一种基于无线传感器网络的红树林生长状况监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于无线传感器网络的红树林生长状况监测系统，包括无线传感器网络用于实时采集红树林图像数据的图像采集节点、路由节点、协调器节点与上位机，其中无线传感器网络图像采集节点的输出端与路由节点的输入端通过自组网方式的无线RF连接，无线传感器网络路由节点的最终输出端与协调器节点的输入端通过自组网方式的无线RF连接，协调器节点的输出端与上位机的输入端连接。
【专利说明】
一种基于无线传感器网络的红树林生长状况监测系统
技术领域
[0001]本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种基于无线传感器网络的红树林生长状况监测系统。【背景技术】
[0002]在雷州半岛海滩上，生长着耐盐、繁茂的红树林植物群落，构成了特殊的生物海岸。由于红树林植物的葱郁树冠，特殊的根系，以及林间的枯枝落叶，既抑制了风暴潮对海岸侵蚀，又阻滞涨落潮水流，促使泥沙堆积，岸滩淤涨。红树林是海岸的眼睛，透过它可以看到海岸的心脏。
[0003]红树林对生长环境的要求比较严格，所以可根据其生长情况来反映海岸的健康情况。现有技术中，一般通过人工巡逻的方式来获知红树林的生长情况，这种方式的工作效率低，不符合智能化、自动化的技术发展潮流。
【发明内容】
[0004]本发明为解决以上现有技术的缺陷，提供了一种基于无线传感器网络的红树林生长状况监测系统，通过使用该系统能够采集红树林实时的图像数据并将图像数据传输至上位机，技术人员根据上位机显示的图像，即可获知红树林的生长情况。进而评估红树林海岸健康状况。这种方式与现有技术相比，具有工作效率高、节约工作量的优点，且其智能化、自动化的程度得到了大大的提高。
[0005]为实现以上发明目的，采用的技术方案是:
[0006]—种基于无线传感器网络的红树林生长状况监测系统，包括用于实时采集红树林图像数据的无线传感器网络图像采集节点、路由节点、协调器节点与上位机，其中图像采集节点的输出端与无线传感器网络路由节点的输入端通过无线链路建立连接，无线传感器网络路由节点的输出端与协调器节点的输入端通过无线链路建立连接，协调器节点的输出端与上位机的输入端通过无线链路建立连接。[〇〇〇7]上述方案中，图像采集节点采集红树林的图像数据并将采集的图像数据通过无线传感器网络路由节点与协调器节点输送至上位机，技术人员根据上位机显示结果，即可获知红树林的生长状况。
[0008]优选地，所述无线传感器网络路由节点包括路由节点1、路由节点2、路由节点 3、…、路由节点n，其中路由节点1的输出端通过路由节点2、路由节点3、…、路由节点n-1与路由节点n的输入端建立连接;路由节点1、路由节点2、路由节点3、…、路由节点n中，相邻的两个节点间通过无线链路建立连接;路由节点1的输入端与图像采集节点的输出端通过无线链路建立连接，路由节点n的输出端与协调器节点的输入端通过无线链路建立连接。
[0009]图像采集节点采集的图像数据通过路由节点1、路由节点2、路由节点3、…、路由节点n以接力通信的方式上传至协调器节点。[〇〇1〇]优选地，所述红树林生长状况监测系统内包含的图像采集节点的数量为多个，分别为无线传感器网络图像采集节点1、图像采集节点2、图像采集节点3、…、图像采集节点n， 图像采集节点1、图像采集节点2、图像采集节点3、…、图像采集节点n的输出端通过无线链路与路由节点1的输入端建立连接。[〇〇11]优选地，所述图像采集节点包括图像采集模块、控制模块、RF模块、电源模块，其中图像采集模块的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与RF模块的输入端连接，RF模块与路由节点1的输入端建立连接；电源模块向图像采集模块、控制模块和RF模块供电。图像采集模块用于采集红树林的图像数据，并将图像数据传输至控制模块，控制模块将图像数据通过RF模块、无线传感器网络路由节点、协调节点传输至上位机，供技术人员进行参考。
[0012]优选地，所述图像采集节点还包括有存储模块，存储模块与控制模块连接，电源模块向存储模块供电。存储模块用于存储图像采集模块拍摄的图像数据。
