基于ZigBee和GPRS的农田环境气象信息采集系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型是一种基于ZigBee和GPRS的农田环境气象信息采集系统，包括ZigBee无线传感器网络、GPRS数据终端、移动/联通基站、Internet数据服务器、终端数据库；Zigbee无线传感器网络由多个Zigbee终端设备和一个Zigbee网络协调器组成；ZigBee终端设备由CC2530高频模块、DS18B20温度传感器、BMG-CO2-NDIR?CO2传感器、QS-FS风速传感器、QS-FS风向传感器、SLHT5土壤温湿度传感器、光照强度传感器组成；Zigbee网络协调器由CC2530扩展模块、GPRS数据终端组成。本实用新型的特征是由Zigbee无线传感网络自动组网，并可通过GPRS数据终端连接到终端服务器，实现农田环境气象信息的采集、处理和分析，属于智能信息采集与处理系统。其有效的解决了农业生产中费时费力的现象，实现数字化，精量化的农业生产，在现代农业生产中具有举足轻重的使用价值和广阔的市场推广前景。
【专利说明】基于ZigBee和GPRS的农田环境气象信息采集系统
【技术领域】
[0001]本实用新型是一种基于ZigBee和GPRS的农田环境气象信息采集系统，其特征是由ZigBee无线传感网络自动组网，并可通过GPRS数据终端连接到终端服务器，实现农田环境气象信息的采集、处理和分析，属于智能信息采集与处理系统。
【背景技术】
[0002]目前我国大部分地区还处在人工监测农田气象环境的阶段，对于农田中的温度、C02、风向、风速、光照强度等气象信息不能及时准确的掌握，这样就可能导致农田中的农作物因遭遇恶劣气象条件而减产的现象。
[0003]随着我国经济的不断发展，现代农田管理趋向大规模化和集中化，这就需要我们及时准确的获得农田中的各种环境气象信息，然而人工的监测农田气象环境已不能满足现代农业发展的需求。因此需要应用现代的科技技术来实现对农田环境气象信息的实时采集，再将采集到的数据实时发送到监测中心的服务器进行处理。由于监测点较为分散，分布范围广，通过无线的方式可以有效地进行数据传输。
[0004]ZigBee技术是最近发展起来的一种近距离、低功耗、低数据率、低成本的双向短距离无线通信技术，被业界认为是最有可能应用在工控场合的无线方式。GPRS是在GSM基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式，在嵌入式系统中应用非常广泛，通过GPRS网络可实现GPRS数据终端与客户终端的连接。
【发明内容】
[0005]为了实现对农田气象信息的实时监测，本实用新型所采用的技术方案是:由ZigBee无线传感网络自动组网，通过多个ZigBee终端设备连接的土壤温湿度传感器、温度传感器、风速传感器、风向传感器、二氧化碳传感器、光照传感器等实现对农田的土壤的温湿度、温度、风速、风向、C02含量、光照强度等环境气象信息的准确采集，并将采集到的数据发送到ZigBee网络协调器；ZigBee网络协调器与GPRS模块相连，并将数据传送到GPRS模块中；GPRS数据终端将数据传送到终端数据库，构成良好的人机界面，从而实现对农田气象信息的实时观测。
[0006]本实用新型包括ZigBee无线传感器网络、GPRS数据终端、移动/联通基站、Internet数据服务器、终端数据库。
[0007]所述的ZigBee无线传感器网络由多个ZigBee终端设备和一个ZigBee网络协调器组成；所述的ZigBee终端设备包括CC2530高频模块、DS18B20温度传感器、BMG-C02-NDIR 二氧化碳传感器、QS-FS风速传感器、QS-FS风向传感器、SLHT5 土壤温湿度传感器、光照传感器；所述的ZigBee网络协调器包括CC2530扩展模块、GPRS数据终端。
[0008]所述的多个ZigBee终端设备分别有DS18B20温度传感器、BMG-C02-NDIR二氧化碳传感器、QS-FS风速传感器、QS-FS风向传感器，SLHT5 土壤温湿度传感器、光照传感器。其中BMG-C02-NDIR 二氧化碳传感器、QS-FS风速传感器、QS-FS风向传感器，SLHT5 土壤温湿度传感器、光照传感器放置在制作的小型支架上。DS18B20温度传感器放置在地下表层处。
[0009]本实用新型是一种基于ZigBee和GPRS的农田环境气象信息采集系统，其有益效果是:有效的解决了农业生产中费时费力的现象，实现数字化，精量化的农业生产，该实用新型具有低功耗、方便实用等特点，用户足不出户就可以了解到农田中的信息，在现代农业生产中具有举足轻重的使用价值和广阔的市场推广前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是基于ZigBee和GPRS的农田环境气象信息采集系统的总体示意图。
