专利名称：基于无线传感器网络的农业环境信息采集系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种农业环境信息采集系统。
背景技术：
我国是个以农业为本的国家，同时又是世界第一人口大国，我国的农业必须自给自足，因此提倡“高产，优质，高效”的现代化农业技术迫在眉急。在现阶段精细农业中，农业室内环境监测通常是采用传统的方法采用RS485或 CAN等现场总线的方式将多个分散工作的节点连接起来构成整个监测系统，施工麻烦且成本高。加上电线受到外界环境的影响会发生老化，影响系统的稳定性，同时维修费用也会增加。
发明内容为了克服现有的农业室内环境监测技术的施工麻烦、成本高、维修费用大的不足， 本实用新型提供一种简化施工、降低成本、减少维修费用的基于无线传感器网络的农业环境信息采集系统。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于无线传感器网络的农业环境信息采集系统，包括用以建立网络并收集数据的协调器和用于数据采集的终节点，所述协调器包括第一微型处理器�？�、第一 RF收发�？楹偷谝坏缭茨？椋龅谝晃⑿痛砥髂？橛胨龅谝� RF收发�？榱樱龅谝晃⑿痛砥髂？�、第一 RF收发模块均与所述第一电源�？榱樱凰鲋战诘惆ǖ诙⑿痛砥髂？�、第二 RF收发�？�、第二电源模块和用于置在待监测农业场所进行温湿度采集的传感器模块，所述第二微型处理器模块、第二 RF收发�？榫氲诙缭茨？榱樱龃衅髂？橛胨龅诙⑿痛砥髂？榱樱龅诙⑿痛砥髂？橛胨龅诙� RF收发�？榱樱龅诙� RF收发�？橥ü尴叽衅魍缬胨龅谝� RF收发�？橥ㄑ读印＝徊剑龅谝晃⒋砥髂？榱覷ARST串口�？椋鯱ARST串口�？榱由衔换�。再进一步，所述第一电源�？楹偷诙缭茨？榫缪�3. OV的干电池组。所述无线传感器网络为Zigbee无线网，当然，也可以为其他无线网络。本实用新型的技术构思为基于CC2431单片机的无线传感器网络及基于DS18B20 的现场温度采集系统和DHTll的现场湿度采集系统，能够有效并精确的完成精细农业的温、湿度的监测。首先，由协调器建立网络，建立网络成功后通过UARST串口向串口输出网络的建立情况。接着给每个终节点上电，终节点检测到网络后会自动加入，协调器会根据每个终节点的长地址来分配每个终节点的短地址。对于终节点，黄灯每闪两下代表一次数据采样成功，然后将数据打包在数据帧里面，发送给协调器，协调器再通过串口在上位机上显示。本实用新型的有益效果为1、能够大幅度节约能源，稳定性高，网络容量大；2、具有自组织网络功能，温湿度数据采集精确，传输速度快。
图1是无线传感器网络组网和通信示意图图2是协调器硬件结构框图图3是终节点硬件结构框图图4是温度传感器DS18B20硬件连接示意图图5是湿度传感器DHTll硬件连接示意图具体实施步骤
以下结合附图对本发明作进一步描述。参照图1 图5，一种基于无线传感器网络的农业环境信息采集系统，包括用以建立网络并收集数据的协调器和用于数据采集的终节点，所述协调器包括第一微型处理器�？�、第一 RF收发�？楹偷谝坏缭茨？椋龅谝晃⑿痛砥髂？橛胨龅谝� RF收发�？榱樱龅谝晃⑿痛砥髂？�、第一 RF收发�？榫胨龅谝坏缭茨？榱樱凰鲋战诘惆ǖ诙⑿痛砥髂？�、第二 RF收发�？�、第二电源�？楹陀糜谥迷诖嗖馀┮党∷形率炔杉拇衅髂？椋龅诙⑿痛砥髂？�、第二 RF收发�？榫氲诙缭茨？榱樱龃衅髂？橛胨龅诙⑿痛砥髂？榱樱龅诙⑿痛砥髂？橛胨龅诙� RF收发模块连接，所述第二 RF收发�？橥ü尴叽衅魍缬胨龅谝� RF收发�？橥ㄑ读�。所述第一微处理器�？榱覷ARST串口�？椋鯱ARST串口�？榱由衔换�。 所述第一电源�？楹偷诙缭茨？榫缪�3. OV的干电池组。所述无线传感器网络为 Zigbee无线网，当然，也可以为其他无线网络。所述协调器的第一微处理器�？椋占战诘惴⑺屠吹奈率刃畔ⅲ⑼ü齍ARST 模块传送到上位机；所述终节点每隔IOs通过温湿度传感器采集环境信息，并通过第二 RF 收发�？橄蛐髌鞔汀４衅髂？橹校露饶？槭腔贒S18B20的，湿度�？槭腔贒HTll的，并且 DS18B20和DHTll均是单总线接口。所述UARST串口�？橛糜谕衔换樱菔占降氖菪畔�。