专利名称：一种基于物联网的野外环境监测球的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种环境监测装置，特别是涉及一种能够实现对野外环境进行无维护监测的基于物联网的野外环境监测球。
背景技术：
目前，物联网的概念自1999年提出，发展迅速，已经成为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。世界各国的未来信息化发展战略，均从不同概念向物联网演进。在中国，物联网技术已从实验室阶段走向实际应用，国家电网、机场安保、物流等领域已出现物联网身影。但在地理环境监测领域的应用却很鲜见，为了提高监测数据的全面性、可靠性与稳定性，急需开发采用物联网技术的监测设备。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构简单、设计合理，数据传输速率低、功耗低、协议简单的基于物联网的野外环境监测球。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是包括密封球体，所述的密封球体的内部设有中央处理电路，内部顶端设有环境检测传感器，内部下端空腔填充有稳定平衡填充物，密封球体外侧底部设有土壤检测传感器，环境检测传感器、土壤检测传感器分别与中央处理电路有信息交换通道，密封球体外侧顶部安装有天线，内侧的上半部分集成安装有环形太阳能极板，环形太阳能极板分别与中央处理电路、环境检测传感器、土壤检测传感器连接，所述的中央处理电路包括外围接口模块、无线通讯模块、核心处理模块、电源管理模块，无线通讯模块通过天线将数据发送到指定的中心数据处理平台，外围接口模块连接环境检测传感器、土壤检测传感器，电源管理模块用于电源的管理，实现中央处理电路、环境检测传感器、土壤检测传感器白天由环形太阳能极板供电，夜晚由锂电池供电。本实用新型的优点是1.结构简单、设计合理，降低制造难度和成本；2.供电装置采用太阳能供电，内置锂电池，利用电源管理模块实现供电系统的长期免维护；3.应用ZIGBEE的自组网技术，对于网络节点扩展与丢失无需人为干预；4. S3C6410作为核心处理模块，为系统提供了强大的功能扩展余地；5.采用封闭球体设计、内加稳定填充物，节点布设可采用多种方式，应用环境广泛;6.本装置可根据需要添加多种传感器，满足环境监测信息采集的需要。

图1是本实用新型的整体结构示意图；图2是本实用新型的中央处理电路原理框图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。由图1-图2可知，本实用新型包括密封球体3，所述的密封球体3的内部设有中央处理电路4，内部顶端设有环境检测传感器1，内部下端空腔填充有稳定平衡填充物5，密封球体3外侧底部设有土壤检测传感器6，环境检测传感器1、土壤检测传感器6分别与中央处理电路4有信息交换通道，密封球体3外侧顶部安装有天线7，内侧的上半部分集成安装有环形太阳能极板2，环形太阳能极板2分别与中央处理电路4、环境检测传感器1、土壤检测传感器6连接，所述的中央处理电路4包括外围接口模块9、无线通讯模块8、核心处理模块10、电源管理模块11，无线通讯模块8通过天线7将数据发送到指定的中心数据处理平台，外围接口模块9连接环境检测传感器1、土壤检测传感器6，电源管理模块11用于电源的管理，实现中央处理电路4、环境检测传感器1、土壤检测传感器6白天由环形太阳能极板2供电，夜晚由锂电池供电。所述的无线通讯模块8以ZIGBEE方式联网，将数据发送到指定中心数据处理平台。所述的无线通讯模块8采用多信道并用的方式传输图像信息。所述的无线通讯模块8中包含GPRS单元，GPRS单元用于传输图像信息。所述的核心处理模块10米用S3C6410处理器。所述的密封球体3的外形为密封的球体。本实用新型在图1为系统整体结构图，野外环境监测球作为一个监测节点，密封球体3采用球体形状，内加稳定填充物5，增加节点的稳定性，并保证环形太阳能极板2向上，接收太阳光；顶部设天线7，可增加节点数据数传播距离，底部可根据需要加设土壤检测传感器6等探针装置，可检测地下环境参数，内上半部覆盖环形太阳能极板2，整体结构采用封闭式，进行防水处理，因此节点可布置于水上环境。