專利名稱：一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一種入侵植物監(jiān)測(cè)專用設(shè)備，特別涉及一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
小氣候數(shù)據(jù)采集器通常應(yīng)用于農(nóng)田、林地、牧場(chǎng)等環(huán)境的小氣候監(jiān)測(cè)，通過(guò)傳感器 對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)按設(shè)定的時(shí)間間隔進(jìn)行采集。但以往的數(shù)據(jù)采集器的數(shù)據(jù)應(yīng)用方式主要是當(dāng)?shù)?存儲(chǔ)或打印記錄。有一些新發(fā)展的農(nóng)林小氣候數(shù)據(jù)采集器具備數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，可以提供 較簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)，但也主要是單機(jī)服務(wù)。曾經(jīng)由本申請(qǐng)的發(fā)明人沈佐銳參與的一份名稱為“溫室生態(tài)健康的智能監(jiān)控系 統(tǒng)”，專利號(hào)為“ZL03131063.X”的發(fā)明專利，在此專利中，單片機(jī)中具備了溫室作物病蟲害 發(fā)生預(yù)警專家系統(tǒng)，并通過(guò)GSM手機(jī)模塊將預(yù)警信息傳輸至管理溫室的農(nóng)戶的手機(jī)上，從 而提供溫室作物健康監(jiān)護(hù)功能。上述專利僅適用單機(jī)作業(yè)，沒有形成網(wǎng)絡(luò)化管理的后臺(tái)數(shù) 據(jù)處理機(jī)制，也沒有專門用于入侵植物監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)采集器。由于入侵植物的蔓延具有區(qū)域性特點(diǎn)，不僅發(fā)生在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，而且發(fā)生在 林地、牧場(chǎng)、公路沿線、河灘、荒郊等野外環(huán)境。所以，必須解決以往農(nóng)田小氣候數(shù)據(jù)采集器 不曾遇到的問(wèn)題①在野外進(jìn)行數(shù)據(jù)采集作業(yè)所需的非電線(電纜)供電問(wèn)題；②增加對(duì) 風(fēng)力、風(fēng)速等入侵植物監(jiān)測(cè)所特殊需要的小氣候參數(shù)的采集，并對(duì)采集的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù) 處理；③將小氣候監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)學(xué)建模和智能處理，以實(shí)現(xiàn)入侵植物的預(yù)警。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種基于GPRS技術(shù)的入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)，它包括一采集器主機(jī)，所述采集器主機(jī)由太陽(yáng)能供電系統(tǒng)供電，所述采集器主機(jī)并列 連接多個(gè)數(shù)據(jù)采集傳感器，所述采集器主機(jī)通過(guò)一 GPRS模塊連接到Internet網(wǎng)絡(luò)，所述 Internet網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)聯(lián)通。所述采集器主機(jī)包含有STC89C58單片機(jī)，及與所述單片機(jī)連接的多路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 器、非易失性存儲(chǔ)器、時(shí)鐘芯片、LED顯示電路。所述太陽(yáng)能供電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能板、控制器、蓄電池，太陽(yáng)能板通過(guò)控制器將太陽(yáng) 能轉(zhuǎn)換的電能向蓄電池充電，蓄電池通過(guò)控制器向所述采集器主機(jī)供電。所述傳感器包括空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳 感器、太陽(yáng)輻射量傳感器、降水量傳感器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器；各所述傳感器通過(guò)所述 多路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)傳送給所述單片機(jī)。所述監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)包括地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、小氣候數(shù)據(jù)庫(kù)、模型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述小氣候 數(shù)據(jù)庫(kù)包含空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、太陽(yáng)輻射量、降水量、風(fēng)向、風(fēng)速參數(shù)。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明在數(shù)據(jù)采集器內(nèi)嵌 GPRS模塊，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合平臺(tái)將數(shù)據(jù)庫(kù)與必需的各種數(shù)據(jù)通訊管理協(xié)議相結(jié)合形成統(tǒng) 一處理數(shù)據(jù)層，因此由小氣候數(shù)據(jù)采集器組成的傳感器網(wǎng)可進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集群化采集和 大數(shù)據(jù)量的無(wú)線傳輸，而數(shù)據(jù)采集器的工作參數(shù)也可實(shí)施遠(yuǎn)程設(shè)置。2、采用數(shù)據(jù)融合平臺(tái) 技術(shù)開發(fā)的入侵植物監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，集成了小氣候監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、植物生長(zhǎng)發(fā)育模型庫(kù)、 預(yù)報(bào)專家?guī)斓龋删C合應(yīng)用于入侵植物的發(fā)生和蔓延的預(yù)警。3、小氣候數(shù)據(jù)采集器采用太 陽(yáng)能供電，適于野外工作。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本發(fā)明針對(duì)無(wú)線供電問(wèn)題、小氣候因子的采集和預(yù)處理問(wèn)題、數(shù)據(jù)的 統(tǒng)計(jì)分析及預(yù)警通報(bào)問(wèn)題，提出技術(shù)解決方案。本發(fā)明方案的整體結(jié)構(gòu)從功能上劃分為三 部分?jǐn)?shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和預(yù)警發(fā)布。1、數(shù)據(jù)采集本發(fā)明數(shù)據(jù)采集部分設(shè)置有一采集器主機(jī)1，采集器主機(jī)1包含有一個(gè)STC89C58 單片機(jī)11，及與單片機(jī)連接的多路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器12、非易失性存儲(chǔ)器13、時(shí)鐘芯片14、LED顯 示電路15。