所述的电源�？槲缪�3. OV的干电池组。对于CC2431单片机模块，中间载有高性能、低功耗的的CC2431单片机，集成了符合IEEE802. 15.4标准的2. 4GHz的RF无线电收发机，同时也搭配2个强大的支持几组协议的USART，符合IEEE802. 15. 4MAC计时器，还有两个8位计数器和一个16位计数器，如此功能丰富的单片机�？槎晕尴叽衅魍绲墓菇ㄓ朐诵刑峁┝饲看蟮挠布С牌教ā１臼凳├菇宋尴咭贫衅魍缬糜诮⑼�、数据收集的协调器和用于数据采集的终节点，如图1，协调器作为该网络中的核心，每一个终节点通过无线通信方式和协调器通信；在该网络中，任何一个终节点的地位是相等的，任何一个终节点的位置是可以相互改变的，即网络可以任意扩大或缩�。稍笨梢栽黾雍图跎伲我庖桓鲋战诘慊嶙远罢彝纾ü苯影蠖ǚ绞接胄髌鹘⒘�。在这过程中，协调器直接与终节点通信，使得数据传输的速度更快，更准确，也实现了网络的自组织功能。无线传感器网络中协调器组成，如图2，能够实现快速数据的收集，并通过UARST串口传到上位机。 无线传感器网络中终节点组成，如图3，它带有一个温度传感器，如图4，和一个湿度传感器，如图5。基于DS18B20的温度�？�(图4)，实现对环境温度的采集，与CC2431芯片连接简单，自带模/数转换器直接将模拟数据直接转为数字量传给CC2431芯片，而且DS18B20使用单总线连接，只需要占用CC2430微控制器一个I/O 口，此I/O端口额外加一个4. 7K的上拉电阻，这样就能实现对温度的精确测量，精度达到0. 5°C。基于DHTll的湿度采集�？�(图5)，能够完成对环境湿度进行测量。DHTll数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能16位单片机相连接。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。它同样采用单线制串行接口，需要一个4. 7K上拉电阻才能够正常工作。该无线传感器中协调器和终节点都采用3. OV干电池组供电，设计中充分考虑到运行功耗，正常情况在两节干电池供电下协调器可以持续工作15天，终节点可持续工作10天。
权利要求1.一种基于无线传感器网络的农业环境信息采集系统，其特征在于所述农业环境信息采集系统包括用以建立网络并收集数据的协调器和用于数据采集的终节点，所述协调器包括第一微型处理器�？�、第一 RF收发�？楹偷谝坏缭茨？椋龅谝晃⑿痛砥髂？橛胨龅谝� RF收发�？榱樱龅谝晃⑿痛砥髂？�、第一 RF收发�？榫胨龅谝坏缭茨？榱樱凰鲋战诘惆ǖ诙⑿痛砥髂？�、第二 RF收发�？椤⒌诙缭茨？楹陀糜谥迷诖嗖馀┮党∷形率炔杉拇衅髂？椋龅诙⑿痛砥髂？�、第二 RF收发�？榫氲诙缭茨？榱樱龃衅髂？橛胨龅诙⑿痛砥髂？榱樱龅诙⑿痛砥髂？橛胨龅诙� RF收发�？榱樱龅诙� RF收发�？橥ü尴叽衅魍缬胨龅谝� RF收发�？橥ㄑ读�。
2.如权利要求1所述的基于无线传感器网络的农业环境信息采集系统，其特征在于 所述第一微处理器�？榱覷ARST串口�？椋鯱ARST串口�？榱由衔换�。
3.如权利要求2所述的基于无线传感器网络的农业环境信息采集系统，其特征在于 所述第一电源�？楹偷诙缭茨？榫缪�3. OV的干电池组。
专利摘要一种基于无线传感器网络的农业环境信息采集系统，包括用以建立网络并收集数据的协调器和用于数据采集的终节点，协调器包括第一微型处理器�？椤⒌谝籖F收发�？楹偷谝坏缭茨？椋谝晃⑿痛砥髂？橛氲谝籖F收发�？榱樱恢战诘惆ǖ诙⑿痛砥髂？�、第二RF收发�？椤⒌诙缭茨？楹陀糜谥迷诖嗖馀┮党∷形率炔杉拇衅髂？椋衅髂？橛氲诙⑿痛砥髂？榱樱诙⑿痛砥髂？橛氲诙F收发�？榱樱诙F收发�？橥ü齔igbee无线网与第一RF收发�？橥ㄑ读�。本实用新型能简化施工、降低成本、减少维修费用。
文档编号G01N27/04GK201955886SQ201020673870
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者曾庆泉, 王涌, 马欣荣 申请人:浙江工业大学
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