一种基于无线传感器网络干燥箱监测装置的制作方法

本发明属于无线传感器网络技术领域，具体涉及一种基于无线传感器网络干燥箱监测装置。

背景技术：

无线传感器网络(WSN)属于多学科交叉领域，该技术可以形成多条无线网络系统通过网络协议与控制结构自动转发数据信息。该微型传感器的节点具有3种能力：采集信息能力、计算能力和通信能力。由于无线传感器网络具有突出的数据获取和处理能力，因此广泛应用在军事、防爆、救灾、环境、医疗、家居及工业等领域。

近些年来，MEMS(微机电系统)技术、无线通信技术、SOC(片上系统)技术和嵌入式低功耗技术得到了快速的发展，无线传感器网络作为一种新型的传感器网络也日趋完善。无线传感器网络属于一个多学科交叉的热点领域，并以802.15.4为其标准。该技术借助网络协议与控制结构，同时利用节点的采集信息能力、计算能力和通信能力，可以自动形成转发数据信息的多跳无线网络系统。微型传感器节点的目的在于可以协作地感知采集数据并处理网络覆盖区域中所采集的信息，最后发送到电子终端进行复杂的计算或其它数据处理。

苜蓿干燥过程的进程和干燥品质与干燥箱内温湿度场分布有关。研究干燥箱内温湿度分布规律时，采用有线连接传感器网络涉及到在干燥箱上打孔穿电缆的问题，需要多种传感器；而多点测试时，有线传感器网络会引起干燥室密闭程度低、保温性差，造成漏气、能量损耗大等问题，从而对干燥过程产生一定影响，并影响到试验数据的准确性与严谨性。

同时，目前常用的无线传感器网络多为星形拓扑结构，结构简单，但节点传输距离有限且信号无法穿越障碍物，又因汇聚节点待处理信息量大、功耗高等问题，分散的汇聚节点之间仍采用有线方式连接，布线繁琐，因此仍无法充分体现无线网络的优势。

因此，设计一种基于无线传感器网络干燥箱监测装置解决现有技术中苜蓿太阳能干燥过程中有线连接传感器网络涉及到在干燥箱上打孔穿电缆的问题，需要多种传感器；而多点测试时，有线传感器网络会引起干燥室密闭程度低、保温性差，造成漏气、能量损耗大等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于无线传感器网络干燥箱监测装置，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干燥箱监测装置，包括无线传感器节点、汇聚节点、无线通讯模块和远程任务管理器，所述无线传感器节点包括普通节点和异构节点，所述普通节点和异构节点交替排列与汇聚节点无线连接，所述无线通讯模块与汇聚节点电性连接，所述远程任务管理器与无线通讯模块无线连接，所述远程任务管理器分别连接有用户终端和数据存储器。

优选的，所述无线传感器节点由电源、传感器、A/D转换模块、数据处理单元、处理传输单元、报警单元和通信单元，所述传感器、A/D转换模块、数据处理单元、处理传输单元、报警单元和通信单元均与电源电性连接，所述传感器通过A/D转换模块与数据处理单元电性连接，所述处理传输单元与报警单元电性连接，所述通信单元内设有无线收发器，所述通信单元与汇聚节点无线连接。

优选的，所述数据处理单元内设有微处理器和存储器，所述微处理器和存储器电性连接。

优选的，所述传感器至少包括温度传感器、湿度传感器、重量传感器和二氧化碳传感器。

优选的，所述汇聚节点由电源管理装置、移动硬盘、存储单元、LCD显示屏、无线通讯模块和单片机组成，所述电源管理装置、移动硬盘、存储单元、LCD显示屏和无线通讯模块均与单片机电性连接。

本发明的技术效果和优点：该基于无线传感器网络干燥箱监测装置，与传统的红外无线传感器监测装置相比，本发明提出了一种基于异构无线网络拓扑结构的温度监测系统，在普通节点与汇聚节点间加入异构节点，增强了发射接收能力，扩大了无线传输距离，且汇聚节点位置集中便于接线，这种拓扑结构大大减少了布线，节约成本，便于安装维护；汇聚节点是指能够感知信息的接受者和应用者，人、计算机或者其他设备都可以作为汇聚节点。在网内，作为信息收集点或控制者汇聚节点可以被授权监听和处理网络的时间消息和数据，还可以向网络发送查询请求或派发任务；在网外，作为中继或网关可以链接到远端控制单元和用户借助各种有线或无线链路，从而实现外界的控制单元与用户进行信息交换的功效；本发明对于干燥箱性能测试的无线传感器网络，需要采集环境及干燥箱内部温湿度变化、进风口及出风口等处风速风量及其含水量变化的数量依据，因此选择温湿度传感器、称重传感器和风速传感器，将每个传感器与A/D转换器相连接，经过信号转换处理后发送到数据处理单元，再通过无线收发器将数据信号发送到接收信号处理器中，最后传输到电脑中做数据的存储和处理。

附图说明

图1为本发明的模块示意图；

图2为本发明的无线传感器节点模块示意图；

图3为本发明的汇聚节点结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-3所示的一种基于无线传感器网络干燥箱监测装置，包括无线传感器节点、汇聚节点、无线通讯模块和远程任务管理器，所述无线传感器节点由电源、传感器、A/D转换模块、数据处理单元、处理传输单元、报警单元和通信单元，所述传感器、A/D转换模块、数据处理单元、处理传输单元、报警单元和通信单元均与电源电性连接，所述传感器通过A/D转换模块与数据处理单元电性连接，所述数据处理单元内设有微处理器和存储器，所述传感器至少包括温度传感器、湿度传感器、重量传感器和二氧化碳传感器，所述微处理器和存储器电性连接，所述处理传输单元与报警单元电性连接，所述通信单元内设有无线收发器，所述通信单元与汇聚节点无线连接，所述无线传感器节点包括普通节点和异构节点，所述普通节点和异构节点交替排列与汇聚节点无线连接，所述汇聚节点由电源管理装置、移动硬盘、存储单元、LCD显示屏、无线通讯模块和单片机组成，所述电源管理装置、移动硬盘、存储单元、LCD显示屏和无线通讯模块均与单片机电性连接，所述无线通讯模块与汇聚节点电性连接，所述远程任务管理器与无线通讯模块无线连接，所述远程任务管理器分别连接有用户终端和数据存储器。

工作原理：WSN网络的目标检测区域中布置多个传感器节点，通过自组织方式形成网络。传感器节点采集到信息，经过简单处理后，发送至汇聚节点，终端用户通过因特网或卫星通信接收信息。用户可对网络进行管理并布置任务，也可通过与上述相反的过程将控制信息发送至传感器节点，从而实现对传感器节点的监测和控制。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。