專利名稱：一種用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，特別是一種用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
日光溫室葡萄栽培，是人為的控制日光、溫室和濕度的方法，來達到“反季節(jié)、超時 令、優(yōu)品種”的效果。而且在不同的時間段，葡萄栽培所需的環(huán)境也有所不同。如催芽期， 白天保特15 20°C左右，夜間10 15°C，最低不低于3°C。萌芽發(fā)育時白天升到20 25°C，夜間保持15°C左右，最低不低于5°C。在發(fā)芽前的催芽期間，空氣濕度保持在80%以 上。新梢生長發(fā)育期，白天溫度控制在20 25°C，夜間保持在15°C左右，最低不低于10°C， 嚴格控制濕度，濕度控制在60%左右。開花期為了提高花粉發(fā)芽率，保證授粉受精過程的 順利進行，白天保持20°C左右，夜間保持5 10°C，最低不可低于5°C，開花期要停止灌水， 濕度保持在50%左右，以利開花和散粉。幼果時期白天溫度保持20 25°C，夜間保持在 15 20°C，濕度保持在70%左右。著色期白天20 30°C，夜間16 18°C，濕度保持70% 80%。由此日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測也顯得非常重要，我們可以在線監(jiān)測環(huán)境 各個參數(shù)，并根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的措施。而且，葡萄園氣候的細微變化也會影響葡萄 的品質(zhì)，這種影響對葡萄酒的生產(chǎn)尤為重要，會極大地影響葡萄酒的質(zhì)量。所以我們需要根 據(jù)長年的數(shù)據(jù)記錄以及相關(guān)分析，能精確的掌握葡萄的品質(zhì)與葡萄生長過程中的日照、溫 度、濕度的確切關(guān)系，以指導葡萄園管理者采取相應(yīng)措施。國內(nèi)葡萄栽培的環(huán)境信息采集大多采用有線方式。此方式維修費用高，布局困難。 而無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有功耗低、優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)拓撲能力和成本低的特點。再結(jié)合通用無線分組 業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service，簡稱 GPRS)與無線傳感網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，簡稱WSN)可加大通信距離。在采集信息方面，一個傳感器節(jié)點可多路采集也是一 個亮點。采用MCGS組態(tài)軟件管理數(shù)據(jù)，可以快速、方便的開發(fā)監(jiān)測系統(tǒng)，可無人值守，實現(xiàn) 人機界面等優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，對采集的 信息采取相應(yīng)的措施和記錄采集信息以供分析。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系 統(tǒng)，其特征在于，包括無線傳感網(wǎng)絡(luò)、通用無線分組業(yè)務(wù)模塊和觸摸屏測試中心；所述無線 傳感網(wǎng)絡(luò)包括傳感器節(jié)點和傳感器中心節(jié)點，上述傳感器節(jié)點包括采集電路、無線模塊和 傳感器，采集電路和無線模塊采用串口連接，采集電路將采集到傳感器檢測的環(huán)境信息通 過無線模塊傳輸至無線傳感器中心節(jié)點；所述傳感器中心節(jié)點通過串口連接接入通用無 線分組業(yè)務(wù)模塊，使通用無線分組業(yè)務(wù)模塊與無線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)合通過互聯(lián)網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)給觸摸屏測試中心，所述觸摸屏測試中心采用監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)組態(tài)軟件管理數(shù)據(jù)和監(jiān)測環(huán)
