一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種農用系統，更具體地說涉及一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統。
【背景技術】
[0002]當前，農田土壤信息獲取的主要方式有:手持設備的人工獲取方式、基于GPRS監測方式和基于WLAN監測方式。利用手持設備人工打點，來獲取農田土壤信息是最原始的方式，該方式不但需要耗費大量的人力、不具有實時性，而且數據的獲取量有限，顯然已不能滿足當前農田土壤監測需求。
[0003]4G作為一種先進的無線移動通信技術，具有數據傳輸快、永遠在線和信號覆蓋廣等特點。基于4G的土壤監測技術是通過將土壤傳感器和4G通信模塊相連，利用移動通信運營商提供的4G網絡，將農田土壤數據發送到接入Internet的指定數據服務器。該方式的優點在于節點布置靈活，地域局限性較小。只要有4G信號覆蓋的地方，便可以布點并實現數據采集。其存在的主要問題是:GPRS通信設備電能消耗大，若設備長時間持續工作，電源供給很難解決。
[0004]WSN(無線傳感器網絡)具備小型化、能耗低的特點，但是通信距離短，穩定性不好，而農業土壤監測并不需要很高的穩定度，結合WSN和4G通信的網絡化監測具備很好的市場前景。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型主要解決的技術問題是:提供一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統，解決了能耗和通信距離問題，且數據在節點間傳輸，進一步縮小了能耗且信息傳輸量大。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型涉及一種農用系統，更具體地說涉及一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統，包括節點1、節點I1、節點II1、4G設備、服務器和計算機，解決了能耗和通信距離問題，且數據在節點間傳輸，進一步縮小了能耗且信息傳輸量大。
[0007 ]節點1、節點II和節點III都用于監測土壤溫濕度，數據在節點1、節點II和節點III之間進行交互傳輸。節點III與4G設備之間進行通信，將測得的數據傳輸至4G設備，4G設備將數據以4G信號的形式傳遞至服務器。服務器與計算機相通信，服務器接收存儲信息，計算機調取服務器信息并將土壤溫濕度信息顯示出來。節點1、節點II和節點III都由溫濕度傳感器、身份標識模塊、電可擦可編程只讀存儲器、微控制器、無線通信模塊和電源組成。溫濕度傳感器與微控制器相連，溫濕度傳感器用于將土壤的溫度和濕度信號轉化為相應的電流信號，微控制器接收處理信號并輸出溫濕度信號。無線通信模塊與微控制器相連，無線通信模塊將接收到的微控制器輸出結果以無線信號的形式傳輸。身份標識模塊與微控制器相連，身份標識模塊用于對所在節點進行標記以供計算機識別各節點。電可擦可編程只讀存儲器與微控制器相連，電可擦可編程只讀存儲器用于存儲微控制器輸出的數據。溫濕度傳感器、身份標識模塊、電可擦可編程只讀存儲器、微控制器、無線通信模塊都與電源相連，電源提供電能。
[0008]作為本方案的進一步優化，本實用新型一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統所述的節點1、節點II和節點III有多個。
[0009]作為本方案的進一步優化，本實用新型一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統所述的溫濕度傳感器選用華控興業有限公司生產的溫濕度傳感器，其型號為HSTL102。
[0010]作為本方案的進一步優化，本實用新型一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統所述的微控制器選用愛特梅爾有限公司生產的微控制器，其型號為Atmegal28。
[0011]作為本方案的進一步優化，本實用新型一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統所述的無線通信模塊選用德州儀器有限公司生產的無線通信模塊，其型號為CC1000。
[0012]本實用新型一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統的有益效果為:
[0013]a.能耗低、通信距離遠，便于無線監控；
[0014]b.信息傳輸量大。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統的系統框圖。
[0016]圖2為本實用新型一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統的節點1、節點II和節點III的結構組成框圖。
【具體實施方式】
[0017]在圖1、2中，本實用新型涉及一種農用系統，更具體地說涉及一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統，包括節點1、節點I1、節點II1、4G設備、服務器和計算機，解決了能耗和通信距離問題，且數據在節點間傳輸，進一步縮小了能耗且信息傳輸量大。
