专利名称：基于无线传感网的环境监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种农业温室大棚环境监测感知的无线传感器，具体涉及集温湿度采集、光照度采集为一体，同时结合无线传感网技术的，采用电池供电的环境监测装置。
背景技术：
目前农业温室大棚环境的各类环境监测设备基本都是采用有线的方式连接监测器系统，实现数据的传送，虽然对于传感器设备和监测器系统来说，这是非常可靠及稳定的通信方式，但有线方式还是有着很多的不足，普通的在线方式传感器采集的温湿度数据传递到计算机时，必须经过三次模拟量到数字量的信号转换过程，而每次转换都肯定产生精度误差，最终有效数据结果精度低、误差大，其次采用有线方式需要走桥架、布线、配电等， 拆卸也不方便，工程施工量很大。

实用新型内容本实用新型的目的是针对当前现有技术的诸多不足，提供一款集电池供电、超低功耗、传感器采集、无线网络传输于一体的基于无线传感网的环境监测装置。为了实现上述目的，本实用新型基于无线传感网的环境监测装置，包括无线收发模块、传感器信号采集模块、数据处理模块、电源模块和人机接口模块，所述传感器信号采集模块与数据处理模块相连接，将检测到的信号传输给数据处理模块，上述传感器信号采集模块包括温湿度传感器和光照度传感器，所述数据处理模块还与人机接口模块相连接， 接收人机接口模块传输的控制信号，并将处理后的信号传输给人机接口模块进行显示，数据处理模块还与无线收发模块相连接，电源模块为整个装置提供电源。作为本实用新型的进一步改进，无线收发模块包括中国频段780MHZ无线收发芯片和基于STM32超低功耗32位微控制器；作为本实用新型的进一步改进，数据处理控制模块采用TI公司的16位超低功耗单片机 MSP430F425 ；作为本实用新型的进一步改进，温湿度传感器为SHTlO数字温湿度传感器，光照度传感器BPW21数字光照度传感器；作为本实用新型的进一步改进，人机接口模块包括按键、IXD段式液晶显示器；作为本实用新型的进一步改进，电源模块包括3. 6V锂亚电池和电源处理电路。采用上述结构，克服传统布线成本高，难度大，不安全等问题，超低功耗处理，无线数据传输采用超低功耗的无线传感网通信协议栈，自动组建网络，定时、定量工作，有效保证网络的有效性和低功耗，信号采集采用阶段采集方案，采集时间可设定，自由灵活，大大降低了工作量。

结合附图对本实用新型作进一步说明。[0013]图1为本实用新型的结构示意图。图2为光照传感器采集电路原理图。图3为温湿度传感器采集电路原理图。图4为无线收发模块的接口示意图。图5为信号处理流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步描述。图1是本实用新型结构示意图，包括数据处理模块、人机接口模块、传感器信号采集模块、电源模块和无线收发模块，数据处理模块采用TI公司的16位超低功耗单片机 MSP430F425为核心，430的超低功耗可使得整机静态功耗小于3uA，内部集成16位ADC，带 LCD驱动，同时具有一个UART和无线收发模块进行数据交换；人机接口模块包括按键、LCD 段式液晶显示器，其中LCD段式液晶显示器用以在某些场合需要在现场直接观看当前的采集数据，是人机交互最直接的一个模块，本设计作为选配部件。按键是作为人机交互的操作部件，主要用于在调试或参数设定的场合，也是本传感器数据采集上送的触发设备；传感器信号采集模块包括温湿度传感器和光照度传感器，其中温湿度传感器是SHTlO数字温湿度传感器通过数据处理模块处理当前温湿度数据，采取4线制结构。光照度传感器中探头采用德国进口的原装硅光电池，稳定性好，光照数据采集精度高等优点，通过数据处理模块的 16位ADC采集，计算，转化数字光照数据。图2是光照度传感器电路示意图，采用低功耗运放TLC27L2，光照度采用定时采集的方式来省电，利用数据处理模块的管脚Pl. 6提供运放的电源，这样控制运放的供电达到省电，在软件上采取快速读取ADC后立刻关掉运放的供电电源，达到以最快的速度读取光照度数据。模拟量信号通过接数据处理模块的11+和II-，送单片机采集。R9和C5是阻容滤波，保证信号的稳定性。图3是温湿度传感器的电路示意图，通过数据处理模块的P2. 1管脚控制对传感器的供电，然后通过对SHTSDA (P1.7)和SHTSCK (P2. 0)的脚的编程来读取当前温湿度数据。图4是数据处理模块和无线收发模块的接口电路示意图，无线收发模块通过置低HancHn脚以握手的方式来唤醒温湿度传感器和光照度传感器，然后通过T)(D和RXD以 UART9600的方式发送数据，发送结束后自动进入休眠状态，温湿度传感器和光照度传感器接收到数据，解析处理后回送数据，也是采用握手的方式，发送数据放置发送缓冲器后，置低HandOut脚延时5MS，保证无线模块彻底苏醒过来后，立即以一定的波特率(也是9600)发送数据，发送数据结束后立刻进入休眠。图5是信号处理流程，平时处在睡眠状态，从而有效得达到省电效果，只有在外界或内部定时器的作用下才能被唤醒，唤醒后处理各个模块数据并发送出去。本实用新型不局限于上述实施方式，应当指出，对于本领域普通的技术人员来说， 在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种基于无线传感网的环境监测装置，其特征在于包括无线收发模块、传感器信号采集模块、数据处理模块、电源模块和人机接口模块，所述传感器信号采集模块与数据处理模块相连接，将检测到的信号传输给数据处理模块；所述数据处理模块还与人机接口模块相连接，接收人机接口模块传输的控制信号，并将处理后的信号传输给人机接口模块进行显示；所述数据处理模块还与无线收发模块相连接，所述电源模块为整个装置提供电源。
2.根据权利要求1所述的基于无线传感网的环境监测装置，其特征在于所述无线收发模块包括中国频段780MHZ无线收发芯片和基于STM32超低功耗32位微控制器。
3.根据权利要求1所述的的基于无线传感网的环境监测装置，其特征在于所述数据处理模块采用TI公司的16位超低功耗单片机。
4.根据权利要求1、2或3所述的的基于无线传感网的环境监测装置，其特征在于所述传感器信号采集模块包括温湿度传感器和光照度传感器，其中温湿度传感器为SHTlO数字温湿度传感器，光照度传感器为BPW21数字光照度传感器。
5.根据权利要求1、2或3所述的的基于无线传感网的环境监测装置，其特征在于所述人机接口模块包括按键、IXD段式液晶显示器。
6.根据权利要求1、2或3所述的的基于无线传感网的环境监测装置，其特征在于所述电源模块包括3. 6V锂亚电池和电源处理电路。
专利摘要本实用新型公开了一种基于无线传感网的环境监测装置，包括无线收发模块、传感器信号采集模块、数据处理模块、电源模块和人机接口模块，所述传感器信号采集模块与数据处理模块相连接，将检测到的信号传输给数据处理模块，上述传感器信号采集模块包括温湿度传感器和光照度传感器，所述数据处理模块还与人机接口模块相连接，接收人机接口模块传输的控制信号，并将处理后的信号传输给人机接口模块进行显示，数据处理模块还与无线收发模块相连接，实现了无线通信功能，解决传统有线形式存在的问题，同时大大降低了工作量。
文档编号G01J1/00GK202033487SQ201120032388
公开日2011年11月9日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者施春涛, 李振 申请人:南京瀚之显电子科技有限公司