专利名称：农作物种子催芽环境的无线传感器网络监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种网络实时监测系统，尤其涉及一种无线传感器网络监测系统，用 于对农作物种子催芽环境进行监测。
背景技术：
传统的种子催芽主要依靠人工完成，观察周期长，操作复杂，准确度得不到保证， 一旦发生意外，播种时间就会延误，造成资源的浪费和经济的损失。所以，传统的种子催芽 技术，难以适应农业机械化和自动化发展的要求，必将在科技发展的潮流中被众多高科技 产品所淘汰。目前，国内的种子催芽技术依然停留在效率较低的人工操作中，有线方式的最 大缺点是在温室内布线非常麻烦，有时是不可能的。近年来，无线传感器网络由于使用免许 可证的ISM波段、免布线、低功耗、低数据量、扩充方便的特点而在农业种植领域备受关注。 在温室催芽区内应用无线传感器网络，可以任意布点，依靠太阳能供电，对生产过程没有干 扰，正被农业工程师所看好。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种无线传感器网络监测系统，适应大规模农作物种子 催芽环境。本发明所采用的技术方案如下一种农作物种子催芽环境的无线传感器网络监测系统，包括两个以上无线传感节 点和一个汇聚节点，无线传感节点和汇聚节点通过多跳无线通讯协议构建成无线传感器网络。无线传感节点包括无线节点微处理器、温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、pH 传感器、无线传输模块、GPS模块和太阳能储能电池。温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、 PH传感器、无线传输模块和GPS模块均连接于无线节点微处理器，太阳能储能电池分别对 无线节点微处理器、无线传输模块和GPS模块供电。无线传感节点通过带有的温度传感器、湿度传感器、氧气传感器和pH传感器对本 节点所辖地域的环境和土壤信息进行采集和储存，将采集到信息汇同本节点的GPS信息一 同通过无线传输协议发送给相邻的无线传感节点，再由相邻的无线传感节点将数据以接力 赛的方式发送给下一个无线传感节点，直至把数据发送到汇聚节点为止。各个无线传感节点之间相距80-120米。汇聚节点为一台计算机终端，对接受到的无线传感节点数据进行处理并显示，结 合GPS定位信息，对相应区域内的环境和土壤的温度、湿度、氧气和pH值进行监测，以使及 时、准确和高效地了解局部地区和整个区域的参数变化，从而为实现农业机械化和种子催 芽自动化提供必要参考。本发明技术方案实现的有益效果本发明公开的一种农作物种子催芽环境的无线传感器网络监测系统，包括两个以上无线传感节点和一个汇聚节点，无线传感节点和汇聚节点通过多跳无线通讯协议互相构 建成无线传感器网络。无线传感节点将探测到的环境和土壤信息以接力赛的方式在无线传 感节点之间传递，直至把数据发送到汇聚节点。本发明技术方案相比传统技术，有利于对所有产品的控制。能实现对种子催芽环 境状况的快速、准确和实时的判断。无线传感节点结构完善，整个测量装置由一个无线节 点微处理器、温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、PH传感器、无线传输模块、GPS模块和 太阳能储能电池组成。网络监测系统测量精度高，提高发芽率，有效减少资源的浪费，减少 人力资源，有利于大规模生产，提高劳动生产率，提高经济效益。利用无线传输方式，可免布 线，依靠太阳能供电而为无线节点提供不间断电源。


图1为本发明无线传感器网络监测系统一实施例的结构方框图；图2为本发明无线传感节点一实施例的结构方框图。
