一种用于测量植物LAI数据的高续航型无线传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于测量植物LAI数据的高续航型无线传感器，包括包括供电单元、检测单元、控制单元、射频通信单元；所述控制单元分别与所述供电单元、所述检测单元、所述射频通信单元电性连接，所述供电单元还与植物连接，所述供电单元用于采集植物中的生物电，并利用所述生物电向所述控制单元供电，本实用新型专利技术提出的无线传感器能够利用生物能对本体进行供电，且能够改善由于当前时刻照射不到日光、无风等原因造成的无线传感器供电不稳的情况，在利用植物生物电供电的同时，还可以使用太阳光谱不同波段光在散射光中所占的比例的差异来近似测量直射光透过率，且通过检测单元检测的的光透射率值得到植物的LAI数据。

A high range wireless sensor for measuring Lai data of plants

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量植物LAI数据的高续航型无线传感器
本技术属于无线传感装置
，具体涉及一种用于测量植物LAI数据的高续航型无线传感器。
技术介绍
无线传感器的组成模块封装在一个外壳内，构成无线传感器网络节点，由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微型节点，通过自组织的方式构成网络。传统的无线传感器装置是利用太阳能、风能和热能等供电，而这些设计通常受到有限的通信距离或成本的影响，此外，这些自然能量在可用性较差，且极其不稳定，从而导致不能对无线传感器装置进行持续稳定的供能，实现不了持续监测，为此我们提出一种用于测量植物LAI数据的高续航型无线传感器。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于测量植物LAI数据的高续航型无线传感器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种用于测量植物LAI数据的高续航型无线传感器，包括包括供电单元、检测单元、控制单元、射频通信单元；所述控制单元分别与所述供电单元、所述检测单元、所述射频通信单元电性连接，所述供电单元还与植物连接，所述供电单元用于采集植物中的生物电，并利用所述生物电向所述控制单元供电，所述控制单元用于获取所述检测单元的光透射率值，并根据所述检测单元的光透射率值得到植物的LAI数据，所述检测单元与所述植物连接，所述控制单元还用于将所述LAI数据转换为电信号，并控制所述射频通信单元发送所述电信号。进一步的，所述供电单元包括采集单元、储能电容、电压变换器；所述采集单元包括至少两个采集针，所述采集单元用于采集所述植物中的生物电，其中所述采集针作为电极插入所述植物中。进一步的，所述采集单元还与所述储能电容电性连接，所述电压变换器的输入端与所述采集单元连接，所述电压变换器的输出端与所述储能电容连接，所述储能电容用于存储所述采集单元采集的生物电，以此可以通过采集单元采集植物中的生物电，并将采集到的生物电送至储能电容进行存储，以备供电所需。进一步的，所述检测单元包括PAR检测传感器，所述PAR检测传感器与信号调整电路相连接；所述信号调整电路与所述控制单元连接，所述信号调整电路还与所述供电单元连接，所述PAR监测传感器用作太阳光线透射率的间接感知，由冠层下传感器垂直向上观测时接受到的太阳直射光在冠层内的衰减符合Beer-Lambert定律，可以使用太阳光谱不同波段光在散射光中所占的比例的差异来近似测量直射光透过率。进一步的，所述无线传感器还包括温度检测器，所述温度检测器与所述控制单元连接，所述温度检测器用于检测温度，所述控制单元用于获取所述温度检测器检测到的温度数据。以此不仅可以检测植物的生长情况，还能检测植物生长环境的变化。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术提出的一种用于测量植物LAI数据的高续航型无线传感器能够利用生物能对本体进行供电，且能够改善由于当前时刻照射不到日光、无风等原因造成的无线传感器供电不稳的情况，在利用植物生物电供电的同时，还可以使用太阳光谱不同波段光在散射光中所占的比例的差异来近似测量直射光透过率，且通过检测单元检测的的光透射率值得到植物的LAI数据。附图说明图1为本技术的无线传感器单元分布图；图2为本技术的检测单元结构示意图；图中：10-无线传感器；100-供电单元；200-检测单元；300-控制单元；400-射频通信单元。