一种新型的基于无线传感器网络的温室监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新型的基于无线传感器网络的温室监测系统，包括温室监测网络模块，由分布在温室内的无线传感器节点构成，用于采集温室中温度、湿度、光照强度等环境变量信息，并通过无线通讯协议把数据发送到数据汇聚中心的网关节点上；数据汇聚中心，采用由ARM9为微处理器的网关节点，用于对监测中心的节点数据进行汇总和融合，并通过GSM消息模式发送给远程监测中心；远程监测中心，用于实时接收到温室环境变量的信息，并可通过上位机软件对数据进行存储和处理。本发明专利技术在温室内传感器节点单跳距离在40‑60米之间可进行良好的通讯，系统稳定、可靠，能满足温室各种传感器信息的采集和发布。 1

【技术实现步骤摘要】
一种新型的基于无线传感器网络的温室监测系统
本专利技术涉及温室监测领域，具体涉及一种新型的基于无线传感器网络的温室监测系统。
技术介绍
随着设施农业不断发展，我国温室大棚面积逐年增加，据不完全统计，目前全国设施种植面积达几百万公顷，温室设施产品生产企业已达上百家。温室工程为解决我国城乡居民菜篮子和农民增收，为推进农业结构调整发挥了重要作用，温室种植已在农业生产中占有重要地位。随着设施农业的发展，工厂化、集约化程度的不断提高，对设施农业环境工程调控技术与设施的要求也越来越高。在工厂化高效农业科技产业项目中，建立现代化的智能温室是其重要的组成部分。温室环境自动控制技术是现代设施农业领域中温室控制的核心内容，智能化温室是集农业科技的高、精尖技术和计算机自动控制技术于一体的先进的农业生产设施，是现代农业科技向产业转化的物质基础，它能营造相对独立的作物生产环境，摆脱传统农业对自然环境的高度依赖。由于我国农业现代化水平较低，农业劳动力过剩，温室的一次投资大，资金短缺以及对操作人员的素质要求比较高等因素，限制了温室控制技术在温室产业中的广泛应用。目前，国内的一些大中型温室其控制系统主要采用以下两种形式：一是温室单片机控制系统。这种系统充分发挥单片机抗干扰能力强、数据采集方便快捷、体积小、性能价格比优越等优点。华北型连栋温室自动控制系统就是采用这种控制系统，它能很好地完成环境监测、控制、存储及通信功能。二是以工业控制计算机为核心的温室控制系统。这两种控制系统一般都位于温室现场，给管理造成不方便。另外，国内温室自动控制系统虽能较好地完成数据采信、显示与存储功能，但对环境因子的控制水平、控制精度还有待进一步提高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种新型的基于无线传感器网络的温室监测系统。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种新型的基于无线传感器网络的温室监测系统，包括温室监测网络模块，由分布在温室内的无线传感器节点构成，用于采集温室中温度、湿度、光照强度等环境变量信息，并通过无线通讯协议把数据发送到数据汇聚中心的网关节点上；数据汇聚中心，采用由ARM9为微处理器的网关节点，用于对监测中心的节点数据进行汇总和融合，并通过GSM消息模式发送给远程监测中心；远程监测中心，用于实时接收到温室环境变量的信息，并可通过上位机软件对数据进行存储和处理。所述无线传感器节点包括传感器层，由多个传感器模块构成，用于目标数据的采集，所采集到的数据依次经噪音抑制模块、增益放大模块输出至信息处理层；源速率调整模块，用于进行各个传感器节点速率的计算，并根据预设的算法进行各个传感器节点源速率的调整；效用模型优化模块，用于通过转发能量来体现各传感器节点之间的协同工作，将一个节点和沿着其路由路径的所有节点构成一个协作体，在此基础上进行联合建模，并根据建模结果完成各传感器节点位置的调整；信息处理层，由多个信息处理设备构成，各信息处理设备作为相应的传感器的上级设备，用于对传感器上传的信息进行处理，并对传感器进行协同控制，还用于各传感数据内传感器身份信息的识别，一旦未发现某一个传感器的身份信息则启动报警模块进行报警；信息融合层，由多个情报融合设备构成，作为各信息处理设备的上级设备，用于接收各信息处理设备上报的信息，并进行融合处理，形成情报信息。所述传感器模块采用的是邯山永星电子研发的YX-GZ光照传感器、Yx-WSD空气温湿度传感器。所述处理器模块由微控制器及其外围电路组成，用于负责整个传感节点的设备控制、任务调度、模式调整、功能协调、通信协议的实现和数据整合与存储。所述无线通信模块采用GSM无线通讯模块。所述温室监测系统基于最小跳数的无线传感器网络自组织路由协议，所有节点只要记忆自己的上行转发队列和最小跳数，就可以实现信息路由。其中，数据包按照流向被分为两类：始于传感节点的数据称为上行数据，终于传感节点的数据称为下行数据，下行数通过广播方式发送；而上行数据的传输按照网络初始化时生成的路由信息表进行。