一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种农用系统，更具体地说涉及一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统。
【背景技术】
[0002]当前，农田土壤信息获取的主要方式有:手持设备的人工获取方式、基于GPRS监测方式和基于WLAN监测方式。利用手持设备人工打点，来获取农田土壤信息是最原始的方式，该方式不但需要耗费大量的人力、不具有实时性，而且数据的获取量有限，显然已不能满足当前农田土壤监测需求。
[0003]4G作为一种先进的无线移动通信技术，具有数据传输快、永远在线和信号覆盖广等特点。基于4G的土壤监测技术是通过将土壤传感器和4G通信模块相连，利用移动通信运营商提供的4G网络，将农田土壤数据发送到接入Internet的指定数据服务器。该方式的优点在于节点布置灵活，地域局限性较小。只要有4G信号覆盖的地方，便可以布点并实现数据采集。其存在的主要问题是:GPRS通信设备电能消耗大，若设备长时间持续工作，电源供给很难解决。
[0004]WSN(无线传感器网络)具备小型化、能耗低的特点，但是通信距离短，稳定性不好，而农业土壤监测并不需要很高的稳定度，结合WSN和4G通信的网络化监测具备很好的市场前景。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型主要解决的技术问题是:提供一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统，解决了能耗和通信距离问题，且数据在节点间传输，进一步缩小了能耗且信息传输量大。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型涉及一种农用系统，更具体地说涉及一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统，包括节点1、节点I1、节点II1、4G设备、服务器和计算机，解决了能耗和通信距离问题，且数据在节点间传输，进一步缩小了能耗且信息传输量大。
[0007 ]节点1、节点II和节点III都用于监测土壤温湿度，数据在节点1、节点II和节点III之间进行交互传输。节点III与4G设备之间进行通信，将测得的数据传输至4G设备，4G设备将数据以4G信号的形式传递至服务器。服务器与计算机相通信，服务器接收存储信息，计算机调取服务器信息并将土壤温湿度信息显示出来。节点1、节点II和节点III都由温湿度传感器、身份标识模块、电可擦可编程只读存储器、微控制器、无线通信模块和电源组成。温湿度传感器与微控制器相连，温湿度传感器用于将土壤的温度和湿度信号转化为相应的电流信号，微控制器接收处理信号并输出温湿度信号。无线通信模块与微控制器相连，无线通信模块将接收到的微控制器输出结果以无线信号的形式传输。身份标识模块与微控制器相连，身份标识模块用于对所在节点进行标记以供计算机识别各节点。电可擦可编程只读存储器与微控制器相连，电可擦可编程只读存储器用于存储微控制器输出的数据。温湿度传感器、身份标识模块、电可擦可编程只读存储器、微控制器、无线通信模块都与电源相连，电源提供电能。
[0008]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统所述的节点1、节点II和节点III有多个。
[0009]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统所述的温湿度传感器选用华控兴业有限公司生产的温湿度传感器，其型号为HSTL102。
[0010]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统所述的微控制器选用爱特梅尔有限公司生产的微控制器，其型号为Atmegal28。
[0011]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统所述的无线通信模块选用德州仪器有限公司生产的无线通信模块，其型号为CC1000。
[0012]本实用新型一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统的有益效果为:
[0013]a.能耗低、通信距离远，便于无线监控；
[0014]b.信息传输量大。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统的系统框图。
[0016]图2为本实用新型一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统的节点1、节点II和节点III的结构组成框图。
【具体实施方式】
[0017]在图1、2中，本实用新型涉及一种农用系统，更具体地说涉及一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统，包括节点1、节点I1、节点II1、4G设备、服务器和计算机，解决了能耗和通信距离问题，且数据在节点间传输，进一步缩小了能耗且信息传输量大。