采集器主機(jī)1由太陽(yáng)能供電系統(tǒng)2供電，太陽(yáng)能供電系統(tǒng)2包括太陽(yáng)能板21、控制 器22、蓄電池23。太陽(yáng)能板21通過(guò)控制器22將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換的電能向蓄電池23充電，蓄電 池23通過(guò)控制器22再向采集器主機(jī)1供電。本發(fā)明中，數(shù)據(jù)的采集采用多種數(shù)據(jù)采集傳感器3實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣溫度、空氣濕度、土 壤溫度、土壤濕度、太陽(yáng)輻射量、降水量、風(fēng)向、風(fēng)速等小氣候參數(shù)的數(shù)值獲取。數(shù)據(jù)采集傳 感器3通過(guò)多路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器12將數(shù)據(jù)傳送給STC89C58單片機(jī)11，STC89C58單片機(jī)11將 采集到的小氣候數(shù)據(jù)作轉(zhuǎn)換和打包等預(yù)處理。本發(fā)明還設(shè)置一 GPRS模塊4，采集器主機(jī)1通過(guò)GPRS模塊4連接到Internet網(wǎng) 絡(luò)，將數(shù)據(jù)包及其相關(guān)的采集時(shí)間、儀器號(hào)傳送到遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，同時(shí)將數(shù)據(jù)保 存在本地的非易失性存儲(chǔ)器13中。2、數(shù)據(jù)傳輸本發(fā)明應(yīng)用Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，硬件系統(tǒng)包括了 Internet網(wǎng)絡(luò)線5和 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接口 6。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接口 6為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的連接接口，將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送。3、預(yù)警發(fā)布本發(fā)明在監(jiān)測(cè)人員的辦公區(qū)域設(shè)置監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)7，對(duì)采集器實(shí)施遠(yuǎn)程操控。 監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)7包括地圖數(shù)據(jù)庫(kù)71、小氣候數(shù)據(jù)庫(kù)72、模型數(shù)據(jù)庫(kù)73，其中小氣候數(shù)據(jù) 庫(kù)72中包含了空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、太陽(yáng)輻射量、降水量、風(fēng)向、風(fēng)速 等8種小氣候數(shù)據(jù)。
根據(jù)對(duì)方案具體實(shí)施方式
的描述可知，①非電線(電纜)供電問(wèn)題，是通過(guò)設(shè)置太陽(yáng)能供電系統(tǒng)得以解決的，太陽(yáng)能板通過(guò)控制器將轉(zhuǎn)換的電能向蓄電池充電，蓄電池通過(guò) 控制器向采集器主機(jī)供電。②所需小氣候因子的采集和預(yù)處理的問(wèn)題，是通過(guò)采用多種傳 感器實(shí)現(xiàn)的，諸如空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、太陽(yáng)輻射量、降水量、風(fēng)向、風(fēng) 速等8種小氣候參數(shù)，均可通過(guò)各種傳感器獲得；STC89C58單片機(jī)可將采集的小氣候數(shù)據(jù) 作轉(zhuǎn)換和打包等預(yù)處理。③數(shù)據(jù)的傳輸問(wèn)，是通過(guò)GPRS模塊連接Internet網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)包 及其相關(guān)的采集時(shí)間、儀器號(hào)傳送到遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的，同時(shí)將數(shù)據(jù)保存 在本地的U盤存儲(chǔ)器中。④小氣候監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析、入侵植物預(yù)警的問(wèn)題，是根據(jù)不同的入侵 植物的生物學(xué)特點(diǎn)和生態(tài)學(xué)規(guī)律，建立相應(yīng)的植物生長(zhǎng)發(fā)育模型和預(yù)測(cè)專家系統(tǒng)，并將它 們集成到監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，調(diào)用其數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理后實(shí)現(xiàn)對(duì)入侵 植物發(fā)生和蔓延的預(yù)警。一個(gè)應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行入侵植物檢測(cè)的具體實(shí)施例如下黃頂菊是新近入侵我國(guó)的有害植物，自2001年在河北衡水湖畔首次發(fā)現(xiàn)至今，在 河北省和天津市已蔓延到12地市90多個(gè)縣，嚴(yán)重危害面積達(dá)60萬(wàn)多畝，并開始入侵河南 省和山東省。為監(jiān)測(cè)和防控這種入侵植物，本發(fā)明在上述疫區(qū)設(shè)置了 35臺(tái)小氣候數(shù)據(jù)采集 器，在非疫區(qū)(北京市及疫區(qū)周邊有潛在發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的地區(qū))設(shè)置了 15臺(tái)。它們?cè)谏L(zhǎng)季 節(jié)每天定時(shí)地通過(guò)GPRS模塊向黃頂菊監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)。黃頂菊監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò) 平臺(tái)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理，利用“有效積溫”模型計(jì)算黃頂菊出芽、苗期、分杈、開花、結(jié) 實(shí)、枯萎等生長(zhǎng)發(fā)育期。上述實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中系統(tǒng)的具體組成和監(jiān)測(cè)手段都是可以有所變 化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于它設(shè)置有一采集器主機(jī)，所述采集器主機(jī)由太陽(yáng)能供電系統(tǒng)供電，所述采集器主機(jī)并列連接多個(gè)數(shù)據(jù)采集傳感器，所述采集器主機(jī)通過(guò)一GPRS模塊連接到Internet網(wǎng)絡(luò)，所述Internet網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)聯(lián)通。
