一种基于温湿度传感器的森林环境远程检测系统的制作方法

本实用新型涉及一种森林温湿度检测装置，尤其涉及一种基于温湿度传感器的森林环境远程检测系统，属于智能环境温湿度检测领域。

背景技术：

森林是生态系统的主体,在全球碳循环中扮演这非常重要的角色。对森林生态非生物环境因子进行持续监测,进而阐明森林生态环境因子和森林生态系统的结构与功能之间的相互作用机制,可为森林的合理经营提供理论依据,为对森林生态效益进行科学计量和评价,为制定合理的环境政策具有十分重要的战略意义。 运用自组织网络的方式进行随机与格网相结合的方法,搭建了森林环境监测系统。描述了传感器节点的部署方法、数据路由协议及数据包内容,分析了在网络传输中数据缺失的原因和补偿的策略。通过多模态数据交叉测量与感知数据的综合认知技术,实现了对森林生态环境的连续时空多点协同监测。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于温湿度传感器的森林环境远程检测系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于温湿度传感器的森林环境远程检测系统，包含远程监控终端、路由节点以及多个用于检测环境温湿度的传感器节点，所述传感器节点的输出端连接路由节点的输入端，所述路由节点的输出端连接远程监控终端的输入端，所述传感器节点包含温湿度传感器、AD转换器、放大器、数据处理模块、DSP模块、无线信号发射器和电源管理器模块，所述温湿度传感器依次通过AD转换器、放大器连接数据处理模块，所述数据处理模块通过DSP模块连接无线信号发射器，所述电源管理器模块包括太阳能光板、升压电路、蓄电池、稳压器、比较器，所述太阳能光板通过依次连接的升压电路、蓄电池、稳压器连接传感器节点，用于提供传感器节点所需电能，所述比较器与蓄电池连接，用于检测蓄电池的电能。

作为本实用新型一种基于温湿度传感器的森林环境远程检测系统的进一步优选方案，所述远程监控终端包含数据接收模块、微控制器模块、显示模块、存储器模块、USB接口模块和上位机，所述数据接收模块、显示模块、存储器模块分别与微控制器模块连接，所述微控制器模块通过USB接口模块连接上位机。

作为本实用新型一种基于温湿度传感器的森林环境远程检测系统的进一步优选方案，所述温湿度传感器采用AM2301温湿度传感器。

作为本实用新型一种基于温湿度传感器的森林环境远程检测系统的进一步优选方案，所述数据处理模块采用AVR系列单片机。

作为本实用新型一种基于温湿度传感器的森林环境远程检测系统的进一步优选方案，所述无线信号发射器采用CMCC无线信号发射器。

作为本实用新型一种基于温湿度传感器的森林环境远程检测系统的进一步优选方案，所述升压电路包含包含变换器、电感、稳压管、第一电解电容、第二电解电容、第一电阻和第二电阻，第一电解电容的正极分别连接电感的一端和电太阳能光板的输出端，电感的另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接稳压管的正极和变换器的输入端，稳压管的负极分别连接第二电解电容的正极、变换器的输出端和开关的常闭端，开关的活动端与第二电阻串联后与蓄电池连接，第一电解电容的负极、第二电解电容的负极、变换器的接地端与地连接。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型通过将多个用于检测森林环境温湿度传感器组成一个传感器网络，便于更好的对大面积的森林环境进行检测和监控，采用AM2301温湿度传感器和AVR系列单片机有效地提高了数据采集及监控的精确度；

2、本实用新型的传感器节点采用太阳能供电，并且能够实时分析电池电压状态，达到智能化的对电池进行充电，有效地延长了节点的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是本实用新型的传感器节点的结构原理图；