图2为中央处理电路原理框图，中央处理电路4由外围接口模块9、无线通讯模块8、核心处理模块10、电源管理模块11四个部分组成，通过外围接口模块9与各传感设备连接，如监测温湿度、大气、环境等传感器，将这些传感设备的数据进行读取并通过核心处理模块10处理后，通过无线通讯模块8，按照既定网络协议，如无线通讯模块8内含的GPRS单元、ZIGBEE等方式联网发送到指定中心数据处理平台。ZIGBEE技术具有数据传输速率低、功耗低、协议简单、成本低、网络容量大、时延短的特点。同时提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用先进加密标准-128 (AES-128)加密算法，具有较好的安全性。针对有效覆盖范围近的缺点，提升发射功率，直射范围内覆盖距离可达到IKM ;如果传输图像等大数据，可采用多信道并用的方法提升数据传输率，或者采用增加GPRS模块单独传输图像信息，但会增加网络使用费。本实用新型由于采用ZIGBEE技术，利用太阳能供电，监测点的布置与后期管理基本可以达到零干预、零成本，是一种理想的地理环境监测装置。
权利要求1.一种基于物联网的野外环境监测球，包括密封球体(3)，其特征在于所述的密封球体(3)的内部设有中央处理电路(4)，内部顶端设有环境检测传感器(I)，内部下端空腔填充有稳定平衡填充物(5)，密封球体(3)外侧底部设有土壤检测传感器￠)，环境检测传感器(I)、土壤检测传感器(6)分别与中央处理电路(4)有信息交换通道，密封球体(3)外侧顶部安装有天线(7)，内侧的上半部分集成安装有环形太阳能极板(2)，环形太阳能极板(2)分别与中央处理电路(4)、环境检测传感器(I)、土壤检测传感器(6)连接，所述的中央处理电路(4)包括外围接口模块(9)、无线通讯模块(8)、核心处理模块(10)、电源管理模块(11)，无线通讯模块(8)通过天线(7)将数据发送到指定的中心数据处理平台，外围接口模块(9)连接环境检测传感器(I)、土壤检测传感器(6)，电源管理模块(11)用于电源的管理，实现中央处理电路(4)、环境检测传感器(I)、土壤检测传感器￠)白天由环形太阳能极板⑵供电，夜晚由锂电池供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的野外环境监测球，其特征在于所述的无线通讯模块(8)以ZIGBEE方式联网，将数据发送到指定中心数据处理平台。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的野外环境监测球，其特征在于所述的无线通讯模块(8)采用多信道并用的方式传输图像信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的野外环境监测球，其特征在于所述的无线通讯模块(8)中包含GPRS单元，GPRS单元用于传输图像信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的野外环境监测球，其特征在于所述的核心处理模块(10)采用S3C6410处理器。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的野外环境监测球，其特征在于所述的密封球体(3)的外形为密封的球体。
专利摘要本实用新型涉及一种能够实现对野外环境进行无维护监测的基于物联网的野外环境监测球，包括密封球体，密封球体的内部设有中央处理电路，内部顶端设有环境检测传感器，内部下端空腔填充有稳定平衡填充物，密封球体外侧底部设有土壤检测传感器，侧顶部安装有天线，内侧的上半部分集成安装有环形太阳能极板，中央处理电路包括外围接口模块、无线通讯模块、核心处理模块、电源管理模块。本实用新型结构简单、设计合理，由于采用ZIGBEE技术，利用太阳能供电，监测点的布置与后期管理基本可以达到零干预、零成本，是一种理想的地理环境监测装置。
文档编号G01D21/02GK202904856SQ20122055068
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者薛泽利, 丛培才, 顾成林, 陈欣欣, 李金鑫, 张伟光, 石磊 申请人:佳木斯大学