農作物多源生產履歷信息感知節點的製作方法
2023-05-18 22:37:51
專利名稱：農作物多源生產履歷信息感知節點的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及農作物生產技術領域，特別是涉及一種農作物多源生產履歷信息感知節點。
背景技術：
農作物溫度、溼度、CO2濃度等環境數據信息及作物生長與病害狀況等多媒體信息及時、定時獲取是現代化農業管理的重要基礎。無線傳感器網絡能夠實時監測和採集網絡分布區域內的各種監測對象的信息，並將這些信息發送到網關節點，從而實現實時監控目標區域的目的。 現有的農作物多源信息採集方法主要分為兩種I、採用可攜式農作物環境信息採集器人工採樣、然後回到辦公車間收集統計；2、採用固定式的現場數據採集方式，採集農作物環境的數據信息，採用基於有線傳輸的視頻監控系統或者基於WLAN、WIFI等無線技術的無線攝像頭設備採集圖像信息。前者無法對農作物環境參數遠程實時監測，且監測周期長、勞動強度大、數據採集慢。後者雖能較好地解決前者所存在的問題，但是現場需安裝大量設備和鋪設線纜，存在布線困難、設備龐大和成本高等缺點。
實用新型內容(一)要解決的技術問題本實用新型要解決的技術問題是如何實現低成本的農作物多源生產履歷信息的實時、定時採集，並提高採集的速度和效率。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種農作物多源生產履歷信息感知節點，包括電源模塊以及依次採用雙向連接的通信模塊、微處理器、數據處理模塊和多源生產履歷信息採集模塊，所述電源模塊為整個感知節點供電，所述通信模塊用於接收遠程網絡節點設備的控制指令並依次經微處理器和數據處理模塊傳輸給多源生產履歷信息採集模塊，以控制所述多源生產履歷信息採集模塊對農作物的多源生產履歷數據進行採集並發送給數據處理模塊進行數據處理後傳輸給微處理器，所述微處理器協調處理後的多源生產履歷數據經通信模塊傳輸給遠程網絡節點設備。其中，所述多源生產履歷信息採集模塊包括環境溫溼度傳感器、光照強度傳感器、CO2濃度傳感器和圖像信息傳感器，所述環境溫溼度傳感器用於採集農作物生長環境的溫度和溼度，所述光照強度傳感器用於採集農作物生長環境的光照強度，所述CO2濃度傳感器用於採集農作物生長環境的CO2濃度，所述圖像信息傳感器用於採集農作物生長的圖像信
肩、O其中，所述通信模塊採用無線通信模塊。其中，還包括數據存儲模塊，所述數據存儲模塊與所述微處理器連接，用於緩存接收自所述數據處理模塊發來的多源生產履歷數據。其中，所述電源模塊包括電源、第一電壓轉換電路和第二電壓轉換電路，所述第一電壓轉換電路和第二電壓轉換電路分別與電源連接，所述第一電壓轉換電路為所述多源生產履歷信息採集模塊和數據處理模塊轉換電壓，所述第二電壓轉換電路為所述微處理器和通信模塊轉換電壓。其中，所述遠程網絡節點設備控制所述多源生產履歷信息採集模塊執行工作模式、待機模式和掉電模式。(三)有益效果上述技術方案所提供的一種農作物多源生產履歷信息感知節點，結構簡單、成本較低，通信模塊接收遠程網絡節點設備的控制指令並依次經微處理器和數據處理模塊傳輸給多源生產履歷信息採集模塊，控制多源生產履歷信息採集模塊對農作物的多源生產履歷數據進行採集並發送給數據處理模塊進行數據處理後傳輸給微處理器，微處理器協調處理後的多源生產履歷數據經通信模塊傳輸給遠程網絡節點設備，其數據採集範圍廣、採集速·度快，可實時和定時採集、傳輸多源生產履歷信息。