[0013]优选地，所述上位机包括主控制器、显示模块和RF模块，其中主控制器的输入端通过RF模块与协调器节点的输出端建立连接，主控制器的输出端与显示器的输入端连接。主控制器接收到图像采集节点采集的图像数据后，将图像数据通过显示模块进行显示。
[0014]优选地，所述上位机还包括有键盘模块，键盘模块与主控制器连接。所述键盘模块用于向主控制器下发进行拍摄的命令，主控制器通过协调器节点、无线传感器网络路由节点将该命令输送至图像采集节点的控制模块，控制模块根据命令控制图像采集模块进行图像数据的采集。[〇〇15]优选地，所述上位机还包括有存储模块，存储模块与主控制器连接。存储模块用于存储上位机接收到的图像数据。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0017]使用本发明提供的系统能够采集红树林实时的图像数据并将图像数据无线传输至上位机，技术人员根据上位机显示的图像，即可获知红树林的生长情况。这种方式与现有技术相比，具有工作效率高、节约工作量的优点，且其智能化、自动化的程度得到了大大的提尚。【附图说明】
[0018]图1为系统的结构示意图。
[0019]图2为图像采集节点的结构示意图。
[0020]图3为上位机的结构示意图。[0021 ]图4为电源模块的结构示意图。【具体实施方式】
[0022]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；[〇〇23]以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。[〇〇24] 实施例1
[0025]如图1所示，红树林生长状况监测系统包括用于实时采集红树林图像数据的无线传感器网络图像采集节点、路由节点、协调器节点与上位机，其中图像采集节点的输出端与无线传感器网络路由节点的输入端通过无线链路建立连接，无线传感器网络路由节点的输出端与协调器节点的输入端通过无线链路建立连接，协调器节点的输出端与上位机的输入端通过无线链路建立连接。
[0026]上述方案中，图像采集节点采集红树林的图像数据并将采集的图像数据通过无线传感器网络路由节点与协调器节点输送至上位机，技术人员根据上位机显示结果，即可获知红树林的生长状况。
[0027]其中，如图1所示，无线传感器网络路由节点包括路由节点1、路由节点2、路由节点 3、…、路由节点/3，其中路由节点1的输出端通过路由节点2、路由节点3、…路由节点n-1与路由节点n的输入端建立连接;路由节点1、路由节点2、路由节点3、…、路由节点n中，相邻的两个节点间通过无线链路建立连接;路由节点1的输入端与图像采集节点的输出端通过无线链路建立连接，路由节点n的输出端与协调器节点的输入端通过无线链路建立连接。图像采集节点采集的图像数据通过路由节点1、路由节点2、路由节点3、…、路由节点n以接力通信的方式上传至协调器节点。
[0028]本实施例中，如图1所示，红树林生长状况监测系统内包含的图像采集节点的数量为多个，分别为图像采集节点1、图像采集节点2、图像采集节点3、…、图像采集节点n，图像采集节点1、图像采集节点2、图像采集节点3、…、图像采集节点/2的输出端通过无线链路与路由节点1的输入端连接。
[0029]其中，如图2所示，图像采集节点包括图像采集模块、控制模块、RF模块、电源模块， 其中图像采集模块的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与RF模块的输入端连接，RF模块与路由节点1的输入端建立连接；电源模块向图像采集模块、控制模块和RF 模块供电。图像采集模块用于采集红树林的图像数据，并将图像数据传输至控制模块，控制模块将图像数据通过RF模块、无线传感器网络路由节点、协调节点传输至上位机，供技术人员进行参考。本实施例中，如图2所示，所述图像采集节点还包括有存储模块，存储模块与控制模块连接，电源模块向存储模块供电。存储模块用于存储图像采集模块拍摄的图像数据。
[0030]本实施例中，如图4所示，电源模块包括电源和开关，电源通过开关分别向图像采集模块、控制模块、存储模块、RF模块供电。开关用于使电源与图像采集模块、控制模块、存储模块、RF模块进行连接或断开连接，通过控制电源的供电与否来控制图像采集节点的开始运行或停止运行。
