一种基于无线传感的农田温湿度监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于无线传感的农田温湿度监测系统，包括N个传感节点和1个汇聚节点，将农田划分为N个子区域，每个子区域内布置1个传感节点，传感节点包括传感节点控制器以及分别与之连接的温湿度传感器、温湿度调节器、北斗定位单元和传感节点通信单元，汇聚节点包括汇聚节点控制器以及分别与之连接的汇聚节点通信单元和GPRS单元，每个传感节点通信单元均与汇聚节点通信单元建立无线连接，从而实现各传感节点与汇聚节点的数据传输，汇聚节点控制器通过GPRS单元与监控中心进行数据传输。本实用新型采用无线传感技术，实现了农田的无线监测，克服了传统有线监测布线难度大、成本高，系统可靠性和灵活性差等缺点。
【专利说明】
一种基于无线传感的农田温湿度监测系统
技术领域
[0001]本实用新型属于无线传感技术领域，特别涉及了一种基于无线传感的农田温湿度监测系统。
【背景技术】
[0002]农业是人类赖以生存和发展的基础产业，我国由于过去认识上的局限性，把以机械电气和化工水利技术为主的“石油农业”或者“工业化农业”认为是现代农业，而忽略了其带来的环境、资源以及生态等方面的影响，不满足当前可持续发展的要求。现阶段，精细农业成为各国研究和讨论的热点，“精细农业”的思想已经得到了全世界范围内的广泛认可并形成了自己的技术体系。精细农业首先由美国农学家在上世纪90年代提出并开展起来的。随着全球定位系统GPS、地理信息系统GIS、连续数据采集传感器CDS、遥感RS、变率处理设备VRT和决策支持系统DSS等技术的发展，精准农业在西方发达国家勃然兴起。
[0003]我国作为世界上最大的发展中国家和传统的农业大国，农业信息技术有着巨大的应用空间和广阔的发展前景。在农业生产过程中，采集和处理作物生理信息和环境信息是实施精细农业的基础，它处在整个过程的前端，能为正确的处理和决策提供必要可靠的数据，因此，通过各种手段全面而有效的采集和传输各类信息是农业科学生产的保障和基础。
[0004]农田信息采集系统数据采集量大，传统有线网络成本高并且对传输距离、安全性、布线要求较高，大面积使用会给农田耕作带来不必要的麻烦，且长时间的风吹雨淋，易使线路老化损坏，整个系统的可靠性较差。
【实用新型内容】
[0005]为了解决上述【背景技术】提出的技术问题，本实用新型旨在提供一种基于无线传感的农田温湿度监测系统，采用无线传感、组网技术，实现了农田的无线监测，克服了传统有线监测布线难度大、成本高，系统可靠性和灵活性差等缺点。
[0006]为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案为:
[0007]—种基于无线传感的农田温湿度监测系统，包括N个传感节点和I个汇聚节点，将农田划分为N个子区域，每个子区域内布置I个传感节点，所述传感节点包括传感节点控制器以及分别与之连接的温湿度传感器、温湿度调节器、北斗定位单元和传感节点通信单元，所述汇聚节点包括汇聚节点控制器以及分别与之连接的汇聚节点通信单元和GPRS单元，每个传感节点通信单元均与汇聚节点通信单元建立无线连接，从而实现各传感节点与汇聚节点的数据传输，汇聚节点控制器通过GPRS单元与监控中心进行数据传输;设置在各子区域内的温湿度传感器检测该子区域内的温湿度信息，同时北斗定位单元采集位置信息和授时信息，通过传感节点通信单元将温湿度信息、位置信息和授时信息发送给汇聚节点，汇聚节点通过GPRS单元将接收到的各子区域的温湿度信息、位置信息和授时信息发送给监控中心，同时汇聚节点控制器根据接收到的各子区域的温湿度信息生成调节指令并发送给对应的传感节点，传感节点控制器根据接收到的调节指令控制温湿度调节器运转，实现各子区域的温湿度调节。
[0008]基于上述技术方案的优选方案，所述温湿度传感器的型号为SHT11。
[0009]基于上述技术方案的优选方案，所述北斗定位单元采用UM220芯片。
[0010]基于上述技术方案的优选方案，所述传感节点通信单元和汇聚节点通信单元均采用CCllOO芯片。
[0011]基于上述技术方案的优选方案，所述传感节点控制器和汇聚节点控制器均采用C8051F930芯片。
[0012]采用上述技术方案带来的有益效果:
[0013]本实用新型采用无线传感技术，将整个农田区域划分成若干子区域，在每个子区域布置传感节点，并通过汇聚节点实现数据的汇聚和指令的发送，省去了有线监测系统布线的麻烦，而且每个子区域的节点互不影响，即使某个子区域节点发生故障，也不影响整个系统的正常工作，提高了系统的可靠性和灵活性。本实用新型提高了农田的自动化管理能力，节约了人力资源。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的系统组成框图。
【具体实施方式】
[0015]以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。
[0016]如图1所示，一种基于无线传感的农田温湿度监测系统，包括N个传感节点和I个汇聚节点，将农田划分为N个子区域，每个子区域内布置I个传感节点，所述传感节点包括传感节点控制器以及分别与之连接的温湿度传感器、温湿度调节器、北斗定位单元和传感节点通信单元，所述汇聚节点包括汇聚节点控制器以及分别与之连接的汇聚节点通信单元和GPRS单元，每个传感节点通信单元均与汇聚节点通信单元建立无线连接，从而实现各传感节点与汇聚节点的数据传输，汇聚节点控制器通过GPRS单元与监控中心进行数据传输。
[0017]在本实施例中，温湿度传感器的型号为SHTlI。北斗定位单元采用UM220芯片。传感节点通信单元和汇聚节点通信单元均采用CCl 100芯片。传感节点控制器和汇聚节点控制器均采用C8051F930芯片。
[0018]本实用新型的工作原理:
[0019]将整个待监测的农田区域划分为N个子区域，在每个子区域内布置I个传感节点，每个传感节点内的温湿度传感器检测该子区域内的温湿度信息，传感节点内的北斗定位单元获取该区域的位置信息和当前的时间信息，各个子区域的温湿度信息、位置信息、时间信息通过传感节点通信单元汇聚到汇聚节点，汇聚节点再将接收到的各子区域的温湿度信息、位置信息、时间信息通过GPRS单元，以语音、邮件和短消息等形式上传给监控中心。同时，汇聚节点控制器将接收到的各子区域的温湿度信息与预设的温湿度阈值相比较，若判断出某个子区域的温湿度值不在预设的正常范围内时，汇聚节点控制器生成相应的调节指令并发送给对应的传感节点，传感节点控制器接收到的调节指令后，控制温湿度调节器工作，从而保证该子区域内的温湿度回到正常水平。
[0020]以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于无线传感的农田温湿度监测系统，其特征在于:包括N个传感节点和I个汇聚节点，将农田划分为N个子区域，每个子区域内布置I个传感节点，所述传感节点包括传感节点控制器以及分别与之连接的温湿度传感器、温湿度调节器、北斗定位单元和传感节点通信单元，所述汇聚节点包括汇聚节点控制器以及分别与之连接的汇聚节点通信单元和GPRS单元，每个传感节点通信单元均与汇聚节点通信单元建立无线连接，从而实现各传感节点与汇聚节点的数据传输，汇聚节点控制器通过GPRS单元与监控中心进行数据传输;设置在各子区域内的温湿度传感器检测该子区域内的温湿度信息，同时北斗定位单元采集位置信息和授时信息，通过传感节点通信单元将温湿度信息、位置信息和授时信息发送给汇聚节点，汇聚节点通过GPRS单元将接收到的各子区域的温湿度信息、位置信息和授时信息发送给监控中心，同时汇聚节点控制器根据接收到的各子区域的温湿度信息生成调节指令并发送给对应的传感节点，传感节点控制器根据接收5 Ij的调节指令控制温湿度调节器运转，实现各子区域的温湿度调节。2.根据权利要求1所述一种基于无线传感的农田温湿度监测系统，其特征在于:所述温湿度传感器的型号为SHT11。3.根据权利要求1所述一种基于无线传感的农田温湿度监测系统，其特征在于:所述北斗定位单元采用UM220芯片。4.根据权利要求1所述一种基于无线传感的农田温湿度监测系统，其特征在于:所述传感节点通信单元和汇聚节点通信单元均采用CCl 100芯片。5.根据权利要求1所述一种基于无线传感的农田温湿度监测系统，其特征在于:所述传感节点控制器和汇聚节点控制器均采用C8051F930芯片。
【文档编号】G01D21/02GK205719105SQ201620627968
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】王超
【申请人】南京信息工程大学