^Mi ο進一步，所述傳感器節(jié)點與中心節(jié)點采用ZigBee協(xié)議通信，所述傳感器節(jié)點的采 集電路為多通道采集電路，所述傳感器節(jié)點的傳感器包括溫度傳感器、光照傳感器和濕度 傳感器。所述采集電路和無線模塊采用RS232/RS485串口連接，所述傳感器中心節(jié)點與通 用無線分組業(yè)務(wù)模塊采用RS232串口連接，所述通用無線分組業(yè)務(wù)模塊型號為F2103GPRS DTU(廈門四信通信科技有限公司)。進一步，溫濕度傳感器為DB171 (大連盛世瑞恩科技有限公司)、光照度傳感器為BYT20YSCGJ(北京中西遠大科技有限公司)。本發(fā)明的有益效果是1、采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)拓撲能力、低成本、低功耗、實用壽命長的優(yōu)點。2、多通道采集電路，可使一個節(jié)點接多個傳感器，減少節(jié)點數(shù)，降低成本。3, GPRS與無線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，可大大加大通信距離。4、采用組態(tài)軟件對WSN與GPRS聯(lián)合通信數(shù)據(jù)進行管理，可以快速、方便的開發(fā)監(jiān) 測系統(tǒng)，可無人值守，實現(xiàn)人機界面，HIM具有數(shù)據(jù)存儲能力，方便進行數(shù)據(jù)分析。


圖1是整體結(jié)構(gòu)2無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信流程圖
具體實施例方式本發(fā)明的用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)的一種具體實施示例，如圖 1所示，在檢測范圍1內(nèi)布置多個相同的無線傳感包括無線傳感器節(jié)點2，并在中心位置設(shè) 置一無線傳感器節(jié)點2，無線傳感器節(jié)點2和無線傳感器中心節(jié)點3構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng) 絡(luò)，即WSN。其中無線傳感器節(jié)點2包括多通道采集電路、無線通信模塊、溫濕度傳感器、光 照度傳感器等，本實施例中，多通道采集電路和無線模塊采用RS232/RS485串口連接，溫濕 度傳感器為DB171 (大連盛世瑞恩科技有限公司)、光照度傳感器為BYT20YSCGJ(北京中西 遠大科技有限公司)。多個相同結(jié)構(gòu)的無線傳感器節(jié)點2負責環(huán)境參數(shù)(光照度、溫度和濕度)的檢測， 并將檢測的環(huán)境信息通過通過Zigbee協(xié)議傳輸給無線傳感器中心節(jié)點3，當無線傳感器節(jié) 點2所在的環(huán)境發(fā)生變化時，觸發(fā)Zigbee模塊的I/O中斷將信息傳送給Zigbee模塊，所述 模塊從睡眠狀態(tài)喚醒，模塊利用自身的控制芯片對信息進行處理后，再以無線的方式傳送 給無線傳感器中心節(jié)點3，無線傳感器中心節(jié)點3主要用于接收傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)上報，并 將其進行融合處理，傳給GPRS模塊4通過GPRS網(wǎng)絡(luò)5和Internet網(wǎng)絡(luò)6傳遞給觸摸屏監(jiān) 測中心7。觸摸屏檢測中心運行組態(tài)軟件工程，把采集到的數(shù)據(jù)進行處理，讀取各節(jié)點、溫 濕度傳感器、光照度傳感器的ID(編號)，以及各參數(shù)數(shù)據(jù)，并將這些信息加以顯示及存儲。 運用組態(tài)軟件可以快速、方便的編輯工程。該工程的功能包括數(shù)據(jù)分析(結(jié)合GPRS數(shù)據(jù) 格式、能對數(shù)據(jù)是否準確進行校驗、數(shù)據(jù)所代表的真實值進行校正)、實時數(shù)據(jù)顯示、報警上
4下限設(shè)計、存儲、歷史記錄查詢、報警、權(quán)限設(shè)計等等本實施例中，GPRS模塊4的信號為F2103GPRS DTU (廈門四信通信科技有限公司) 無線傳感器中心節(jié)點3與GPRS模塊4采用串口 RS232連接，F(xiàn)2103GPRS DTU通過GPRS網(wǎng) 絡(luò)5和internet網(wǎng)絡(luò)6，根據(jù)的觸摸屏監(jiān)測中心7的IP向觸摸屏監(jiān)測中心7建立連接，發(fā) 送數(shù)據(jù)。如圖2所示，無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信流程為無線傳感器中心節(jié)點3主動向無線傳感器 節(jié)點2連接信令，在無線傳感器節(jié)點2成功地接收和驗證后，無線傳感器中心節(jié)點3返回確 認信息，無線傳感器節(jié)點2的ZigBee模塊被置于Sle印工作模式，接下來無線傳感器中心 節(jié)3點與無線傳感器節(jié)點2進行主從角色轉(zhuǎn)換，中心節(jié)點模塊處于從模式工作狀態(tài)，等候響 應(yīng)主模式工作狀態(tài)的傳感器節(jié)點的連接請求；當需要數(shù)據(jù)傳輸時傳感器節(jié)點被喚醒工作在 主模式下，發(fā)起連接請求。