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本实施例提供一种无线传感器10，该无线传感器10用于与植物连接。一方面，该植物可以作为供电植物向该无线传感器10提供生物电，另一方面，该植物可以作为测量对象，无线传感器10可以测量该植物的LAI数据，控制单元300分别与供电单元100、检测单元200、射频通信单元400连接。本实施例中，优选的，供电单元100作为采集生物电的装置，与植物连接，该供电单元100可以是板状、条状、爪形，该供电单元100上设有电极，该电极直接与植物接触以获取植物中的生物电。供电单元100的具体形状不应理解为对本申请的限制，只要能够采集并存储生物电即可，供电单元100可以采集植物中的生物电，并利用生物电向控制单元300供电。供电单元100采集的生物电还可用于向检测单元200、射频通信单元400进行供电。本实施例中，优选的，控制单元300可以获取检测单元200的光透射率值，并根据检测单元200的光透射率值得到植物的LAI数据，其中检测单元200作为检测环境数据的装置，可以与植物连接。若需检测的环境数据还包括温度、湿度数据，该无线传感器10还可包括用于检测温度的温度检测器、用于检测湿度的湿度传感器，控制单元300还用于将环境数据转换为电信号，并控制射频通信单元400发送电信号。控制单元300处理的环境数据可以是植物的LAI数据，也可以是温度检测器检测到的温度数据，还可以是湿度传感器检测到的湿度数据。本实施例中，优选的，射频通信单元400可以与外部电子设备通信连接，该射频通信单元400可以按照设定的开关频率向外发送数据。外部电子设备可以接收到射频通信单元400发送的数据。上述无线传感器10通过植物中的生物电进行供电，以在生物电供电的情况下检测环境数据，并通过无线传感器10中的射频通信单元400将检测到的环境数据进行无线发送。无线传感器10能够得到持续稳定的供电，可以采用多种供电方式并存的方式进行供电，除了利用生物能进行实时供电外，该无线传感器10还可以包括一个备用电池，该备用电池用于存储备用电能。本实施例中，优选的，供电单元100包括采集单元和储能电容，该采集单元可以与植物直接连接，用于采集该植物中的生物电，该采集单元还与储能电容连接。储能电容用于存储采集单元采集的生物电，以备供电所需，可以在无线传感器10工作时提供工作能量，其中，储能电容可以是超级电容，超级电容又名电化学电容、双电层电容器、黄金电容、法拉电容，是通过极化电解质来储能的一种电化学元件，采用超级电容作为无线传感器10的储能电容能够延长供电单元100的使用寿命，采集单元包括至少两个采集针，例如2个、4个。当有多个采集针时，可以将采集针分为两组，两组采集针分别作为正、负电极针以采集植物中的生物电，其中一个采集针由铜制材料制成，另一个采集针由锌制材料制成，由铜制材料制成的采集针作为正极，由锌制材料制成的采集针作为负极，将两个采集针插入植物中即可采集植物中的生物电，由于采集针的结构简单，成本低，具有良好的市场应用价值。为了防止采集针脱落，可以采集针设置成铲状、倒钩状。若是采用铲状的采集针，可以在采集针的中部开槽或者开设通孔，并且在将采集针插入植物中时可以采用自上而下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量植物LAI数据的高续航型无线传感器，其特征在于：包括供电单元、检测单元、控制单元、射频通信单元；所述控制单元分别与所述供电单元、所述检测单元、所述射频通信单元电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测量植物LAI数据的高续航型无线传感器，其特征在于：包括供电单元、检测单元、控制单元、射频通信单元；所述控制单元分别与所述供电单元、所述检测单元、所述射频通信单元电性连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于测量植物LAI数据的高续航型无线传感器，其特征在于：所述供电单元包括采集单元、储能电容、电压变换器；所述采集单元包括至少两个采集针，且所述采集针电性连接在所述采集单元的采集电极上。


3.根据权利要求2所述的一种用于测量植物LAI数据的高续航型无线传感器，其特征在于：所述采集单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭根威，吴寅，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32