基于多網絡的無線糧情測控系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于多網絡的無線糧情測控系統，該系統包括無線傳感器節點、測控分機、協調器、監控PC機、打印機、監控手機以及遠程PC機；測控分機包括CC2530核心板、WCDMA網絡模塊(MC8781)和電源；無線傳感器節點包括CC2530核心板、二個測溫電纜組、一個溫濕度傳感器(SHT15)和電源；倉內無線傳感器節點將采集的糧情數據通過ZigBee網絡傳送給倉外墻上的測控分機，測控分機通過WCDMA網絡模塊(MC8781)將數據上報WCDMA網絡基站，WCDMA網絡基站直接與監控手機通信或通過Internet將數據上傳給遠程PC機；測控分機同時通過ZigBee網絡將糧情數據傳送給協調器，協調器再通過RS232串口上傳給監控主機。本發明的無線糧情測控系統具有多網絡通信，節點分布合理，系統功耗低、成本小，數據傳送速率快的特點。
【專利說明】基于多網絡的無線糧情測控系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線網絡應用【技術領域】，尤其是涉及糧食倉儲的基于多網絡的無線糧情測控系統。
【背景技術】
[0002]傳統糧庫采用的是有線監測系統，各部件之間采用電纜進行數據傳送，這種系統線路多，布線復雜、維護困難等缺陷，近年來由于無線傳感器技術的興起，國內研究人員提出了一些針對無線傳感器網絡技術在糧倉環境監測應用中的方案，這些方案解決了傳統有線通訊的一些弊端，但未見有文獻提出多網絡糧情測控系統，也未有文獻具體給出過具體的無線傳感器節點部署方案，也未有文獻報道將低功耗與低成本的ZigBee無線網絡與傳送速率高的中國聯通3GWCDMA網絡相結合的糧情測控應用實例。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種具體的無線傳感器節點的部署方案，并提出一種將低功耗與低成本的ZigBee無線網絡與傳送速率快的中國聯通3GWCDMA網絡相結合的基于多網絡的無線糧情測控系統。
[0004]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種基于多網絡的無線糧情測控系統，包括無線傳感器節點、測控分機、協調器、監控PC機、打印機、監控手機以及遠程PC機，無線傳感器節點將采集的糧情數據通過ZigBee無線網絡傳送給倉外墻上的測控分機，測控分機通過WCDMA網絡模塊將數據上報WCDMA網絡基站，WCDMA網絡基站直接與監控手機通信或通過Internet將數據上傳給遠程PC機，測控分機同時通過ZigBee網絡將糧情數據傳送給協調器，協調器再通過RS232串口上傳給監控主機。
[0005]所述的測控分機包括CC2530核心板、WCDMA網絡模塊(MC8781)和電源。
[0006]所述無線傳感器節點包括實現控制和無線通信的CC2530核心板、二個測溫電纜組、一個SHT15溫濕度傳感器和電源。
[0007]所述測溫電纜上有四個采用單總線方式并聯的溫度傳感器(DS18B20)，糧倉長度方向和寬度方向上每隔4到5米垂直插入一根測溫電纜，將寬度方向上的測溫電纜并聯在一條總線上形成一個測溫電纜組。
[0008]與現有技術相比，本發明基于多網絡的無線糧情測控系統的有益效果是:
[0009]本發明提供了一種基于多網絡的無線糧情測控系統，采用ZigBee網絡作為傳感器網絡的通訊方式，選用CC2530芯片，使硬件電路簡單可靠，同時無線傳感器節點的功耗和成本降低；采用數字式溫度傳感器和濕度傳感器，避免了模擬信號傳輸過長時容易受外界的干擾，提高了系統工作的穩定性和可靠性；利用單總線方案合理連接測溫點，給出一個合理高效的無線傳感器節點傳感器分布方法；利用傳送速率快的中國聯通3GWCDMA網絡實現測控分機與監控手機之間的無線通訊，降低了遠程監控系統的設計難度和成本；測控分機也可通過ZigBee網絡與協調器通信，進而與監控主機通信；系統通過監控PC機、遠程PC 機和監控手機均能進行糧情測控，實現了系統多網絡的測控手段。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的測控系統結構示意圖；
[0011]圖2是本發明的測控分機硬件原理框圖；
[0012]圖3是本發明的協調器硬件原理框圖；
[0013]圖4是本發明的無線傳感器節點硬件原理框圖；
[0014]圖5是本發明的無線傳感器節點傳感器分布示意圖；
[0015]附圖中，1-無線傳感器節點，2-測控分機，3-協調器，4-監控PC機，5-打印機，6-監控手機，7-遠程PC機，8-測溫電纜組，9-溫濕度傳感器(SHT15)，10-溫度傳感器(DS18B20)，11-無線傳感器節點的CC2530核心板。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖實施例對本發明作詳細描述。