2.如權(quán)利要求1所述的一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述采集器 主機(jī)包含有STC89C58單片機(jī)，及與所述單片機(jī)連接的多路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、非易失性存儲(chǔ)器、 時(shí)鐘芯片、LED顯示電路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述太 陽(yáng)能供電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能板、控制器、蓄電池，太陽(yáng)能板通過(guò)控制器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換的電能向 蓄電池充電，蓄電池通過(guò)控制器向所述采集器主機(jī)供電。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù) 據(jù)采集傳感器包括空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、 太陽(yáng)輻射量傳感器、降水量傳感器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器；各所述傳感器通過(guò)所述多路 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)傳送給所述單片機(jī)。
5.如權(quán)利要求3所述的一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采 集傳感器包括空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、太陽(yáng) 輻射量傳感器、降水量傳感器、風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器；各所述傳感器通過(guò)所述多路數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)傳送給所述單片機(jī)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān) 測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)包括地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、小氣候數(shù)據(jù)庫(kù)、模型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述小氣候數(shù)據(jù)庫(kù)包含空氣 溫度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、太陽(yáng)輻射量、降水量、風(fēng)向、風(fēng)速參數(shù)。
7.如權(quán)利要求3所述的一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)測(cè)預(yù) 警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)包括地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、小氣候數(shù)據(jù)庫(kù)、模型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述小氣候數(shù)據(jù)庫(kù)包含空氣溫 度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、太陽(yáng)輻射量、降水量、風(fēng)向、風(fēng)速參數(shù)。
8.如權(quán)利要求4所述的一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)測(cè)預(yù) 警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)包括地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、小氣候數(shù)據(jù)庫(kù)、模型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述小氣候數(shù)據(jù)庫(kù)包含空氣溫 度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、太陽(yáng)輻射量、降水量、風(fēng)向、風(fēng)速參數(shù)。
9.如權(quán)利要求5所述的一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)測(cè)預(yù) 警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)包括地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、小氣候數(shù)據(jù)庫(kù)、模型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述小氣候數(shù)據(jù)庫(kù)包含空氣溫 度、空氣濕度、土壤溫度、土壤濕度、太陽(yáng)輻射量、降水量、風(fēng)向、風(fēng)速參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種入侵植物監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于它設(shè)置有一采集器主機(jī)，由太陽(yáng)能供電系統(tǒng)供電；采集器主機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端連接多個(gè)數(shù)據(jù)采集傳感器，采集器主機(jī)數(shù)據(jù)出口端經(jīng)過(guò)一GPRS模塊連接到Internet網(wǎng)絡(luò)，Internet網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)聯(lián)通。所述采集器主機(jī)包含有STC89C58單片機(jī)，及與單片機(jī)連接的多路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、非易失性存儲(chǔ)器、時(shí)鐘芯片、LED顯示電路。所述傳感器可采集溫度、濕度、太陽(yáng)輻射量、降水量、風(fēng)向、風(fēng)速等小氣候數(shù)據(jù)。所述監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)包括地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、小氣候數(shù)據(jù)庫(kù)、模型數(shù)據(jù)庫(kù)。本發(fā)明通過(guò)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)GPRS模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，因此利用這些數(shù)據(jù)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)入侵植物的監(jiān)測(cè)和防控。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101860566SQ20101017882
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者沈佐銳, 王忠輝, 高靈旺 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)