专利名称：基于物联网的害虫声信号实时监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及害虫声信号实时监测系统，尤其涉及了一种基于物联网的害虫声信号实时监测系统。
背景技术：
目前，虫害孳生是造成储粮损失的重要原因，准确检测储粮害虫是安全储粮工作重要内容。储粮害虫声检测技术通过采集、分析粮堆中储粮害虫活动时发出的声音信号，可准确给出储粮害虫种群类别、分布密度、发育状态等信息，为储粮害虫早期防治提供科学依据。随着粮仓规模逐步扩大，人们对仓储管理要求逐步提高，现有储粮害虫声信号监测系统逐渐表现出以下不足I)系统采用有线网络连接各监测点，随着监测点数量增加，其布线、安装、维护、供电变得困难且成本急剧增加；2)系统仅能获取少量简单声信号特征参数，这些参数不能完全反映储粮害虫活动情况，难以满足研究人员的分析需要；3)系统的计算、存储、电能、带宽十分有限，难以实现声信号长期、连续、高速采集和大量米样数据实时、可靠传输。
发明内容本实用新型针对现有技术中随着监测点数量增加，其布线、安装、维护、供电变得困难且成本急剧增加；参数不能完全反映储粮害虫活动情况，难以满足研究人员的分析需要；难以实现声信号长期、连续、高速采集和大量采样数据实时、可靠传输的缺点，提供了一种基于物联网的害虫声信号实时监测系统。为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决基于物联网的害虫声信号实时监测系统，包括采集节点、簇首节点、汇聚节点和远程监控中心，所述的采集节点与簇首节点通过无线网络连接，汇聚节点与远程监控中心通过有线网络连接，簇首节点与簇内采集节点、汇聚节点与各簇首节点分别构成星形拓扑网络。作为优选，所述的采集节点、簇首节点、汇聚节点均包括主板模块和电源管理模块，电源管理模块向主板模块供电。作为优选，所述采集节点还包括无线通信模块和传感器模块，电源管理模块向无线通信模块和传感器模块供电，采集节点通过无线通信模块与簇首节点和汇聚节点无线连接。作为优选，所述的主板模块采用16位低功耗处理器PIC24FJ128GB210，内置无线通信模块接口、EEPROM存储器、JTAG调试接口、系统监控电路、传感器模块接口、RS232接口、实时时钟和电源管理模块接口。[0013]作为优选，无线通信模块通过无线通信模块接口与主板模块连接，传感器模块通过传感器模块接口与主板模块连接。作为优选，所述的无线通信模块采用MRF24J40MA。作为优选，所述的传感器模块包括声传感器探头、8路模拟开关和信号调理电路。作为优选，声传感器探头由声电转换电路、低通滤波电路和前置放大电路封装而成。按本实用新型技术方案，不仅实现了大规模粮仓内储粮害虫声信号的多点、远程、分布式采集和大量采样数据的无线、实时、可靠传输，而且无线网络技术的引入使得各采集节点的布线、安装、维护工作量大大减少。
图1是本实用新型的体系结构图。图2是采集节点的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述实施例1基于物联网的害虫声信号实时监测系统，如图1所示，包括采集节点1、簇首节点
2、汇聚节点3和远程监控中心,所述的采集节点I与簇首节点2通过Zigbee无线网络连接，汇聚节点3与远程监控中心通过有线网络连接，簇首节点2与簇内采集节点1、汇聚节点3与各簇首节点2分别构成星形拓扑网络。簇首节点2和汇聚节点3也可以通过Zigbee无线网络互连。所述的采集节点1、簇首节点2和汇聚节点3均包括主板模块和电源管理模块，电源管理模块向主板模块供电。如图2所示，所述采集节点I还包括无线通信模块和传感器模块，电源管理模块向无线通信模块和传感器模块供电，采集节点I通过无线通信模块与簇首节点2和汇聚节点3无线连接。所述的主板模块采用16位低功耗处理器PIC24FJ128GB210，内置无线通信模块接口、EEPROM存储器、JTAG调试接口、系统监控电路、传感器模块接口、RS232接口、实时时钟和电源管理模块接口。无线通信模块通过无线通信模块接口与主板模块连接，传感器模块通过传感器模块接口与主板模块连接。所述的无线通信模块采用MRF24J40MA。