地址将命令转发给相应的终端处理模块，之后接收终端处理模块发回的数据转发给处理器；处理器根据前面确定的转发策略，通过3G模块发给远程服务器。

本发明的智能网关还包括USB接口、JTAG接口、SD卡、电源模块、电源转换单元和网口控制器。

本发明的处理器为STM32模块，射频模块为CC1100，3G模块为CDMAEVDO，通信采用CDMA EVDO技术，终端处理模块为CC1100Zigbee无线射频模块，包括多个传感器、终端射频模块和终端处理器，用于进行数据采集和传输；终端处理模块对接到命令进行解析，如果是采集传感器数据的命令，则启动相应的传感器进行数据采集，并对其进行常规处理，进而打包并转发给射频模块；射频模块接到数据便转发给处理器；处理器接到数据，根据前面确定的转发策略，通过3G模块3发给远程服务器。

本发明的智能网关的供电方式包括以太网供电POE、电池和市电三种：

当采用以太网通信即智能网关通过RJ45接口与服务器通信时，通过POE技术供电；

当采用RS485或者RS232通信时，通过市电供电；

当采用3G模块通信时，采用电池供电。

本发明的网关启动后进行面向服务器的上行通信时，需要判断网关与服务器之间采用的通信连接方式，具体包括以下步骤：

首选通过检查网关是否是RS485连接，通过RS485接口向服务器发送请求确认是否为RS485连接的命令，如果返回连接成功，则确认为RS485连接，如果返回连接错误，则跳转检查系统是否采用RS232通信；

通过RS232接口向服务器发送请求确认是否为RS232连接的命令，如果返回连接成功，则确认为RS232连接，如果返回连接错误，则跳转检查系统是否采用以太网通信；

创建Socket客户端，连接服务器，如果没有连接上服务器，则回到开始重新进行判断，如果连接上服务器，则向服务器发送请求确认是否为以太网连接的命令，如果返回连接成功，则确认服务器采用的是以太网连接方式；

如果返回连接错误，则向服务器发送请求确认是否为3G连接的命令，如果返回连接成功，则确认服务器采用的是3G通信方式，否则回到程序开始，依次从RS485、RS232、以太网至3G通信方式重新开始判断，如果一段时间内仍旧不能找到通畅的通信连接，则创建嵌入式数据库，将采集的数据存储在SD卡上。

本发明的智能网关面向温室信息监控的无线传感器网络路由协议分上行路由和下行路由两部分；上行路由负责监测温室环境信息，下行路由负责传输温室控制指令。