一种监测植物生长环境的无线传感器网络的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及植物栽培领域，尤其是一种监测植物生长环境的无线传感器网络。
【背景技术】
[0002]随着植物工厂的理念日益受到广泛关注，有关植物工厂内部的设施园艺与计算机科学等学科领域的结合日益加深。如能设计适当的无线传感器网络来检测植物生长环境，将能更好地研究植物生长环境。
【发明内容】
[0003]本发明提出一种监测植物生长环境的无线传感器网络，针对植物生长栽培环境设计网络节点，能可靠地检测植物生长环境。
[0004]本发明采用以下技术方案。
[0005]—种监测植物生长环境的无线传感器网络，所述无线传感器网络包括传感器节点、协调器节点和服务器接收端;所述传感器节点布设于植物生长环境中，所述传感器节点与协调器节点间通过基于Z-Stack协议桟的无线网络进行连接，所述协调器节点经轮询传感器节点获取植物生长环境信息，并经串口把数据传输至服务器接收端。
[0006]所述传感器节点包括传感元件电路、电源、单总线电路和传感器控制电路，所述传感元件电路经单总线电路与传感器控制电路相连，所述传感器控制电路经网络与协调器节点连接。
[0007]所述传感器控制电路包括CC2530核心板。
[0008]所述传感元件电路包括土壤温度检测电路、土壤湿度检测电路、光强度检测电路。
[0009]所述传感器节点的电源为纽扣电池。
[0010]所述协调器节点包括复位电路、电源、LED指示灯和协调器控制电路，所述协调器节点经协调器控制电路与服务器接收端相连。
[0011 ]所述协调器控制电路包括CC2530核心板。
[0012]所述电源均为供电电压3.3V的电源。
[0013]当协调器节点与服务器接收端距离超出串口直连电缆的传输范围时，协调器节点经串口通过RS485协议转换器把数据传输至服务器接收端。
[0014]本发明通讯系统的无线网络基于基于Z-Stack协议桟，Z-Stack是ZigBee无线网络协议的具体体现，ZigBee无线网络为典型的自组织网，能以动态路由方式进行网状网通信，即使网络中的部分节点出现故障，网络仍能自动获取新的数据传输路径，不影响数据传输，在本发明中，传感器节点与协调器节点间通过基于Z-Stack协议桟的无线网络进行连接，这使得每一节点均成为无线通讯系统的通讯节点，有效提升了通讯系统的可靠性，即使某一节点出现故障无法进行通讯，其它节点仍能作为通讯节点进行通讯，使得本发明所述的传感器网络的网络通讯不受影响。
[0015]本发明中的各节点以无线方式进行通讯，施工时无需大量敷设电缆，工程受种植物和外部种植设备的影响很小。
[0016]本发明各节点的控制电路中均包括CC2530核心板，CC2530能实现超低功耗的无线传输，使得本发明的所消耗的电功率很小，可以采用3.3V的低电压供电，既节约了电力，也不会因高电压造成人身危害。
[0017]本发明中，传感器节点的电源为纽扣电池，该设计减小了传感器节点的体积，使得传感器节点易于布设。
[0018]本发明采用基于Z-Stack协议栈的ZigBee无线网络，其组网成本较低，网络容量大，因此在同等投资下，可以在待监测环境中投放更多节点，提升传感器网络对环境的监测能力。
[0019]本发明中，当协调器节点与服务器接收端距离超出串口直连电缆的传输范围时，协调器节点经串口通过RS485协议转换器把数据传输至服务器接收端。这拓展了本发明的组网规模，使得本发明所述网络能对范围更广的植物生长环境进行监测。
【附图说明】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步详细的说明:
附图1是本发明所述网络的拓扑示意图；
附图2是本发明所述网络内CC2530核心板的电路示意图；
附图3是本发明所述网络内串口的电路示意图；
附图4是本发明所述网络内土壤温度传感器的电路示意图；
附图5是本发明所述网络内土壤湿度传感器的电路示意图；
附图6是本发明所述网络内光强度检测电路的电路示意图；
图中:100-服务器;101-协调器节点；102-传感器节点；103-光强度检测电路；104-土壤湿度传感器;105-土壤温度传感器。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，一种监测植物生长环境的无线传感器网络，所述无线传感器网络包括传感器节点102、协调器节点101和服务器接收端100;所述传感器节点102布设于植物生长环境中，所述传感器节点102与协调器节点101间通过基于Z-Stack协议栈的无线网络进行连接，所述协调器节点101经轮询传感器节点102获取植物生长环境信息，并经串口把数据传输至服务器接收端100。
