[发明专利]基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测系统，其特征在于，包括温湿度传感器（1）、温度传感器（2）、多个终端模块、路由器模块、协调器模块和无线监测系统主机，所述终端模块设置在发酵室内，包括通用I/O接口（4）、AD转换电路（5）、射频收发模块（6）、电源管理模块（7）和中央控制单元（8）；所述温湿度传感器（1）设置在发酵室内壁，所述温度传感器（2）设置发酵罐内；

所述温湿度传感器（1）和温度传感器（2）通过通用I/O接口（4）与AD转换电路（5）连接，所述AD转换电路（5）和射频收发模块（6）与中央控制单元（8）连接，所述终端模块通过射频收发模块（6）与路由器模块无线连接，路由器模块与协调器模块无线连接，终端模块、路由器模块、协调器模块分别作为终端节点、子节点和中心节点建成ZigBee无线传感网络，协调器模块和无线监测系统主机通过串口连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测系统，其特征在于，所述终端模块与发酵罐一一对应设置，所述路由器模块与所述发酵室一一对应设置。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测系统，其特征在于，所述终端模块还包括LCD屏幕（3），所述LCD屏幕（3）与所述中央控制单元（8）连接，用于显示终端模块采集的温度。

4.一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测系统，其特征在于，所述温湿度传感器（1）为DHT11温湿度传感器，所述温度传感器（2）为PT100温度传感器，每个发酵罐内设置三个温度传感器。

5.一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测方法，基于权利要求1所述的一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测系统实现，其特征在于，包括以下步骤：

S1、协调器模块作为网络的中心节点上电初始化；

S2、协调器模块根据信道能量扫描的结果选择一个合适的信道建立一个无信标的网络、设置网络的PAN标识符和网络短地址；

S3、协调器模块成功建立网络后，等待路由器模块发送子节点入网请求信号；

S4、路由器模块作为子节点上电初始化后，检测PAN协调器信道、协调器的PAN标识符后加入网络；

S5、终端模块作为终端节点上电初始化后，检测PAN协调器信道、协调器的PAN标识符后加入网络；

S6、终端节点入网成功后，其计时器根据预先设置的数据采集时间间隔进入中断函数，唤醒系统；然后中央控制单元与温湿度传感器和温度传感器与通信完成对温度信息和湿度信息的初步采集，并选择最佳信道将采集的温度数据和湿度数据发送给路由器模块后进入休眠，等待下一次唤醒；

S7、路由器模块接收各个终端节点发送的数据后打包发送给协调器模块；

S8、协调器模块通过串口向无线监测系统主机实时传输环境的温湿度信息；

S9、无线监测系统主机对数据进行处理，过滤无效数据，并发送到主页面进行显示，所述主页面提供实时数据图形化显示、历史数据查询、预警提示和当前网络拓扑结构查看功能。

6.根据权利要求5所述的一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测方法，其特征在于，所述无线监测系统主机的交互界面为LabVIEW开发环境中采用图形化编辑语言编写。

7.根据权利要求5所述的一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测方法，其特征在于，所述无线监测系统主机采用模块化设计思想分为数据采集模块、数据显示模块、数据库存储模块、参数设置模块和数据查询模块。

8.根据权利要求7所述的一种基于无线传感的固态发酵温湿度智能实时监测方法，其特征在于，所述无线监测系统主机的数据库存储模块用于将接收到的数据帧按照“C:%2s:%d-%d”的格式简化后利用LabSQL工具包访问Access数据库并分类存储在各节点表中。