专利名称：户外环境监测方法
技术领域：
本发明涉及环境监测领域，尤其涉及一种基于传感器网络的户外环境监测方法。
背景技术：
现有的环境监测系统提供了简单的环境监测能力，针对需要监测的环境参数(如温度、湿度等)进行检测，以达到环境监测的目的。现有的环境监测系统存在以下问题当环境参数众多时，面对不同的参数，需要不同的传感器。从而没有统一的硬件接 口。针对不同的参数，需要开发不同的硬件，在不同硬件上运行的软件系统也需要有针对性的分别开发实现成本高，且不同软硬件检测结果之间存在偏差，也影响了测量结果的准确性。
发明内容
本发明提供了一种户外环境监测方法，解决了现有环境监测方式实现成本高、测量结果准确性低的问题。一种户外环境监测方法，在被监测目标区域放置传感器，多个传感器构成无线传感器网络，该方法包括传感器获取所在地点的环境数据；所述传感器将获取的环境数据通过所述无线传感器网络传输给控制器；所述控制器将接收到的环境数据汇到监控设备，以备查询调用。优选的，上述户外环境监测方法还包括在所述控制器中存储该控制器的配置信息，所述配置信息包括环境数据上数周期、控制器状态和工作状态。优选的，所述传感器获取所在地点的环境数据的步骤之前，还包括所述控制器读取配置信息，对本控制器所控制的一个或多个传感器进行配置。优选的，所述对本控制器所控制的一个或多个传感器进行配置具体为配置所述一个或多个传感器的上数周期、传感器的控制器状态、工作状态。优选的，所述传感器将获取的环境数据通过所述无线传感器网络传输给控制器的步骤之后，还包括所述控制器在获取的环境数据不合法时发出报警。优选的，所述控制器将接收到的环境数据汇到监控设备，以备查询调用的步骤包括将接收到的环境数据缓存至所述控制器的缓冲区；按照所述上数周期周期性的对所述缓冲区中存储的数据进行合法性验证，在确定所述缓存区中存储的环境数据合法后，所述控制器将所述缓冲区中的环境数据向所述监控设备发送。
优选的，上述户外环境监测方法还包括所述控制器接收所述监控设备发送的指令，根据所述指令执行相应操作。优选的，所述指令包括指示立即进行一次数据采集、更改配置信息。本发明提供了一种户外环境监测方法，在被监测目标区域放置传感器，多个传感器构成无线传感器网络，由各传感器获取所在地点的环境数据，再将获取的环境数据通过所述无线传感器网络传输给控制器，所述控制器将接收到的环境数据汇到监控设备，以备查询调用，由统一的传感器组成传感器网络完成数据的采集和上报，实现了高准确性的环境监测，解决了现有环境监测方式实现成本高、测量结果准确性低的问题。
图I为本发明的实施例一提供的一种户外环境监测系统的结构示意图；图2为本发明的实施例一提供的一种传感器节点的结构示意图；图3为本发明的实施例三提供的一种户外环境监测方法的流程图。
具体实施例方式当环境参数众多时，面对不同的参数，需要不同的传感器。从而没有统一的硬件接口。针对不同的参数，需要开发不同的硬件，在不同硬件上运行的软件系统也需要有针对性的分别开发实现成本高，且不同软硬件检测结果之间存在偏差，也影响了测量结果的准确性。为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种户外环境监测方法，提供了丰富的接口的传感节点，能按需要配置外围硬件以适应不同的传感器。在软件上提供了统一的接口，方便操作。从而大大节省了开发成本。而且众多参数之间相互独立，并没有数据共享。而本发明实施例提供的户外环境监测方法由于传感器节点采用了统一的硬件平台，统一的软件接口，使得数据共享十分的方便快捷，进而能够根据多个参数联合起来评估环境，提高了分析的准确性合理性。比如，系统会综合分析一个区域的空气温度，土壤温度来觉得是否开启换气通风。下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。首先结合附图，对本发明的实施例一进行说明。本发明的实施例提供一种利用无线传感器网络技术进行户外环境监测的户外环境监测系统，实现了对日常户外环境、大棚环境等场合的监测。并可在相应的环境指标超标时发出报警，通知用户及时处理。该系统的结构如图I所示，包括至少一个传感器节点101和本地网关节点102，所述至少一个传感器节点101和所述本地网关节点102构成一无线传感器网络，所述传感器节点101与所述本地网关节点102通过所述无线传感器网络进行信息交互。