[发明专利]一种基于无线传感器网络的农田环境因子监测系统

说明书

技术领域

本发明属于农田环境领域，具体地涉及一种基于无线传感器网络的农田环境因子监测系统。

背景技术

随着现代微电子技术、嵌入式系统、无线通信技术和计算机网络技术等的快速发展，冬枣栽培环境因子信息的获取从独立的单一化模式向集成化、微型化、网络化和智能化方向发展。无线传感器网络正是顺应以上趋势而产生的新技术，能够协同地实时监测、感知和采集网络覆盖区域内各种环境或监测对象的信息，采集的数据通过无线方式发送，以自组织、多跳的方式传输到接收端。将无线传感器网络应用于现代农业，可以实现农业信息的实时采集初步处理传输等，有利于推动我国的农业信息化，可为无线传感器及无线传输技术的进一步研究和应用提供依据。

近年来，由于栽培环境因子控制不当和果品物流过程中品质调控不当等原因，造成了冬枣口感不良、品质退化等问题。因此，围绕冬枣栽培环境因子设计一套具有较高实时性、实用性的监测系统是很有必要的。

发明内容

本发明就是针对上述栽培环境因子控制不当和果品物流过程中品质调控不当的问题，提供一种基于无线传感器网络的农田环境因子监测系统；本发明具有良好的操纵性、较高的可靠性和实用价值，并功能更简单、更具人性化。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种基于无线传感器网络的农田环境因子监测系统，采用树簇型拓扑结构，其结构要点是：包括PC机、协调器、路由器、终端，所述PC机通过串口RS232与协调器连接，所述协调器与路由器连接，所述路由器与终端连接；所述路由器节点和终端节点上装配有土壤温度传感器、环境温湿度传感器及光照度传感器。

作为本发明的一种优选方案，所述土壤温度传感器采用全新原装进DS18B20温度传感器芯片，所述DS18B20温度传感器芯片带有探头装置，所述探头装置采用优质不锈钢管封装，防水、防潮、防生锈。

进一步地，所述土壤温度传感器测量温度范围为－55～+125°C，在－10～+85°C范围内，精度为±0.5°C。

更进一步地，所述探头装置支持“一线总线”接口(1－Wire),现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输。

作为本发明的另一种优选方案，所述环境温湿度传感器采用单总线数字温湿度传感器DHT11模块；湿度测量范围:20～90%RH，湿度测量精度:±5%RH，温度测量范围:0～50℃，温度测量精度:±2℃，工作电压:DC5V/3.3V，数字信号输出，数据端口带上拉电阻。

作为本发明的另一种优选方案，所述光照度传感器采用数字光强度检测模块:GY－30，该模块采用ROHM原装BH1750FVI芯片，供电电源:3～5V，光照度范围:0～65535lx，传感器内置16bitAD转换器。

另外，本发明所述光照度传感器直接数字输出，省略复杂的计算，省略标定。不区分环境光源。接近于视觉灵敏度的分光特性。可对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定。

本发明的有益效果是。

本发明以冬枣栽培环境因子为对象设计了基于无线传感器网络的农田环境因子监测系统，本系统数据采集部分利用无线传感器模块和相关的传感器，其中包括土壤温度传感器、环境温湿度传感器及光照度传感器，搭建了系统硬件平台；另外基于Zigbee2007/PRO协议栈设计了所需要的软件应用程序，使数据采集部分具有树型网络拓扑结构，具有自组织及自修复网络的能力。通过比较发现，目前相关设计的功能较简单，一般只包括实时显示、历史数据查询和保存功能。因此，基于LabVIEW开发平台设计了监测部分，添加了报表生成和报表发送、报表定时发送、采集周期设置等功能，使监测系统的功能得到进一步完善，更具人性化。经过整体调试，使系统具有良好的操纵性、较高的可靠性和实用价值。

附图说明

图1是本发明一种基于无线传感器网络的农田环境因子监测系统结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种基于无线传感器网络的农田环境因子监测系统结构示意图；包括PC机、协调器、路由器、终端，所述PC机通过串口RS232与协调器连接，所述协调器与路由器连接，所述路由器与终端连接；所述路由器节点和终端节点上装配有土壤温度传感器、环境温湿度传感器及光照度传感器。