[0031]其中电源为清洁电源，如图4所示，其包括太阳能电池板、可充电电容器组、可充电电池和电源管理模块;其中太阳能电池板的输出端接可充电电容器组的一端，可充电电容器组的另一端与电源管理模块的输入端连接，电源管理模块的两个输出端分别与可充电电池、开关连接。
[0032]电源的工作原理如下:太阳能电池板将照射到其上的太阳能转换成电能，存储于可充电电容器组中，可充电电容器组一方面经过电源管理模块直接给图像采集装置供电， 一方面将多余的电能存储在可充电电池内；若太阳能电池板工作正常，可充电电容器组处于充满状态，电源管理模块为可充电电池充电，若太阳能电池板工作不正常，而且可充电电容器组处于过放电状态，电源管理模块停止向可充电电池充电，并选择可充电电池作为电源为图像采集节点供电。[〇〇33]本实施例中，如图3所示，所述上位机包括主控制器、显示模块和RF模块，其中主控制器的输入端通过RF模块与协调器节点的输出端建立连接，主控制器的输出端与显示器的输入端连接。主控制器接收到图像采集节点采集的图像数据后，将图像数据通过显示模块进行显示。本实施例中，所述上位机还包括有键盘模块，键盘模块与主控制器连接。所述键盘模块用于向主控制器下发进行拍摄的命令，主控制器通过协调器节点、无线传感器网络路由节点将该命令输送至图像采集节点的控制模块，控制模块根据命令控制图像采集模块进行图像数据的采集。
[0034]本实施例中，如图3所示，所述上位机还包括有存储模块，存储模块与主控制器连接。存储模块用于存储上位机接收到的图像数据。
[0035]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于无线传感器网络的红树林生长状况监测系统，其特征在于:包括用于实时 采集红树林图像数据的无线传感器网络图像采集节点、路由节点、协调器节点与上位机，其 中图像采集节点的输出端与无线传感器网络路由节点的输入端通过无线链路建立连接，无 线传感器网络路由节点的输出端与协调器节点的输入端通过无线链路建立连接，协调器节 点的输出端与上位机的输入端通过无线链路建立连接。2.根据权利要求1所述的红树林生长状况监测系统，其特征在于:所述无线传感器网络 路由节点包括路由节点1、路由节点2、路由节点3、…、路由节点n，其中路由节点1的输出端 通过路由节点2、路由节点3、…、路由节点n-1与路由节点n的输入端建立连接;路由节点1、 路由节点2、路由节点3、…、路由节点n中，相邻的两个节点间通过无线链路建立连接;路由 节点1的输入端与图像采集节点的输出端通过无线链路建立连接，路由节点n的输出端与协 调器节点的输入端通过无线链路建立连接。3.根据权利要求2所述的红树林生长状况监测系统，其特征在于:所述红树林生长状况 监测系统内包含的图像采集节点的数量为多个，分别为无线传感器网络图像采集节点1、图 像采集节点2、图像采集节点3、…、图像采集节点n，图像采集节点1、图像采集节点2、图像采 集节点3、…、图像采集节点n的输出端通过无线链路与路由节点1的输入端建立连接。4.根据权利要求3所述的红树林生长状况监测系统，其特征在于:所述图像采集节点包 括图像采集模块、控制模块、RF模块、电源模块，其中图像采集模块的输出端与控制模块的 输入端连接，控制模块的输出端与RF模块的输入端连接，RF模块与路由节点1的输入端建立 连接;电源模块向图像采集模块、控制模块和RF模块供电。5.根据权利要求4所述的红树林生长状况监测系统，其特征在于:所述图像采集节点还 包括有存储模块，存储模块与控制模块连接，电源模块向存储模块供电。6.根据权利要求3所述的红树林生长状况监测系统，其特征在于:所述上位机包括主控 制器、显示模块和RF模块，其中主控制器的输入端通过RF模块与协调器节点的输出端建立 连接，主控制器的输出端与显示器的输入端连接。7.根据权利要求6所述的红树林生长状况监测系统，其特征在于:所述上位机还包括有 键盘模块，键盘模块与主控制器连接。8.根据权利要求6所述的红树林生长状况监测系统，其特征在于:所述上位机还包括有 存储模块，存储模块与主控制器连接。
【文档编号】H04N7/18GK205647829SQ201620515715
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】王骥, 饶尚志, 汪良红, 任肖丽, 林镇群
【申请人】广东海洋大学