其中，传感器节点101安装在被监测目标区域的多个位置，测量目标区域的不同位置的环境数据。测量数据通过多个传感器节点101组成的mesh网络传输，最终汇聚到本地网关节点102。本地网关节点102和本地监控室的监控设备相连，把汇聚的环境数据传输到监控设备上。优选的，该户外环境监测系统还包括上位机103。本地网关节点102通过Ethernet接口和Internet相连,可以把数据传输到上位机103。在需要进行环境监测的位置安装若干基于无线传感器网络的传感器，即构成了一个传感器节点。传感器节点具有可配置的监测目标，如空气温度、空气湿度、C02浓度、土壤温度、土壤湿度、流速等物理量。根据监测的需要，可对上述物理量选择配置。根据需要还可进行远程控制，实现自动喷水，自动换气等功能。本地安装本发网关节点，可用于接收通过无线传感器网络传输出来的环境测量数据，进行本地接收和监测。优选的，网关节点可与Internet相连，与上位机(如远程的监测设备)进行数据传输，可以进行远程接收和监测。传感器节点的结构如图2所示，包括处理器�？�201、无线通信�？�202、数据采集模块203、控制�？�204、电源模块205。无线通信�？�202直接和处理器模块201连接。无线通信�？�202包括天线、射频电路和射频芯片。无线通信�？�202主要用于无线组网和无线通信，可以自组织成无线局域网(即本发明实施例中的无线传感器网络)，通过网络将数据发送至终端。数据采集模块203采用标准接口和处理器�？�201连接，使用通用的传输协议与处理器通信。不同传感器节点中的处理器�？�201可以配置其对应的数据采集�？�203采集不同的物理量参数。控制�？�204和处理器�？�201连接。处理器�？�201通过控制�？�204实现220v电压的开关控制。处理器模块201控制整个户外环境监测系统中各传感器节点的数据采集、数据通信和数据处理等功能。根据实际的环境采集需要，实现了参数采集周期可配置、远程控制、自动定时配置等功能。电源�？�205分别与各�？榱樱髂？樘峁┪榷�、可靠的电压。下面结合附图，对本发明的实施例二进行说明。本发明提供了一种户外环境监测方法，结合图I及图2所示的户外环境监测系统和传感器节点，实现了对环境的监测。本发明实施例所涉及的传感器即相当于图2所示的传感器节点，而控制器则相当于图I中的本地网关节点。使用本发明实施例提供的户外环境监测方法完成环境监测的流程如图3所示，包括步骤301、控制器读取配置信息，对本控制器所控制的一个或多个传感器进行配置； 本步骤中，控制器首先读取配置信息，如上数周期，传感器的控制器状态，工作状态等。然后依次检测传感器状态，检查本控制器下有哪些传感器。然后采集传感器所在位置的环境数据，如步骤302至步骤303。步骤302、传感器获取所在地点的环境数据；步骤303、所述传感器将获取的环境数据通过所述无线传感器网络传输给控制器；
本步骤中，控制器在接收到传感器收集的环境数据后，检查环境数据是否合法，对于不合法的数据将进行报警，进入步骤305 ;对于合法数据，将数据更新至发送缓冲区，进入步骤304。步骤304、所述控制器将接收到的环境数据汇到监控设备，以备查询调用。本步骤具体包括
将接收到的环境数据缓存至所述控制器的缓冲区；按照所述上数周期周期性的对所述缓冲区中存储的数据进行合法性验证，在确定所述缓存区中存储的环境数据合法后，所述控制器将所述缓冲区中的环境数据向所述监控设备发送。步骤305、所述控制器在获取的环境数据不合法时发出报警；优选的，控制器还可以同时接收监控设备指令，并进行相应操作，如立即进行一次数据采集、更改配置信息等。若无指令则根据配置信息中的上数周期定时向上位机发送缓冲区中的数据。本发明的实施例提供的户外环境监测方法和系统，在被监测目标区域放置传感器，多个传感器构成无线传感器网络，由各传感器获取所在地点的环境数据，再将获取的环境数据通过所述无线传感器网络传输给控制器，所述控制器将接收到的环境数据汇到监控设备，以备查询调用，由统一的传感器组成传感器网络完成数据的采集和上报，实现了高准确性的环境监测，解决了现有环境监测方式实现成本高、测量结果准确性低的问题。