圖I是本實用新型的框架圖。其中，I、微處理器；2、通信模塊；4、數據處理模塊；5、多源生產履歷信息採集模塊；501、環境溫溼度傳感器；502、光照強度傳感器；503、CO2濃度傳感器；504、圖像信息傳感器；6、電源模塊；601、電源；602、第一電壓轉換電路；603、第二電壓轉換電路。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的範圍。如圖1，本實用新型的一種農作物多源生產履歷信息感知節點，包括電源模塊6以及依次採用雙向連接的通信模塊2、微處理器I、數據處理模塊4和多源生產履歷信息採集模塊5，電源模塊6為整個感知節點供電，通信模塊2用於接收遠程網絡節點設備的控制指令並依次經微處理器I和數據處理模塊4傳輸給多源生產履歷信息採集模塊5，以控制多源生產履歷信息採集模塊5對農作物的多源生產履歷數據進行採集並發送給數據處理模塊4進行數據處理後傳輸給微處理器1，微處理器I協調該處理後的多源生產履歷數據經通信模塊2傳輸給遠程網絡節點設備。多源生產履歷信息採集模塊5包括環境溫溼度傳感器501、光照強度傳感器502、CO2濃度傳感器503和圖像信息傳感器504。環境溫溼度傳感器501用於採集農作物生長環境的溫度和溼度，可採用SHT75 ;光照強度傳感器502用於採集農作物生長環境的光照強度，可採用TSL2550D ;C02濃度傳感器503用於採集農作物生長環境的CO2濃度；圖像信息傳感器504用於採集農作物生長的圖像信息，可使用CMOS串口攝像頭採集圖像信息。數據處理模塊4將圖像信息傳感器504採集的圖像進行壓縮編碼圖像處理，圖像格式可以為JPEG(全稱為Joint Photographic Experts Group,聯合圖像專家小組)，並將處理後的圖像發送到傳感器網絡節點設備。[0023]為了便於數據傳輸，通信模塊2採用無線通信模塊，該通信模塊2採用Zigbee (SP低速短距離傳輸的無線網絡)技術。遠程網絡節點設備為無線網絡節點設備。通信模塊2用於實現整個感知節點的信息傳輸，其具體過程為評估該感知節點與其鄰居設備的無線通信質量，進行節點下一跳路由的選擇，發送數據分組，實現休眠模式和主動模式之間的轉換等，休眠模式下該感知節點中的各個節點模塊處於停機狀態，主動模式下該感知節點中的各個節點模塊處於工作狀態。[0024]該農作物多源生產履歷信息感知節點還包括數據存儲模塊3，該數據存儲模塊3與微處理器I連接，用於緩存接收自數據處理模塊4發來的多源生產履歷數據。電源模塊6包括電源601、第一電壓轉換電路602和第二電壓轉換電路603,第一電壓轉換電路602和第二電壓轉換電路603分別與電源601連接，第一電壓轉換電路602為多源生產履歷信息採集模塊5和數據處理模塊4轉換電壓，第二電壓轉換電路603為微處理器I和通信模塊2轉換電壓。電源601由三節3. 6V的LS14500C鋰電池，串聯形成10. 8V的電源；第一電壓轉換電路602以L7805穩壓集成電路為核心，可為圖像信息傳感器504提供5V的電壓；第二電壓轉換電路603以LM1085穩壓集成電路為核心，可為通信模塊2提供
3.3V的電壓。遠程網絡節點設備控制多源生產履歷信息採集模塊5執行工作模式、待機模式和掉電模式。其中工作模式是指該感知節點所有的工作單元全速工作，以最大功耗處理多源生產履歷信息數據；待機模式是指除微處理器I外，感知節點的各單元均處於完全掉電狀態；掉電模式是整個感知節點處於完全掉電狀態，而且微處理器I工作於休眠模式。該感知節點的工作模式可以由微處理器I根據遠程網絡節點設備發生的工作模式控制指令來靈活選擇，從而可以實現能量的高效利用。