图3是本实用新型远程监控终端的结构原理图；

图4是本实用新型传感器节点电源管理模块的结构原理图；

图5是本实用新型传感器节点电源管理模块的升压电路电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于温湿度传感器的森林环境远程检测系统，包含远程监控终端、路由节点以及多个用于检测环境温湿度的传感器节点，所述传感器节点的输出端连接路由节点的输入端，所述路由节点的输出端连接远程监控终端的输入端。本实用新型通过将多个用于检测森林环境温湿度传感器组成一个传感器网络，便于更好的对大面积的森林环境进行检测和监控，采用AM2301温湿度传感器和AVR系列单片机有效地提高了数据采集及监控的精确度。

如图2所示，所述传感器节点包含温湿度传感器、AD转换器、放大器、数据处理模块、DSP模块、无线信号发射器和电源管理器模块，所述温湿度传感器依次通过AD转换器、放大器连接数据处理模块，所述数据处理模块通过DSP模块连接无线信号发射器，所述温湿度传感器采用AM2301温湿度传感器，用于实时采集森林环境的温湿度参数，进而经过AD转换器、放大器的模数转换和放大处理进而上传至数据处理模块；数据处理模块将采集的森林温湿度参数经过DSP模块以及与其连接的无线信号发射器传输至路由节点，经过路由节点的汇总处理进而传输至远程监控终端。其中电源管理模块采用太阳能供电：如图4所示，所述电源管理器模块包括太阳能光板、升压电路、蓄电池、稳压器、比较器，所述太阳能光板通过依次连接的升压电路、蓄电池、稳压器连接传感器节点，用于提供传感器节点所需电能，所述比较器与蓄电池连接，用于检测蓄电池的电能，本实用新型的传感器节点采用太阳能供电，并且能够实时分析电池电压状态，达到智能化的对电池进行充电，有效地延长了节点的使用寿命。

如图3所示，所述远程监控终端包含数据接收模块、微控制器模块、显示模块、存储器模块、USB接口模块和上位机，所述数据接收模块、显示模块、存储器模块分别与微控制器模块连接，所述微控制器模块通过USB接口模块连接上位机。所述数据接收模块用于接收路由节点发送的森林温湿度参数，所述微控制器模块接收到传感器节点采集的森林温湿度参数，进而通过显示模块实时显示森林的温湿度参数，存储器实时存储森林的温湿度参数。

如图5所示，所述升压电路包含包含变换器、电感、稳压管、第一电解电容、第二电解电容、第一电阻和第二电阻，第一电解电容的正极分别连接电感的一端和电太阳能光板的输出端，电感的另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接稳压管的正极和变换器的输入端，稳压管的负极分别连接第二电解电容的正极、变换器的输出端和开关的常闭端，开关的活动端与第二电阻串联后与蓄电池连接，第一电解电容的负极、第二电解电容的负极、变换器的接地端与地连接。

所述温湿度传感器采用AM2301温湿度传感器，所述数据处理模块采用AVR系列单片机。

所述无线信号发射器采用CMCC无线信号发射器。AM2301数字温湿度传感器采用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。AM2301的供电电压为 5 V，为4针单排引脚封装。传感器上电之后，要等待1 s以越过不稳定状态，在此期间无需发送任何指令。AM2301的引脚2为数据线DATA，用于CC2530与AM2301之间的通讯和同步，采用单总线数据格式，测量精度分别为温度16bit，湿度16bit.

AVR单片机具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行；多累加器型，数据处理速度快；AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行；中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断；AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况，WDT关闭时为100nA，更适用于电池供电的应用设备；有的器件最低1.8 V即可工作；AVR单片机保密性能好。

综上所述，本实用新型通过将多个用于检测森林环境温湿度传感器组成一个传感器网络，便于更好的对大面积的森林环境进行检测和监控，采用AM2301温湿度传感器和AVR系列单片机有效地提高了数据采集及监控的精确度；本实用新型的传感器节点采用太阳能供电，并且能够实时分析电池电压状态，达到智能化的对电池进行充电，有效地延长了节点的使用寿命。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

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。上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。