无线传感器网络的环境参数测量系统具有参数可配置、成本低、功耗小、性能稳定、实用价值高等特点。利用传感器的无线自组网、信息处理、无线传输、环境参数测量等功能，组成无线传感器网络、传递环境信息等事件。传感器节点采用�？榛杓疲淦的？�、电源模块、处理器�？楹褪莶杉？榉挚ü曜冀涌谧杂勺楹希惺荽洹Ｒ蛭诓煌挠τ没肪持卸越诘愕哪芎摹⒉裳�、响应时间和数据处理能力都有不同要求，节点应可以按照功能拆分成多个组件，组件之间可以通过标准接口自由组合。由于�？榛纳杓疲沟冒凑招枨蠛侠淼难≡翊衅髯楹媳涞酶菀�、简便，对于成本控制十分得有利。这样，在不同的应用场合下，选择不同的组件自由配置系统就可以满足要求，也有助于控制成本。同时，�？榛杓埔灿行У募跣×私诘愕奶寤�。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在相应的硬件平台上(如系统、设备、装置、器件等)执行，在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可以被分别制作成一个个集成电路�？椋蛘呓侵械亩喔瞿？榛虿街柚谱鞒傻ジ黾傻缏纺？槔词迪�。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。上述实施例中的各装置/功能�？�/功能单元可以采用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保 护范围为准。
权利要求
1.一种户外环境监测方法，其特征在于，在被监测目标区域放置传感器，多个传感器构成无线传感器网络，该方法包括 传感器获取所在地点的环境数据； 所述传感器将获取的环境数据通过所述无线传感器网络传输给控制器； 所述控制器将接收到的环境数据汇到监控设备，以备查询调用。
2.根据权利要求I所述的户外环境监测方法，其特征在于，该方法还包括 在所述控制器中存储该控制器的配置信息，所述配置信息包括环境数据上数周期、控制器状态和工作状态。
3.根据权利要求2所述的户外环境监测方法，其特征在于，所述传感器获取所在地点的环境数据的步骤之前，还包括 所述控制器读取配置信息，对本控制器所控制的一个或多个传感器进行配置。
4.根据权利要求2所述的户外环境监测方法，其特征在于，所述对本控制器所控制的一个或多个传感器进行配置具体为 配置所述一个或多个传感器的上数周期、传感器的控制器状态、工作状态。
5.根据权利要求I所述的户外环境监测方法，其特征在于，所述传感器将获取的环境数据通过所述无线传感器网络传输给控制器的步骤之后，还包括 所述控制器在获取的环境数据不合法时发出报警。
6.根据权利要求2所述的户外环境监测方法，其特征在于，所述控制器将接收到的环境数据汇到监控设备，以备查询调用的步骤包括 将接收到的环境数据缓存至所述控制器的缓冲区； 按照所述上数周期周期性的对所述缓冲区中存储的数据进行合法性验证，在确定所述缓存区中存储的环境数据合法后，所述控制器将所述缓冲区中的环境数据向所述监控设备发送。
7.根据权利要求I所述的户外环境监测方法，其特征在于，该方法还包括 所述控制器接收所述监控设备发送的指令，根据所述指令执行相应操作。
8.根据权利要求7所述的户外环境监测方法，其特征在于，所述指令包括 指示立即进行一次数据采集、更改配置信息。
全文摘要
本发明提供了一种户外环境监测方法。涉及环境监测领域；解决了现有环境监测方式实现成本高、测量结果准确性低的问题。该方法包括传感器获取所在地点的环境数据；所述传感器将获取的环境数据通过所述无线传感器网络传输给控制器；所述控制器将接收到的环境数据汇到监控设备，以备查询调用。本发明提供的技术方案适用于对户外环境的监测，实现了低成本高准确性的环境监测。
文档编号G01D21/02GK102721436SQ20111042934
公开日2012年10月10日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者张子健, 樊勇, 魏剑平, 黄孝斌 申请人:北京时代凌宇科技有限公司
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