專利名稱：果園環(huán)境和土壤信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，尤其是涉及一種果園環(huán)境和土壤信息無線 傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)。 技術(shù)背景
傳統(tǒng)的果園果樹生長環(huán)境和土壤信息的獲取主要依靠人工完成，測試周期 長，操作復(fù)雜，實驗儀器投資較大，實驗試劑成本高，精確度得不到保證，難 以適應(yīng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和自動化發(fā)展對果園信息獲取自動化的要求。目前，國內(nèi)外
的果園環(huán)境信息的采集大多采用GSM、 GPRS等無線方式或者直接采用有線方 式。GSM、 GPRS無線方式雖然具有無線遠(yuǎn)距離通信的優(yōu)點，但無線通訊服務(wù) 費用比較高，而且在規(guī)模果園中不可能布設(shè)大量節(jié)點，否則維護(hù)成本將會很高。 而有線方式的最大缺點是在果園內(nèi)布線將非常麻煩，有時是不可能的。
近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于使用免許可證的ISM波段、免布線、低功耗、 低數(shù)據(jù)量、擴(kuò)充方便的特點而在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域備受關(guān)注。在果園種植區(qū)內(nèi)應(yīng)用 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以任意布點，依靠太陽能供電，對生產(chǎn)過程沒有干擾，正 被農(nóng)業(yè)工程師所看好。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種果園環(huán)境和土壤信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)。
本實用新型采用的技術(shù)方案是-
由多個結(jié)構(gòu)相同的無線傳感接點和一個匯聚節(jié)點通過多跳無線通訊協(xié)議聯(lián) 接而成，每個節(jié)點包括無線節(jié)點微處理器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫度傳感 器、土壤水分傳感器、無線傳輸模塊、GPS模塊和太陽能儲能電池；無線節(jié)點 微處理器分別與空氣溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器、無線 傳輸模塊和GPS模塊聯(lián)接，太陽能儲能電池分別對無線節(jié)點微處理器、無線傳 輸模塊和GPS模塊供電。
若干無線傳感節(jié)點和共用一個無線數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點。無線傳感節(jié)點負(fù)責(zé)本節(jié) 點所轄地域的環(huán)境和土壤信息的采集和記錄，然后通過無線傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā) 送給相鄰的無線傳感節(jié)點，再由相鄰的無線傳感節(jié)點將數(shù)據(jù)以接力賽的方式發(fā) 送給再下一個無線傳感節(jié)點，這個過程將一直繼續(xù)到無線匯聚節(jié)點接收到數(shù)據(jù)為止。
本實用新型具有的有益效果是
1、 相比傳統(tǒng)的GSM和GPRS無線傳輸方式，可免除通訊服務(wù)費，布點規(guī) 模不受限制；
2、 相比有線傳輸方式，可免布線，依靠太陽能供電而節(jié)省電費；
3、 每個無線傳感節(jié)點都帶有GPS定位功能，方便數(shù)據(jù)的統(tǒng)計管理；
4、 采用低功耗單片機(jī)設(shè)計無線傳感節(jié)點，可最大限度地延長網(wǎng)絡(luò)生存時間。 5性價比相比市場上無線傳輸設(shè)備具有較大優(yōu)勢。


圖1是本實用新型所述的無線傳感節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實用新型所述的果園環(huán)境和土壤信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)組成圖。
圖中l(wèi).無線節(jié)點微處理器，2.空氣溫濕度傳感器，3.土壤溫度傳感器，4. 土壤水分傳感器，5.無線傳輸模塊，6.GPS模i央，7.太陽能儲能電池，8、 9、 10、 ll.無線傳感節(jié)點，12、無線匯聚節(jié)點。
具體實施方式

如圖1所示，本實用新型是由多個結(jié)構(gòu)相同的無線傳感接點和一個匯聚 節(jié)點通過多跳無線通訊協(xié)議聯(lián)接而成，每個節(jié)點包括無線節(jié)點微處理器l、空氣 溫濕度傳感器2、 土壤溫度傳感器3、 土壤水分傳感器4、無線傳輸模塊5、 GPS 模塊6和太陽能儲能電池7;無線節(jié)點微處理器1分別與空氣溫濕度傳感器2、 土壤溫度傳感器3、 土壤水分傳感器4、無線傳輸模塊5和GPS模塊6聯(lián)接，太 陽能儲能電池7分別對無線節(jié)點微處理器1、無線傳輸模塊5和GPS模塊6供 電。
如圖2所示，本實用新型一個無線傳感接點包括若干無線傳感節(jié)點8-11和 共用一個無線匯聚節(jié)點12。
所述的微處理器1型號為MSP430F149。其內(nèi)部有60KB的程序存儲器，2KB 數(shù)據(jù)存儲器，2個USART接口； 32KHz外接低頻晶體振蕩器。
所述的空氣溫濕度傳感器2型號為HW1 。
所述的土壤溫度傳感器3型號為LS25。
所述的土壤水分傳感器4型號為DW33。
所述的無線模塊5型號為PTR6000。
所述的GPS模塊6型號為Garman GPS25LP。所述的太陽能儲能電池7規(guī)格為9V3W。 本實用新型的工作原理如下