本专利技术在温室内传感器节点单跳距离在40-60米之间可进行良好的通讯，系统稳定、可靠，能满足温室各种传感器信息的采集和发布。附图说明图1为本专利技术实施例中传感器节点流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种新型的基于无线传感器网络的温室监测系统，包括温室监测网络模块，由分布在温室内的无线传感器节点构成，用于采集温室中温度、湿度、光照强度等的环境变量信息，并通过无线通讯协议把数据发送到数据汇聚中心的网关节点上；数据汇聚中心，采用由ARM9为微处理器的网关节点，用于对监测中心的节点数据进行汇总和融合，并通过GSM消息模式发送给远程监测中心；远程监测中心，用于实时接收到温室环境变量的信息，并可通过上位机软件对数据进行存储和处理。如图1所示，所述无线传感器节点包括传感器层，由多个传感器模块构成，用于目标数据的采集，所采集到的数据依次经噪音抑制模块、增益放大模块输出至信息处理层；源速率调整模块，用于进行各个传感器节点速率的计算，并根据预设的算法进行各个传感器节点源速率的调整；效用模型优化模块，用于通过转发能量来体现各传感器节点之间的协同工作，将一个节点和沿着其路由路径的所有节点构成一个协作体，在此基础上进行联合建模，并根据建模结果完成各传感器节点位置的调整；信息处理层，由多个信息处理设备构成，各信息处理设备作为相应的传感器的上级设备，用于对传感器上传的信息进行处理，并对传感器进行协同控制，还用于各传感数据内传感器身份信息的识别，一旦未发现某一个传感器的身份信息则启动报警模块进行报警；信息融合层，由多个情报融合设备构成，作为各信息处理设备的上级设备，用于接收各信息处理设备上报的信息，并进行融合处理，形成情报信息本具体实施中所述传感器模块采用的是邯山永星电子研发的YX-GZ光照传感器、Yx-WSD空气温湿度传感器。光照控制分为两个部分。其中一个部分是温室的外遮阳系统，传感器根据室外的太阳光照强度来控制遮阳设备或者保温棉被，另一个部分是温室内的补光系统。这两种光照控制基本类似。系统对于灯光的控制分为24小时制，工作人员可以设置不同时间段的光照组合强度，系统通过当前运行的时间和用户设定的时间光照强度来自动控制外遮阳系统和灯光的组合，完成不同植物对于环境中的不同光照要求。且可以模拟全天候日照量。数据采集控制系统根据光照度传感器送回的光照强度与设定时间段的光照强度比较，自动控制外遮阳系统和补光灯的组合个数、来满足光照强度的要求。温度控制方案中主要依靠温度传感器、水帘、负压风机降温系统、加热系统、天窗、侧窗通风系统等设备配合工作。原则上要求系统温控力求做到精度高、稳定性好、动作频次少、节能环保。系统中的水帘、负压风机降温系统，在将温度过程的同时对环境湿度的有所增加，可有效地减少湿度控制系统的负担，节约了运行成本。系统首先根据温度传感器送回温度信息的前十几组数据经过偏移修正后判断当前室内环境的温度变化趋势，结合设定的环境温度值和环境温度允许波动值，由系统内部逻辑判断机制决定是否开启相应的调温装置。这其中的参数又取决与室外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型的基于无线传感器网络的温室监测系统，其特征在于，包括：

【技术特征摘要】
1.一种新型的基于无线传感器网络的温室监测系统，其特征在于，包括：温室监测网络模块，由分布在温室内的无线传感器节点构成，用于采集温室中的环境变量信息，并通过无线通讯协议把数据发送到数据汇聚中心的网关节点上；数据汇聚中心，采用由ARM9为微处理器的网关节点，用于对监测中心的节点数据进行汇总和融合，并通过GSM消息模式发送给远程监测中心；远程监测中心，用于实时接收到温室环境变量的信息，并可通过上位机软件对数据进行存储和处理。2.如权利要求1所述的一种新型的基于无线传感器网络的温室监测系统，其特征在于，所述无线传感器节点包括传感器层，由多个传感器模块构成，用于目标数据的采集，所采集到的数据依次经噪音抑制模块、增益放大模块输出至信息处理层；源速率调整模块，用于进行各个传感器节点速率的计算，并根据预设的算法进行各个传感器节点源速率的调整；效用模型优化模块，用于通过转发能量来体现各传感器节点之间的协同工作，将一个节点和沿着其路由路径的所有节点构成一个协作体，在此基础上进行联合建模，并根据建模结果完成各传感器节点位置的调整；信息处理层，由多个信息处理设备构成，各信息处理设备作为相应的传感器的上级设备，用于对传感器上传的信息进行处理，并对传感器进行协同控制，还用于各传感数据内传感器身份信息的识别，一旦未发现某一个传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淑华，
申请(专利权)人：吉林农业科技学院，
类型：发明
国别省市：吉林,22