[0022]所述传感器节点102包括传感元件电路、电源、单总线电路和传感器控制电路，所述传感元件电路经单总线电路与传感器控制电路相连，所述传感器控制电路经网络与协调器节点101连接。
[0023]所述传感器控制电路包括CC2530核心板。
[0024]所述传感元件电路包括土壤温度检测电路105、土壤湿度检测电路104、光强度检测电路103。
[0025]所述传感器节点102的电源为纽扣电池。
[0026]所述协调器节点101包括复位电路、电源、LED指示灯和协调器控制电路，所述协调器节点101经协调器控制电路与服务器接收端100相连。
[0027]所述协调器控制电路包括CC2530核心板。
[0028]所述电源均为供电电压3.3V的电源。
[0029]当协调器节点与服务器接收端距离超出串口直连电缆的传输范围时，协调器节点经串口通过RS485协议转换器把数据传输至服务器接收端。
[0030]实施例:
施工人员在种植场地处设置协调器节点101，并在植物生长环境中布设传感器节点102，把传感器节点10 2的土壤温度检测电路10 5、土壤湿度检测电路104、光强度检测电路103分别放于监测位置，把传感器节点102以无线方式与协调器节点101进行互联，协调器节点101以串口方式连接至服务器接收端100，启动系统后，协调器节点101经轮询传感器节点102获取植物生长环境信息，并经串口把数据传输至服务器接收端100。
【主权项】
1.一种监测植物生长环境的无线传感器网络，其特征在于:所述无线传感器网络包括传感器节点、协调器节点和服务器接收端;所述传感器节点布设于植物生长环境中，所述传感器节点与协调器节点间通过基于z-stack协议桟的无线网络进行连接，所述协调器节点经轮询传感器节点获取植物生长环境信息，并经串口把数据传输至服务器接收端。2.根据权利要求1所述的一种监测植物生长环境的无线传感器网络，其特征在于:所述传感器节点包括传感元件电路、电源、单总线电路和传感器控制电路，所述传感元件电路经单总线电路与传感器控制电路相连，所述传感器控制电路经网络与协调器节点连接。3.根据权利要求2所述的一种监测植物生长环境的无线传感器网络，其特征在于:所述传感器控制电路包括CC2530核心板。4.根据权利要求2所述的一种监测植物生长环境的无线传感器网络，其特征在于:所述传感元件电路包括土壤温度检测电路、土壤湿度检测电路、光强度检测电路。5.根据权利要求2所述的一种监测植物生长环境的无线传感器网络，其特征在于:所述传感器节点的电源为纽扣电池。6.根据权利要求1所述的一种监测植物生长环境的无线传感器网络，其特征在于:所述协调器节点包括复位电路、电源、LED指示灯和协调器控制电路，所述协调器节点经协调器控制电路与服务器接收端相连。7.根据权利要求6所述的一种监测植物生长环境的无线传感器网络，其特征在于:所述协调器控制电路包括CC2530核心板。8.根据权利要求2或6所述的一种监测植物生长环境的无线传感器网络，其特征在于:所述电源均为供电电压3.3V的电源。9.根据权利要求1所述的一种监测植物生长环境的无线传感器网络，其特征在于:当协调器节点与服务器接收端距离超出串口直连电缆的传输范围时，协调器节点经串口通过RS485协议转换器把数据传输至服务器接收端。
【专利摘要】本发明公开了一种监测植物生长环境的无线传感器网络，所述无线传感器网络包括传感器节点、协调器节点和服务器接收端；所述传感器节点布设于植物生长环境中，所述传感器节点与协调器节点间通过基于Z-Stack协议栈的无线网络进行连接，所述协调器节点经轮询传感器节点获取植物生长环境信息，并经串口把数据传输至服务器接收端。本发明针对植物生长栽培环境设计网络节点，能可靠地检测植物生长环境。
【IPC分类】G01D21/02, H04L29/08, H04W84/18, G06Q50/02
【公开号】CN105451371
【申请号】CN201510755703
【发明人】林魁, 林伟青, 高山, 黄枝, 张中萍
【申请人】福建农林大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月10日