如圖l、 2所示，在果園內(nèi)均勻分散布置無線傳感節(jié)點8、 9、 10、 11，匯聚 節(jié)點放在果園信息管理中心。節(jié)點之間相隔距離100米左右。無線傳感節(jié)點8 微處理器1定時從空氣溫濕度傳感器2、 土壤溫度傳感器3和土壤水分傳感器4 采集數(shù)據(jù)，并存儲在內(nèi)部RAM中，同時定時從GPS模塊6讀取全球經(jīng)諱度坐 標(biāo)數(shù)據(jù)，并將GPS數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)組裝成一個數(shù)據(jù)幀，通過無線模塊5發(fā)送 給相鄰的無線傳感節(jié)點9。同樣，無線傳感節(jié)點9、 10、 ll也按照無線傳感節(jié)點 8的工作方式完成轄區(qū)內(nèi)的信息傳感和無線發(fā)送。正常情況下，無線傳感節(jié)點8 的下一個目標(biāo)節(jié)點是無線傳感節(jié)點9;無線傳感節(jié)點10的下一個目標(biāo)節(jié)點是無 線傳感節(jié)點11。如果由于某種原因(如CPU故障、太陽能儲能電池電力耗盡等) 造成無線傳感節(jié)點9不能工作，無線傳感節(jié)點8將在與無線傳感節(jié)點9通信失 效情況下，自動搜索周圍其它節(jié)點，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給無線傳感節(jié)點10或者無線傳 感節(jié)點11，并通過無線傳感節(jié)點11的轉(zhuǎn)發(fā)將數(shù)據(jù)傳給匯聚節(jié)點12。據(jù)此模式 可以構(gòu)建具有冗余無線路由的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以提高網(wǎng)絡(luò)的通信可靠性。
權(quán)利要求1、一種果園環(huán)境和土壤信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于由多個結(jié)構(gòu)相同的無線傳感接點和一個匯聚節(jié)點通過多跳無線通訊協(xié)議聯(lián)接而成，每個節(jié)點包括無線節(jié)點微處理器(1)、空氣溫濕度傳感器(2)、土壤溫度傳感器(3)、土壤水分傳感器(4)、無線傳輸模塊(5)、GPS模塊(6)和太陽能儲能電池(7)；無線節(jié)點微處理器(1)分別與空氣溫濕度傳感器(2)、土壤溫度傳感器(3)、土壤水分傳感器(4)、無線傳輸模塊(5)和GPS模塊(6)聯(lián)接，太陽能儲能電池(7)分別對無線節(jié)點微處理器(1)、無線傳輸模塊(5)和GPS模塊(6)供電。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種果園環(huán)境和土壤信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系 統(tǒng)，其特征在于所述的微處理器(l)型號為MSP430F149，其內(nèi)部有60KB的程 序存儲器，2KB數(shù)據(jù)存儲器，2個USART接口； 32KHz外接低頻晶體振蕩器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種果園環(huán)境和土壤信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系 統(tǒng)，其特征在于所述的空氣溫濕度傳感器(2)型號為HW1。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種果園環(huán)境和土壤信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系 統(tǒng)，其特征在于所述的土壤溫度傳感器(3)型號為LS25。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種果園環(huán)境和土壤信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系 統(tǒng)，其特征在于所述的土壤水分傳感器(4)型號為DW33。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種果園環(huán)境和土壤信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系 統(tǒng)，其特征在于所述的無線模塊(5)型號為PTR6000。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種果園環(huán)境和土壤信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系 統(tǒng)，其特征在于所述的GPS模塊(6)型號為GarmanGPS25LP。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種果園環(huán)境和土壤信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系 統(tǒng)，其特征在于所述的太陽能儲能電池(7)規(guī)格為9V3W。
專利摘要本實用新型公開了一種果園環(huán)境和土壤信息無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)。由多個結(jié)構(gòu)相同的無線傳感接點和一個匯聚節(jié)點通過多跳無線通訊協(xié)議聯(lián)接而成，每個節(jié)點的無線節(jié)點微處理器分別與空氣溫濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器、無線傳輸模塊和GPS模塊聯(lián)接，太陽能儲能電池分別對無線節(jié)點微處理器、無線傳輸模塊和GPS模塊供電。無線傳感節(jié)點負(fù)責(zé)本節(jié)點所轄地域的環(huán)境和土壤信息的采集和記錄，通過無線傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)送給相鄰的無線傳感節(jié)點，再由相鄰的無線傳感節(jié)點將數(shù)據(jù)以接力賽的方式發(fā)送給再下一個無線傳感節(jié)點，這個過程將一直繼續(xù)到無線匯聚節(jié)點接收到數(shù)據(jù)為止。本實用新型可代替?zhèn)鹘y(tǒng)GSM、GPRS等無線傳輸方法或者有線傳輸。
文檔編號H04L12/28GK201234266SQ20082016257
公開日2009年5月6日 申請日期2008年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月5日
發(fā)明者勇 何, 楊海清 申請人:浙江大學(xué)