[0011]图2、图3是ZigBee终端设备的结构示意图。
[0012]图4是ZigBee网络协调器与GPRS数据终端的结构示意图。
[0013]不意图中的标号说明:
[0014]I 土壤温湿度传感器2风速传感器3风向传感器4 二氧化碳传感器5光照传感器
[0015]6DS18B20温度传感器7ZigBee终端节点8ZigBee网络协调器9GPRS数据终端
[0016]10移动/联通基站11终端数据库12农田
【具体实施方式】
[0017]本实用新型选用的GPRS数据终端是由广东致远公司生产的ZWG系列的ZWG-28A GPRS无线数据传输设备，ZigBee无线传感网络模块选用成都无线龙公司推出的C51RF-CC2530-PK无线ZigBee网络开发套件，该套件基于TI公司生产的CC2530芯片，CC2530芯片具有符合2.4GHz的IEEE802.15.4标准第二代片上系统，并移植了 ZigBee2007协议栈。
[0018]本实用新型工作的Internet数据服务器架构在Widows Server2003操作系统上，数据接收软件是采用VisualC++6.0编写，Internet数据服务器动态网页是由VS2008和Microsoft.Net3.0编写，并有后台数据库支持,进程之间的通信是运用了 Stock套接字实现的。
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型所采用的技术方式作进一步说明。
[0020]如图1所示，第一部分首先开发ZigBee终端节点7，用于农田环境气象信息采集系统中土壤温湿度传感器1、风速传感器2、风向传感器3、二氧化碳传感器4、光照传感器5、DS18B20温度传感器6等传感器的数据采集。第二部分是开发GPRS数据终端9，实现ZigBee终端节点7与移动/联通基站10的连接,从而保证ZigBee终端节点7与Internet数据服务器之间的通信。同时开发终端数据库11，从而完成数据的接收以及处理，构成良好的人机界面。
[0021]通过多个ZigBee终端节点7连接的土壤温湿度传感器1、风速传感器2、风向传感器3、二氧化碳传感器4、光照传感器5、DS18B20温度传感器6等实现对农田的土壤的温湿度、温度、风速、风向、C02含量、光照强度等环境气象信息的准确采集，并将采集到的数据发送到GPRS数据终端9，GPRS数据终端9将数据利用无线GPRS网络传送到移动/联通基站10，移动/联通基站10将无线信息传送到终端数据库，构成良好的人机界面，从而实现对农田气象信息的实时观测。
[0022]如图2，图3所示，ZigBee终端设备主要包括:土壤温湿度传感器1、风速传感器2、风向传感器3、二氧化碳传感器4、光照传感器5、DS18B20温度传感器6以及ZigBee终端节点7。
[0023]该系统由多个ZigBee终端节点7组成，土壤温湿度传感器I放置地下表层处，风速传感器2、风向传感器3、二氧化碳传感器4、光照传感器5、DS18B20温度传感器6等放置在制作而成的小型支架上，从而保证设备的稳固，提高设备的有效性。
[0024]如图4所示，ZigBee网络协调器8与GPRS数据终端9相连，从而保证采集到的数据可以随时的由ZigBee网络传送到GPRS数据终端9中。
【权利要求】
1.一种基于ZigBee和GPRS的农田环境气象信息采集系统，其特征在于:系统包括ZigBee无线传感器网络、GPRS数据终端、移动/联通基站、Internet数据服务器、终端数据库；所述的ZigBee无线传感器网络由多个ZigBee终端设备和一个ZigBee网络协调器组成；所述的ZigBee终端设备包括CC2530模块、DS18B20温度传感器、BMG-C02-NDIR 二氧化碳传感器、QS-FS风速传感器、QS-FS风向传感器、SLHT5 土壤温湿度传感器、光照传感器；所述的ZigBee网络协调器包括CC2530扩展模块、GPRS数据终端；ZigBee无线传感器网络自动组网，ZigBee终端设备利用携带的传感器采集信息，并将信息发送到ZigBee网络协调器，再通过GPRS数据终端将数据传送到终端数据库中。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee和GPRS的农田环境气象信息米集系统,其特征在于:BMG-C02-NDIR 二氧化碳传感器、QS-FS风速传感器、QS-FS风向传感器，SLHT5 土壤温湿度传感器、光照传感器放置在制作的小型支架上；DS18B20温度传感器放置在地下表层处。
【文档编号】G08C17/02GK203465825SQ201320173627
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年4月9日 优先权日:2013年4月9日
【发明者】王凤杰, 刘建栋, 王印, 毕建杰, 孙丰刚 申请人:山东农业大学, 中国气象科学研究院