上述技術方案所提供的一種農作物多源生產履歷信息感知節點具有如下優勢I、數據採集範圍廣，可實時採集、傳輸多源生產履歷信息(包括環境溫度、環境溼度、光照強度、CO2濃度及圖像信息等)；2、實現農作物生長圖像信息的實時、定時採集、處理和無線傳輸，增強了農作物生產履歷信息感知的能力；3、網絡覆蓋範圍廣、數據通信能力強。採用Zigbee (即低速短距離傳輸的無線網絡)技術實現無線傳感器網絡數據通信，實現了農作物生產中環境參數和施肥、用藥等圖像信息實時傳輸的需要；4、節點部署方便，可以監測大範圍農田、溫室及果園的農作物生長情況；5、整個感知節點體積小、成本低，相對於現有的農業環境自動監測裝置和人工採樣分析方法，該節點體積小，方便部署，而且人工的費用大大降低。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種農作物多源生產履歷信息感知節點，其特徵在於，包括電源模塊以及依次採用雙向連接的通信模塊、微處理器、數據處理模塊和多源生產履歷信息採集模塊，所述電源模塊為整個感知節點供電，所述通信模塊用於接收遠程網絡節點設備的控制指令並依次經微處理器和數據處理模塊傳輸給多源生產履歷信息採集模塊，以控制所述多源生產履歷信息採集模塊對農作物的多源生產履歷數據進行採集並發送給數據處理模塊進行數據處理後傳輸給微處理器，所述微處理器協調處理後的多源生產履歷數據經通信模塊傳輸給遠程網絡節點設備。
2.如權利要求I所述的農作物多源生產履歷信息感知節點，其特徵在於，所述多源生產履歷信息採集模塊包括環境溫溼度傳感器、光照強度傳感器、CO2濃度傳感器和圖像信息傳感器，所述環境溫溼度傳感器用於採集農作物生長環境的溫度和溼度，所述光照強度傳感器用於採集農作物生長環境的光照強度，所述CO2濃度傳感器用於採集農作物生長環境的CO2濃度，所述圖像信息傳感器用於採集農作物生長的圖像信息。
3.如權利要求I所述的農作物多源生產履歷信息感知節點，其特徵在於，所述通信模塊採用無線通信模塊。
4.如權利要求I所述的農作物多源生產履歷信息感知節點，其特徵在於，還包括數據存儲模塊，所述數據存儲模塊與所述微處理器連接，用於緩存接收自所述數據處理模塊發來的多源生產履歷數據。
5.如權利要求I所述的農作物多源生產履歷信息感知節點，其特徵在於，所述電源模塊包括電源、第一電壓轉換電路和第二電壓轉換電路，所述第一電壓轉換電路和第二電壓轉換電路分別與電源連接，所述第一電壓轉換電路為所述多源生產履歷信息採集模塊和數據處理模塊轉換電壓，所述第二電壓轉換電路為所述微處理器和通信模塊轉換電壓。
6.如權利要求I所述的農作物多源生產履歷信息感知節點，其特徵在於，所述遠程網絡節點設備控制所述多源生產履歷信息採集模塊執行工作模式、待機模式和掉電模式。
專利摘要本實用新型涉及農作物生產技術，公開了一種農作物多源生產履歷信息感知節點，該感知節點包括電源模塊以及依次採用雙向連接的通信模塊、微處理器、數據處理模塊和多源生產履歷信息採集模塊，電源模塊為整個感知節點供電，通信模塊用於接收遠程網絡節點設備的控制指令並依次經微處理器和數據處理模塊傳輸給多源生產履歷信息採集模塊，以控制多源生產履歷信息採集模塊對農作物的多源生產履歷數據進行採集並發送給數據處理模塊進行數據處理後傳輸給微處理器，微處理器協調多源處理後的生產履歷數據後經通信模塊傳輸給遠程網絡節點設備。本實用新型的數據採集範圍廣、採集速度快，可實時和定時採集、傳輸多源生產履歷信息。
文檔編號G08C17/02GK202795726SQ20122047210
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者楊信廷, 孫傳恆, 李文勇, 周超, 屈利華 申請人:北京農業信息技術研究中心