[0018]节点1、节点II和节点III都用于监测土壤温湿度，数据在节点1、节点11和节点III之间进行交互传输。节点III与4G设备之间进行通信，将测得的数据传输至4G设备，4G设备将数据以4G信号的形式传递至服务器。服务器与计算机相通信，服务器接收存储信息，计算机调取服务器信息并将土壤温湿度信息显示出来。节点1、节点II和节点III有多个，组成了无线传感器节点网络，每个节点都对接收到的数据进行转发。当节点接收到一个数据包后，先要检查自己的登记表，看是否接收过相同的数据包，如果有相同的就不转发，如过没有相同的就转发并且将该数据包登记，避免数据重复发送，降低能耗。数据包的标示由各节点的身份标识模块提供。且无线信号在4G设备上转发，信号进行远距离传输。
[0019]节点1、节点II和节点III都由温湿度传感器、身份标识模块、电可擦可编程只读存储器、微控制器、无线通信模块和电源组成。温湿度传感器与微控制器相连，温湿度传感器用于将土壤的温度和湿度信号转化为相应的电流信号，微控制器接收处理信号并输出温湿度信号。温湿度传感器选用华控兴业有限公司生产的温湿度传感器，其型号为HSTL102。改型传感器内置有温度检测模块和湿度检测模块，并且传感器具备温漂补偿，精度较高。微控制器选用爱特梅尔有限公司生产的微控制器，其型号为Atmegal28微控制器具备工作、睡眠两种工作模式，间歇式工作以降低系统能耗。
[0020]无线通信模块与微控制器相连，无线通信模块将接收到的微控制器输出结果以无线信号的形式传输。身份标识模块与微控制器相连，身份标识模块用于对所在节点进行标记以供计算机识别各节点。无线通信模块选用德州仪器有限公司生产的无线通信模块，其型号为CC1000。该型芯片具备频点选择范围宽、低功耗、电路接口简单的特点，便于大网络组网。
[0021]电可擦可编程只读存储器与微控制器相连，电可擦可编程只读存储器用于存储微控制器输出的数据。无线通信程序较大且各节点产生的数据量大，利用电可擦可编程只读存储器扩展存储空间。
[0022]温湿度传感器、身份标识模块、电可擦可编程只读存储器、微控制器、无线通信模块都与电源相连，电源提供电能。
[0023]当然上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统，包括节点1、节点I1、节点II1、4G设备、服务器和计算机，其特征在于:节点1、节点II和节点III都用于监测土壤温湿度，数据在节点1、节点II和节点III之间进行交互传输;节点III与4G设备之间进行通信，将测得的数据传输至4G设备，4G设备将数据以4G信号的形式传递至服务器;服务器与计算机相通信，服务器接收存储信息，计算机调取服务器信息并将土壤温湿度信息显示出来;节点1、节点II和节点III都由温湿度传感器、身份标识模块、电可擦可编程只读存储器、微控制器、无线通信模块和电源组成;温湿度传感器与微控制器相连，温湿度传感器用于将土壤的温度和湿度信号转化为相应的电流信号，微控制器接收处理信号并输出温湿度信号;无线通信模块与微控制器相连，无线通信模块将接收到的微控制器输出结果以无线信号的形式传输;身份标识模块与微控制器相连，身份标识模块用于对所在节点进行标记以供计算机识别各节点；电可擦可编程只读存储器与微控制器相连，电可擦可编程只读存储器用于存储微控制器输出的数据;温湿度传感器、身份标识模块、电可擦可编程只读存储器、微控制器、无线通信模块都与电源相连，电源提供电能。2.根据权利要求1所述的一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统，其特征在于:所述节点1、节点II和节点III有多个。3.根据权利要求1所述的一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统，其特征在于:所述温湿度传感器选用华控兴业有限公司生产的温湿度传感器，其型号为HSTL102。4.根据权利要求1所述的一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统，其特征在于:所述微控制器选用爱特梅尔有限公司生产的微控制器，其型号为Atmegal28。5.根据权利要求1所述的一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统，其特征在于:所述无线通信模块选用德州仪器有限公司生产的无线通信模块，其型号为CC1000。
【专利摘要】本实用新型涉及一种农用系统，更具体地说涉及一种基于微型传感器网络的农田土壤监测系统，解决了能耗和通信距离问题，且数据在节点间传输，进一步缩小了能耗且信息传输量大。节点I、节点II和节点III都用于监测土壤温湿度，数据在节点I、节点II和节点III之间进行交互传输。节点III与4G设备之间进行通信，将测得的数据传输至4G设备，4G设备将数据以4G信号的形式传递至服务器。服务器与计算机相通信，服务器接收存储信息，计算机调取服务器信息并将土壤温湿度信息显示出来。
【IPC分类】G08C17/02, H04W4/00, G01D21/02
【公开号】CN205228511
【申请号】CN201520872982
【发明人】张宏, 常东良, 王谦, 毛文龙, 王祺, 陈立勇
【申请人】周口师范学院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年11月2日