[发明专利]一种基于无线传感器网络的木材干燥监测系统

说明书

本发明提出一种基于无线传感器网络的木材干燥监测系统，该系统由传感器节点、网关节点、监控中心组成。分布于木材干燥窑内各处的微传感器节点负责将实时采集的窑内各类环境数发送至网关节点，网关节点经传送网将收集的原始数据上传至基站。基站汇总各个网关传送来的数据，存档于数据库服务器中。监控中心的中央计算机实时读取数据库服务器中的数据，分析各干燥窑情况并作出控制决策，通过控制电磁阀驱动窑内干燥设施，如加热器、喷蒸管等，以调节窑内干燥环境，确保木材干燥质量。监测系统还应提供Internet远程数据访问功能，使身处异地的木材干燥专家能够及时了解干燥进度。该系统具有部署灵活、维护方便、成本低廉、扩展性好等优点。

技术领域

本发明涉及木材加工工业的自动检测与控制领域。

背景技术

木材干燥是一个复杂的过程，一般要经过升温预热、干燥、调湿、冷却等处理阶段。连续、实时、精确地监测干燥窑内环境参数对于木材干燥具有重要意义。

目前，木材干燥大多采用基于串行通信或现场总线等有线通信技术的半自动或人工控制系统。然而，由于干燥窑内温、湿度分布不均匀，实际应用中往往需要在窑内不同的位置部署众多数据采集器件，这样必然导致窑内线缆纵横交错，增大了监测系统安装、调试及维护的成本和难度。再者，由于干燥室内环境恶劣，湿热空气中含有大量由木材中溢出的酸性物质(如醋酸、蚁酸等)，极易导致通信电缆受腐蚀损坏，从而降低了监测系统的可靠性。

无线传感器网络是由大量部署在监测区域的微型传感器节点以无线通信方式所组成的全分布式网络系统，目前广泛应用于军事、医疗、自然灾害监测、设施农业等领域。本发明试图将无线传感器网络技术应用于木材常规干燥过程中，提出具有分布式数据采集、无线传输、智能分析与控制等功能的木材干燥实时监测系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无线传感器网络的木材干燥监测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于无线传感器网络的木材干燥监测系统，包括：传感器节点、网关节点、监控中心软件系统。所述传感器节点包括硬件系统和软件系统。所述网关节点包括硬件系统和软件系统。

作为优选，所述传感器节点微处理器采用MSP430芯片，执行组网协议、信号处理、数据暂存、电池能量管理、节点任务调度工作。所述传感器节点无线通信模块采用CC2420芯片及其配套天线，负责传感器节点与网关通信，收发感知器所采集的数据。

作为优选，所述传感器节点软件系统以TinyOS操作系统为软件支撑平台，实现节点任务调度、网络配置、终端数据采集等基本功能，还涉及时间同步、节点休眠与唤醒等算法。

作为优选，所述传感器节点进行耐腐蚀处理，在外壳涂上SEBF材料。

作为优选，所述网关节点微处理器采用ARM9S3C2410，外接不间断电源UPS。

作为优选，所述网关节点配备两套无线通信模块：与窑内节点通信的CC2420芯片及其配套天线和与基站通信的GSM模块TC35。

作为优选，所述监测中心系统软件由系统初始化模块、数据存储模块、数据处理模块、输出控制模块、辅助模块组成。所述系统初始化模块负责基本的系统设置，所述数据处理模块负责对所接收的原始数据进行智能化处理，所述输出控制模块通过向窑内干燥设施发出控制命令，所述数据存储模块负责保存所有原始采集数据，备份系统日志文件，提供系统查询服务，所述辅助模块负责实时数据的图形化显示、报表打印、异常情况报警。

附图说明

图1为一种基于无线传感器网络的木材干燥监测系统总体框架图。

图2为一种基于无线传感器网络的木材干燥监测系统中传感器节点硬件框图。