一种温室大棚用无线传感器的网络节点制造技术

本发明专利技术涉一种太阳能供电的无线传感器网络节点模块，包括微控制器、存储器、无线通讯模块、能量管理模块、传感器、A/D转换器、LCD显示屏、定位模块、驱动模块和供电单元；所述能量管理模块、A/D转换器、LCD显示屏、定位模块、驱动模块、存储器、无线通讯模块和供电单元分别与微控制器相连，所述A/D转换器与传感器相连，所述能量管理模块分别与传感器、LCD显示屏、定位模块、驱动模块、存储器和无线通讯模块相连；所述供电单元包括太阳能电池板、太阳能充电模块、可充电锂电池和稳压电路，所述太阳能电池板和可充电锂电池分别与太阳能充电模块相连，太阳能充电模块通过稳压电路连接到微控制器。本发明专利技术实用性强，适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种温室大棚用无线传感器的网络节点
本专利技术涉及无线传感器网络
，尤其涉及一种温室大棚用无线传感器的网络节点。
技术介绍
温室环境控制是通过改变环境因子（如温度、湿度、光照度CO2浓度等）来获得作物生长的最佳条件。目前，国内的温室监控系统主要采用有线方式实现上位机与下位机之间的信息传输。这种有线传输方式是温室内的信号线和动力线交织在一起，可靠性降低，安装维护不方便，不利用农业机器人等移动设备的作业，采用这种方式建立起来的温室监控系统功能可扩展性和传感器布置的灵活性差。随着科学技术的发展，高科技不断被应用到温室环境控制中，温室环境控制工作日益走向高科技、智能化、系统化、综合化。环境监测是一类典型的传感器网络的应用。与传统的环境监控手段相比，使用传感器网络进行环境监控有三个显着的优势：一是传感器节点的体积很小且整个网络只需要部署一次，因此部署传感器网络对监控环境的人为影响很小。这一点在对外来生物活动非常敏感的环境中尤其重要。二是传感器网络节点数量大，分布密度高，每个节点可以检测到局部环境的详细信息并汇总到基站，因此传感器网络具有数据采集量大，精度高的特点。三是无线传感器节点本身具有一定的计算能力和存储能力，可以根据物理环境的变化进行较为复杂的监控，传感器节点还具有无线通信能力，可以在节点间进行协同监控。通过增大电池容量和提高电池使用效率，以及采用低功耗的无线通信模块和无线同协议可以使传感器网络的生命期延长很长时间，这保证了传感器网络的实用性。节点的计算能力和无线通信能力使得传感器网络能够重新编程和重新部署，对环境变化、传感器网络自身变化以及网络控制指令做出及时反应，因而传感器网络适用于多种环境监测应用中。
技术实现思路
本专利技术提供一种温室大棚用无线传感器网络节点，本专利技术的无线传感器网络节点，具有较高集成度，同时具备低成本、低能耗、高效率、寿命长、反应灵敏等优点。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种温室大棚用无线传感器的网络节点，包括微控制器、能量管理模块、A/D转换器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器、存储器、无线通讯模块、LCD显示屏和电源供给模块；所述能量管理模块、A/D转换器、存储器、无线通讯模块、LCD显示屏和电源供给模块分别与微控制器相连；所述空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器分别与A/D转换器相连；所述能量管理模块分别与温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器、存储器、无线通讯模块、LCD显示屏相连；所述电源供给模块包括太阳能电池板、太阳能充电模块、稳压电路、可充电锂电池、转换器和普通电池，太阳能电池板和可充电锂电池分别与太阳能充电模块相连，太阳能充电模块与稳压电路相连，稳压电路和普通电池分别与转化器相连，转换器连接到微控制器；所述的太阳能电池板为圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电池板为椭圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半椭球状曲面。将温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器安装在温室大棚的适当位置，传感器采集信号后即将信号传送给A/D转换器，A/D转换器将模拟信号转化为数字信号后传递给微处理器，微处理器处理信号后通过无线通讯模块将信号传送出去。同时能量管理模块能够为工作在不同电压下的其他各个部分提供适合的工作电压。所述LCD显示屏用于信息显示。所述驱动装置用于发生泄漏时将空气泵打开，对燃气管道泄漏点进行应急处理，将泄漏的气体排出，减小泄漏点的压强，防止事故的进一步恶化。本专利技术采用普通电池和太阳能电池板相结合的方式为节点供电，一方面太阳能电池板将太阳能转化为电能为整个节点供电，另一方面，当遇到连续阴雨天，太阳能供电不足时，可以通过转换器转换为普通电池进行供电，当太阳能电池板能够转化光能为节点供电时，转换器又会自动切换为太阳能供电，这种供电方式既节能又能够延长了无线传感器网络节点的寿命。优选地，所述存储器为RAM和ROM。优选地，所述无线通讯模块为Zigbee通讯模块。优选地，微控制器为CC2430芯片。