所述的传感器模块包括声传感器探头、8路模拟开关和信号调理电路。声传感器探头由声电转换电路、低通滤波电路和前置放大电路封装而成。上述无线通信模块接口由SPI和数字接口组成，传感器模块接口由ADC和数字接口组成。所述的电源管理模块主要由12VDC锂电池、锂电池充放电路、电池保护电路、电源电压变换电路、电量等参数监测电路、电压变换芯片TPS65010、锂电池电流、电压、电量等参数监测芯片BQ2052、锂电池过流、过压、过热保护芯片BQ29440构成。采集节点I利用无线通信模块的低功耗传感装置来采集粮仓中的粮堆内各监测点中害虫发出的声音，经过数据压缩后，利用Zigbee无线网络将压缩后的声音数据传输到簇首节点2，簇首节点2将来自多个采集节点I的数据汇总后，再通过Zigbee无线网络将汇总后的声音数据发送到汇聚节点3，然后汇聚节点3通过有线网络将声音数据传输到远程监控中心。远程监控中心通过串行电缆连接汇聚节点3，接收来自汇聚节点3数据，并根据用户需要对来自汇聚节点3的数据包进行分析、处理；解释、执行用户输入的网络状态监控、工作参数设定、故障诊断报警等控制指令。 总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
权利要求1.基于物联网的害虫声信号实时监测系统，包括采集节点(I)、簇首节点(2)、汇聚节点(3)和远程监控中心，其特征在于所述的采集节点(I)与簇首节点(2)通过无线网络连接，汇聚节点(3)与远程监控中心通过有线网络连接，簇首节点(2)与簇内采集节点(I)、汇聚节点(3)与各簇首节点(2)分别构成星形拓扑网络。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的害虫声信号实时监测系统，其特征在于所述的采集节点(I)、簇首节点(2)和汇聚节点(3)均包括主板模块和电源管理模块，电源管理模块向主板模块供电。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的害虫声信号实时检测系统，其特征在于所述采集节点(I)还包括无线通信模块和传感器模块，电源管理模块向无线通信模块和传感器模块供电，采集节点(I)通过无线通信模块与簇首节点(2)和汇聚节点(3)无线连接。
4.根据权利要求3所述的基于物联网的害虫声信号实时监测系统，其特征在于所述的主板模块采用16位低功耗处理器PIC24FJ128GB210，内置无线通信模块接口、EEPROM存储器、JTAG调试接口、系统监控电路、传感器模块接口、RS232接口、实时时钟和电源管理模块接口。
5.根据权利要求4所述基于物联网的害虫声信号实时监测系统，其特征在于无线通信模块通过无线通信模块接口与主板模块连接，传感器模块通过传感器模块接口与主板模块连接。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的害虫声信号实时监测系统，其特征在于所述的无线通信模块采用MRF24J40MA。
7.根据权利要求4所述的基于物联网的害虫声信号实时监测系统，其特征在于所述的传感器模块包括声传感器探头、8路模拟开关和信号调理电路。
8.根据权利要求7所述基于物联网的害虫声信号实时监测系统,其特征在于声传感器探头由声电转换电路、低通滤波电路和前置放大电路封装而成。
专利摘要本实用新型涉及害虫声信号实时监测系统，公开了一种基于物联网的害虫声信号实时监测系统，包括采集节点、簇首节点、汇聚节点和远程监控中心，所述的采集节点与簇首节点通过无线网络连接，汇聚节点与远程监控中心通过有线网络连接，簇首节点与簇内采集节点、汇聚节点与各簇首节点分别构成星形拓扑网络。本实用新型不仅实现了大规模粮仓内储粮害虫声信号的多点、远程、分布式采集和大量采样数据的无线、实时、可靠传输，而且无线网络技术的引入使得各采集节点的布线、安装、维护工作量大大减少。
文档编号G01N29/00GK202903738SQ20122056693
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者郭小华, 韩安太 申请人:杭州职业技术学院, 韩安太