中心節(jié)點地接收和驗證后，向傳感器節(jié)點返回確認信息，傳感器 節(jié)點開始發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送完后，發(fā)出斷開連接請求。中心節(jié)點接收和驗證后，向傳感器節(jié)點 返回確認信息，斷開連接。以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括無線傳感網(wǎng)絡(luò)、通用無線分組業(yè)務(wù)模塊和觸摸屏測試中心；所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)包括傳感器節(jié)點和傳感器中心節(jié)點，上述傳感器節(jié)點包括采集電路、無線模塊和傳感器，采集電路和無線模塊采用串口連接，采集電路將采集到傳感器檢測的環(huán)境信息通過無線模塊傳輸至無線傳感器中心節(jié)點；所述傳感器中心節(jié)點通過串口連接接入通用無線分組業(yè)務(wù)模塊，使通用無線分組業(yè)務(wù)模塊與無線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)合通過互聯(lián)網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)給觸摸屏測試中心，所述觸摸屏測試中心采用監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)組態(tài)軟件管理數(shù)據(jù)和監(jiān)測環(huán)境。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在 于所述傳感器節(jié)點與中心節(jié)點采用ZigBee協(xié)議通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于 所述傳感器節(jié)點的采集電路為多通道采集電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于 所述傳感器節(jié)點的傳感器包括溫度傳感器、光照傳感器和濕度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于 所述溫濕度傳感器為DB171、所述光照度傳感器為BYT20YSCGJ。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于 所述采集電路和無線模塊采用RS232/RS485串口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于 所述傳感器中心節(jié)點與通用無線分組業(yè)務(wù)模塊采用RS232串口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于 所述通用無線分組業(yè)務(wù)模塊型號為F2103 GPRS DTU0
全文摘要
一種用于日光溫室葡萄栽培的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括傳感器節(jié)點、傳感器中心節(jié)點無線傳感網(wǎng)絡(luò)、通用無線分組業(yè)務(wù)模塊和觸摸屏測試中心。傳感器節(jié)點包括采集電路、無線模塊和傳感器，采集電路和無線模塊采用串口連接，采集電路將采集到傳感器檢測的環(huán)境信息通過無線模塊傳輸至無線傳感器中心節(jié)點。傳感器中心節(jié)點通過串口連接接入通用無線分組業(yè)務(wù)模塊，使通用無線分組業(yè)務(wù)模塊與無線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)合通過互聯(lián)網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)給觸摸屏測試中心進而管理數(shù)據(jù)和監(jiān)測環(huán)境。本發(fā)明可用于完成對日光溫室葡萄栽培的環(huán)境實時全面監(jiān)控，和數(shù)據(jù)記錄，根據(jù)環(huán)境參數(shù)及時采取相應(yīng)措施和歷史記錄進行分析，掌握葡萄的品質(zhì)與葡萄生長過程中的日照、溫度、濕度的確切關(guān)系，以指導葡萄園管理者采取相應(yīng)措施。
文檔編號G08C17/02GK101944280SQ201010227220
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者嚴虹, 吳斯斌, 孫世滔, 張偉, 李潔, 繆聰聰 申請人:嘉興學院