所述核心处理单元核心处理器为CC2430芯片，该芯片采用高性能和低功耗的8051微控制器核，具有高达128KB可编程闪存和8KB的RAM等片上资源。优选地，所述LCD显示器为1602液晶显示器。优选地，所述凸透镜层上的六棱凸透镜的焦点都落在太阳能电池板上。本专利技术的无线传感器网络节点，具有较高集成度，同时具备低成本、低能耗、高效率、寿命长等优点，实用性强，适用范围广。本专利技术的太阳能电池板其上具有向上拱起的半球状或者半椭球状的凸透镜层，一方面凸透镜具有聚光能力，能够增加太阳能电池板的光照强度，另一方面向上拱起的半球状或者半椭球状曲面能够增加受光面积，从而也能增加太阳能电池板的光照强度，光照强度增加，太阳能电池板的光电转化效率也增加。附图说明图1为本专利技术的模块示意图；图2为太阳能电池板的具体结构示意图。具体实施方式实施例1一种温室大棚用无线传感器的网络节点，其特征在于：包括微控制器、能量管理模块、A/D转换器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器、存储器、无线通讯模块、LCD显示屏和电源供给模块；所述能量管理模块、A/D转换器、存储器、无线通讯模块、LCD显示屏和电源供给模块分别与微控制器相连；所述空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器分别与A/D转换器相连；所述能量管理模块分别与温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器、存储器、无线通讯模块、LCD显示屏相连；所述电源供给模块包括太阳能电池板、太阳能充电模块、稳压电路、可充电锂电池、转换器和普通电池，太阳能电池板和可充电锂电池分别与太阳能充电模块相连，太阳能充电模块与稳压电路相连，稳压电路和普通电池分别与转化器相连，转换器连接到微控制器；所述的太阳能电池板1为圆形，其上设有凸透镜层2，所述的凸透镜层2是由焦距不同的六棱形凸透镜3组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电池板1为椭圆形，其上设有凸透镜层2，所述的凸透镜层2是由焦距不同的六棱形凸透镜3组成的向上拱起的半椭球状曲面。所述存储器为RAM和ROM。所述无线通讯模块为Zigbee通讯模块。微控制器为CC2430芯片。所述LCD显示器为1602液晶显示器。所述凸透镜层2上的六棱凸透镜3的焦点都落在太阳能电池板1上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温室大棚用无线传感器的网络节点，其特征在于：包括微控制器、能量管理模块、A/D转换器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器、存储器、无线通讯模块、LCD显示屏和电源供给模块；所述能量管理模块、A/D转换器、存储器、无线通讯模块、LCD显示屏和电源供给模块分别与微控制器相连；所述空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器分别与A/D转换器相连；所述能量管理模块分别与温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器、存储器、无线通讯模块、LCD显示屏相连；所述电源供给模块包括太阳能电池板、太阳能充电模块、稳压电路、可充电锂电池、转换器和普通电池，太阳能电池板和可充电锂电池分别与太阳能充电模块相连，太阳能充电模块与稳压电路相连，稳压电路和普通电池分别与转化器相连，转换器连接到微控制器；所述的太阳能电池板（1）为圆形，其上设有凸透镜层（2），所述的凸透镜层（2）是由焦距不同的六棱形凸透镜（3）组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电池板（1）为椭圆形，其上设有凸透镜层（2），所述的凸透镜层（2）是由焦距不同的六棱形凸透镜（3）组成的向上拱起的半椭球状曲面。

【技术特征摘要】
1.一种温室大棚用无线传感器的网络节点，其特征在于：包括微控制器、能量管理模块、A/D转换器、空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器、存储器、无线通讯模块、LCD显示屏和电源供给模块；所述能量管理模块、A/D转换器、存储器、无线通讯模块、LCD显示屏和电源供给模块分别与微控制器相连；所述空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器分别与A/D转换器相连；所述能量管理模块分别与温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器、存储器、无线通讯模块、LCD显示屏相连；所述电源供给模块包括太阳能电池板、太阳能充电模块、稳压电路、可充电锂电池、转换器和普通电池，太阳能电池板和可充电锂电池分别与太阳能充电模块相连，太阳能充电模块与稳压电路相连，稳压电路和普通电池分别与转化器相连，转换器连接到微控制器；所述的太阳能电池板（1）为圆形，其上设有凸透镜层（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞平，
申请(专利权)人：刘瑞平，
类型：发明
国别省市：山东,37