[实用新型]一种用于监测作物生长及环境信息的无线传感器网络节点

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于监测作物生长及环境信息的无线传感器网络节点，属于作物生长监测装置技术领域。

背景技术

无线传感器网络是由大量低成本、低功耗、具有无线通信和计算能力的微型传感器节点组成的自组织分布式网络系统，涉及无线通信技术、传感器技术、嵌入式技术和微电机技术等多门学科。

目前无线传感器网络在农业中的应用主要有温室环境参数监测、大田环境监测、动植物生理生态监测等。无线传感器网络具有很强的应用相关性，在不同应用要求下需要配套不同的硬件平台和软件系统。随着无线传感器网络的不断推广，具有通用特征的传感器节点的开发生产将会成为一种新的趋势。

无线传感器网络的关键技术包括组网模式、路由协议、能量管理等。组网模式有扁平组网模式、基于分簇的层次型组网模式、网状网（mesh）模式和移动汇聚模式等。路由协议可分为以数据为中心的路由协议、基于簇的路由协议、基于位置的路由协议和基于数据流模型的路由协议。能量管理包括能量获取和存取两方面，能量获取主要指将自然环境的能量转换成节点可以利用的电能，如太阳能、风能等；能量存储主要是高容量电池技术。

作为无线传感器网络的感知部分，传感器节点除涉及无线通信技术，包括组网模式和路由协议，能量管理技术外，还包括传感器技术。传感器技术不仅能感受到被测量的信息，并且还能将检测感受到的信息，以满足信息的传输、处理、控制等要求，这也是实现物联网感知技术的首要环节。

目前，无线传感器网络在农业中的应用已取得一定的进展，如温室、农田的环境信息的监测已取得一定成果。但是在作物的生长信息自动监测方面存在着不足，作物的氮素水平在一定程度上反应了作物的生长信息，而现有的作物氮素水平测量仪需要太多的人力工作，不具备无线传感器网络大范围实时、自动监测的优越性。

JENNIC芯片是Jennic公司生产的一系列低功耗低成本无线微控制器，适用于IEEE802.15.4和Zigbee的软件应用。

环境信息检测传感器，如空气温湿度、土壤温湿度传感器等，通常都具有模拟或数字标准输出接口。而测量植物氮素含量的NDVI（normalized differential vegetation index）传感器也设计了标准RS232串口输出。NDVI传感器基于光谱学原理，采用四波段光学通道测量作物的氮素水平，并从串口输出文本、数据。为了解决作物生长环境及长势信息实时、自动监测的问题，并考虑到节点的通用性和扩展性，本发明设计了一种具有串口无线透传功能的无线传感器网络节点。

发明内容

本实用新型针对目前存在的农田作物生长信息不能实时自动监测的问题，提出了一种用于监测作物生长及环境信息的无线传感器网络节点。

一种用于监测作物生长及环境信息的无线传感器网络节点，该无线传感器网络节点由无线微控器10、内置电池11、太阳能板12、外接电源13、红色LED14、绿色LED15、环境信息感知传感器16、NDVI传感器17、ZigBee网络模块18、天线19、第一按键20、第二按键21和RS232串口接口22组成；其中，

所述无线微控器10分别与内置电池11、外接电源13、红色LED14、绿色LED15、环境信息感知传感器16、ZigBee网络模块18、天线19、第一按键20、第二按键21和RS232串口接口22相连；

所述NDVI传感器17与RS232串口接口22相连；

所述太阳能板12与内置电池11相连。

所述无线微控器10采用JENNIC芯片。

本实用新型的有益效果：本无线传感器网络节点安装较简单，成本较低，功耗较小，同时使用了内置电池和外接电源两种供电方式，可以稳定的工作，太阳能板利用太阳能给内置电池充电，符合利用清洁能源的发展趋势。环境信息感知传感器和NDVI传感器的农田布点无线监测，可以有效的监测作物的各种情况，再加上防水设计等，使得该节点可在多种无线传感器网络应用中使用，提高了节点利用率，更加易于生产和使用。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例提供的节点的结构示意图；

其中，10-线微控器、11-内置电池、12-太阳能板、13-外接电源、14-红色LED、15-绿色LED、16-环境信息感知传感器、17-NDVI传感器、18-ZigBee网络模块、19-天线、20-第一按键、21-第二按键、22-RS232串口接口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型实施例的技术方案。