[0018]節點1、節點II和節點III都用于監測土壤溫濕度，數據在節點1、節點11和節點III之間進行交互傳輸。節點III與4G設備之間進行通信，將測得的數據傳輸至4G設備，4G設備將數據以4G信號的形式傳遞至服務器。服務器與計算機相通信，服務器接收存儲信息，計算機調取服務器信息并將土壤溫濕度信息顯示出來。節點1、節點II和節點III有多個，組成了無線傳感器節點網絡，每個節點都對接收到的數據進行轉發。當節點接收到一個數據包后，先要檢查自己的登記表，看是否接收過相同的數據包，如果有相同的就不轉發，如過沒有相同的就轉發并且將該數據包登記，避免數據重復發送，降低能耗。數據包的標示由各節點的身份標識模塊提供。且無線信號在4G設備上轉發，信號進行遠距離傳輸。
[0019]節點1、節點II和節點III都由溫濕度傳感器、身份標識模塊、電可擦可編程只讀存儲器、微控制器、無線通信模塊和電源組成。溫濕度傳感器與微控制器相連，溫濕度傳感器用于將土壤的溫度和濕度信號轉化為相應的電流信號，微控制器接收處理信號并輸出溫濕度信號。溫濕度傳感器選用華控興業有限公司生產的溫濕度傳感器，其型號為HSTL102。改型傳感器內置有溫度檢測模塊和濕度檢測模塊，并且傳感器具備溫漂補償，精度較高。微控制器選用愛特梅爾有限公司生產的微控制器，其型號為Atmegal28微控制器具備工作、睡眠兩種工作模式，間歇式工作以降低系統能耗。
[0020]無線通信模塊與微控制器相連，無線通信模塊將接收到的微控制器輸出結果以無線信號的形式傳輸。身份標識模塊與微控制器相連，身份標識模塊用于對所在節點進行標記以供計算機識別各節點。無線通信模塊選用德州儀器有限公司生產的無線通信模塊，其型號為CC1000。該型芯片具備頻點選擇范圍寬、低功耗、電路接口簡單的特點，便于大網絡組網。
[0021]電可擦可編程只讀存儲器與微控制器相連，電可擦可編程只讀存儲器用于存儲微控制器輸出的數據。無線通信程序較大且各節點產生的數據量大，利用電可擦可編程只讀存儲器擴展存儲空間。
[0022]溫濕度傳感器、身份標識模塊、電可擦可編程只讀存儲器、微控制器、無線通信模塊都與電源相連，電源提供電能。
[0023]當然上述說明并非對本實用新型的限制，本實用新型也不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統，包括節點1、節點I1、節點II1、4G設備、服務器和計算機，其特征在于:節點1、節點II和節點III都用于監測土壤溫濕度，數據在節點1、節點II和節點III之間進行交互傳輸;節點III與4G設備之間進行通信，將測得的數據傳輸至4G設備，4G設備將數據以4G信號的形式傳遞至服務器;服務器與計算機相通信，服務器接收存儲信息，計算機調取服務器信息并將土壤溫濕度信息顯示出來;節點1、節點II和節點III都由溫濕度傳感器、身份標識模塊、電可擦可編程只讀存儲器、微控制器、無線通信模塊和電源組成;溫濕度傳感器與微控制器相連，溫濕度傳感器用于將土壤的溫度和濕度信號轉化為相應的電流信號，微控制器接收處理信號并輸出溫濕度信號;無線通信模塊與微控制器相連，無線通信模塊將接收到的微控制器輸出結果以無線信號的形式傳輸;身份標識模塊與微控制器相連，身份標識模塊用于對所在節點進行標記以供計算機識別各節點；電可擦可編程只讀存儲器與微控制器相連，電可擦可編程只讀存儲器用于存儲微控制器輸出的數據;溫濕度傳感器、身份標識模塊、電可擦可編程只讀存儲器、微控制器、無線通信模塊都與電源相連，電源提供電能。2.根據權利要求1所述的一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統，其特征在于:所述節點1、節點II和節點III有多個。3.根據權利要求1所述的一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統，其特征在于:所述溫濕度傳感器選用華控興業有限公司生產的溫濕度傳感器，其型號為HSTL102。4.根據權利要求1所述的一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統，其特征在于:所述微控制器選用愛特梅爾有限公司生產的微控制器，其型號為Atmegal28。5.根據權利要求1所述的一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統，其特征在于:所述無線通信模塊選用德州儀器有限公司生產的無線通信模塊，其型號為CC1000。
【專利摘要】本實用新型涉及一種農用系統，更具體地說涉及一種基于微型傳感器網絡的農田土壤監測系統，解決了能耗和通信距離問題，且數據在節點間傳輸，進一步縮小了能耗且信息傳輸量大。節點I、節點II和節點III都用于監測土壤溫濕度，數據在節點I、節點II和節點III之間進行交互傳輸。節點III與4G設備之間進行通信，將測得的數據傳輸至4G設備，4G設備將數據以4G信號的形式傳遞至服務器。服務器與計算機相通信，服務器接收存儲信息，計算機調取服務器信息并將土壤溫濕度信息顯示出來。
【IPC分類】G08C17/02, H04W4/00, G01D21/02
【公開號】CN205228511
【申請號】CN201520872982
【發明人】張宏, 常東良, 王謙, 毛文龍, 王祺, 陳立勇
【申請人】周口師范學院
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年11月2日