具体实施例方式以下结合附图详细描述本发明的技术方案。如图1所示，本发明无线传感器网络监测系统，包括四个无线传感节点11，12，13， 14和一个汇聚节点2，四个无线传感节点11，12，13，14和汇聚节点2通过多跳无线通讯协 议互相构建成无线传感器网络。如图2所示，本发明无线传感节点，包括无线节点微处理器101、温度传感器102、 湿度传感器103、氧气传感器104、pH传感器105、无线传输模块106、GPS模块107和太阳能 储能电池108。温度传感器102、湿度传感器103、氧气传感器104、pH传感器105、无线传输 模块106和GPS模块107均连接于无线节点微处理器101，太阳能储能电池108分别对无线 节点微处理器101、无线传输模块106和GPS模块107供电。本实施例中，无线节点微处理器101采用德州仪器公司的MSP430F149型，其内部 有60KB的程序存储器，2KB数据存储器，2个USART接口和32KHz外接低频晶体振荡器。温 度传感器102采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20。湿度传感器103为 MSOl型硅湿敏电阻器。氧气传感器104为霍尼韦尔含氧量传感器KGZ-10。pH传感器105 为北京市中西远大科技有限公司M30624型。无线传输模块106为成都力源单片机技术有 限公司PTR6000型，GPS模块107为Garman公司GPS25LP型。太阳能储能电池108规格为 9V3W。结合图1和图2，在种植园内均勻分散布置无线传感节点11，12，13，14，汇聚节点 2为一台计算机，放在种植园信息管理中心。无线传感节点之间相隔距离100米。无线传 感节点11通过无线节点微处理器101定时从温度传感器102、湿度传感器103、氧气传感器 104和pH传感器105采集数据，并存储在内部RAM中，同时定时从GPS模块107读取全球 经纬度坐标数据，并将GPS数据和传感器数据组装成一个数据帧，通过无线传输模块106发 送给相邻的无线传感节点12。同样，无线传感节点12、13和14也按照无线传感节点11相 同的工作方式完成辖区内的信息传感和无线发送。正常情况下，无线传感节点11的下一个 目标节点是无线传感节点12 ；无线传感节点13的下一个目标节点是无线传感节点14。如果由于某种原因(如CPU故障、太阳能储能电池电力耗尽等)造成无线传感节12点不能工 作，无线传感节点11将在与无线传感节点12通信失效情况下，自动搜索周围其它节点，将 数据转发给无线传感节点13或者无线传感节点14，并通过无线传感节点13的转发将数据 传给汇聚节点14。据此模式可以构建具有冗余无线路由的无线传感器网络系统，以提高网 络的通信可靠性。
权利要求
一种农作物种子催芽环境的无线传感器网络监测系统，其特征是包括两个以上无线传感节点和一个汇聚节点，无线传感节点和汇聚节点通过多跳无线通讯协议构建成无线传感器网络。
2.根据权利要求1所述的农作物种子催芽环境的无线传感器网络监测系统，其特征是 所述的无线传感节点包括无线节点微处理器、温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、PH传 感器、无线传输模块、GPS模块和太阳能储能电池；所述的温度传感器、所述的湿度传感器、 所述的氧气传感器、所述的PH传感器、所述的无线传输模块和所述的GPS模块均连接于所 述的无线节点微处理器；所述的太阳能储能电池分别对所述的无线节点微处理器、所述的 无线传输模块和所述的GPS模块供电。
3.根据权利要求1所述的农作物种子催芽环境的无线传感器网络监测系统，其特征是 各个所述的无线传感节点之间相距80-120米。
全文摘要
一种农作物种子催芽环境的无线传感器网络监测系统，其特征是包括两个以上无线传感节点和一个汇聚节点，无线传感节点和汇聚节点通过多跳无线通讯协议互相构建成无线传感器网络。本发明技术方案无线传感节点结构完善，整个测量装置由一个无线节点微处理器、温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、pH传感器、无线传输模块、GPS模块和太阳能储能电池组成。网络监测系统测量精度高，提高发芽率，有效减少资源的浪费，减少人力资源，有利于大规模生产，提高劳动生产率，提高经济效益。利用无线传输方式，可免布线，依靠太阳能供电而为无线节点提供不间断电源。
文档编号G01D21/02GK101944281SQ20101022725
公开日2011年1月12日 申请日期2010年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者倪紫燕, 孙世滔, 张伟, 缪聪聪, 许晨 申请人:嘉兴学院