[0017]一種本發明所述的基于多網絡的無線糧情測控系統，如圖1所示，該系統包括無線傳感器節點1、測控分機2、協調器3、監控PC機4、打印機5、監控手機6以及遠程PC機7。
[0018]本發明所述的測控分機2，其硬件原理框圖如圖2所示，包括CC2530核心板、WCDMA網絡模塊(MC8781)和電源。
[0019]本發明所述的協調器3，其硬件原理框圖如圖3所示，包括CC2530核心板、RS232串口通信模塊和電源。
[0020]糧倉內分布若干個無線傳感器節點硬件原理框圖如圖4所示，包括實現控制和無線通信的CC2530核心板11、二個測溫電纜組8、一個溫濕度傳感器(SHT15) 9和電源。
[0021]以一個長45米左右，寬20米左右，糧堆高度6米的糧倉為例，其無線傳感器節點傳感器分布如圖5所示，糧倉長度方向和寬度方向上每隔4.5米插入一根測溫電纜11，共五十根測溫電纜11 ;測溫電纜11采用單總線方式，每隔1.5米并接溫度傳感器(DS18B20)10，共四個溫度傳感器(DS18B20)10，負責檢測糧堆內部四層的溫度；將寬度方向上的五根測溫電纜11并接在一條總線上形成一個測溫電纜組8，共十個測溫電纜組8 ;在二個測溫電纜組之間的糧堆上方安放一個溫濕度傳感器(SHT15)9，共五個溫濕度傳感器(SHT15) 9，負責檢測糧堆上部的空氣濕度和溫度；無線傳感器節點8的CC2530核心板11連接有二個測溫電纜組8和一個溫濕度傳感器(SHT15)9，共五個無線傳感器節點8。
[0022]該倉內五個無線傳感器節點8負責將溫度傳感器(DS18B20) 10和溫濕度傳感器(SHT15) 9采集的溫濕度數據通過無線傳感器節點的CC2530核心板11經ZigBee無線網絡傳送給倉外墻上的測控分機2的CC2530核心板，測控分機2的CC2530核心板通過WCDMA網絡模塊(MC8781)將數據上報WCDMA網絡基站，WCDMA網絡基站直接與監控手機6通信或通過Internet將數據上傳給遠程PC機7，測控分機2的CC2530核心板同時通過ZigBee網絡將糧情數據傳送給協調器3的CC2530核心板，協調器3的CC2530核心板再通過RS232串口上傳給監控主機4，監控主機4可通過與之相連接的打印機5打印糧情數據。
[0023]本發明提供了一種基于多網絡的無線糧情測控系統，采用ZigBee網絡作為傳感器網絡的通訊方式，選用CC2530芯片，使硬件電路簡單可靠，同時無線傳感器節點的功耗和成本降低；采用數字式溫度傳感器和濕度傳感器，避免了模擬信號傳輸過長時容易受外界的干擾，提高了系統工作的穩定性和可靠性；利用單總線方案合理連接測溫點，給出一個合理高效的無線傳感器節點傳感器分布方法；利用傳送速率快的中國聯通3GWCDMA網絡實現測控分機與監控手機之間的無線通訊，降低了遠程監控系統的設計難度和成本；測控分機也可通過ZigBee網絡與協調器通信，進而與監控主機通信；系統通過監控PC機、遠程PC機和監控手機均能進行糧情測控，實現了系統多網絡的測控手段。
【權利要求】
1.一種基于多網絡的無線糧情測控系統，其特征在于:該系統包括無線傳感器節點、測控分機、協調器、監控PC機、打印機、監控手機以及遠程PC機，無線傳感器節點將采集的糧情數據通過ZigBee無線網絡傳送給倉外墻上的測控分機，測控分機通過WCDMA網絡模塊將數據上報WCDMA網絡基站，WCDMA網絡基站直接與監控手機通信或通過Internet將數據上傳給遠程PC機，測控分機同時通過ZigBee網絡將糧情數據傳送給協調器，協調器再通過RS232串口上傳給監控主機。
2.如權利要求1所述的一種基于多網絡的無線糧情測控系統，其特征在于:所述的測控分機包括CC2530核心板、WCDMA網絡模塊(MC8781)和電源，其中WCDMA網絡模塊采用MC8781型號模塊。
3.如權利要求1所述的一種基于多網絡的無線糧情測控系統，其特征在于:所述的協調器包括CC2530核心板、RS232串口通信模塊和電源。
4.如權利要求1所述的一種基于多網絡的無線糧情測控系統，其特征在于:所述的無線傳感器節點包括實現控制和無線通信的CC2530核心板、二個測溫電纜組、一個溫濕度傳感器(SHT15)和電源。
5.如權利要求3所述的一種基于多網絡的無線糧情測控系統，其特征在于:所述的一個測溫電纜組由糧倉寬度方向上的測溫電纜并聯在一條總線上形成，一個測溫電纜上每隔1.5米采用單總線方式并聯溫度傳感器(DS18B20)，糧倉長度方向和寬度方向上每隔4.5米垂直插入一根測溫電纜。
【文檔編號】G01N27/22GK103440747SQ201310211379
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年5月23日 優先權日:2013年5月23日
【發明者】李小凡, 李慧媛, 徐湉湉 申請人:鹽城工學院