一種用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統的製作方法

2023-07-01 03:49:16 2

專利名稱：一種用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及環境監測系統，特別是一種用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系 統。
背景技術：
日光溫室葡萄栽培，是人為的控制日光、溫室和溼度的方法，來達到「反季節、超時 令、優品種」的效果。而且在不同的時間段，葡萄栽培所需的環境也有所不同。如催芽期， 白天保特15 20°C左右，夜間10 15°C，最低不低於3°C。萌芽發育時白天升到20 25°C，夜間保持15°C左右，最低不低於5°C。在發芽前的催芽期間，空氣溼度保持在80%以 上。新梢生長發育期，白天溫度控制在20 25°C，夜間保持在15°C左右，最低不低於10°C， 嚴格控制溼度，溼度控制在60%左右。開花期為了提高花粉發芽率，保證授粉受精過程的 順利進行，白天保持20°C左右，夜間保持5 10°C，最低不可低於5°C，開花期要停止灌水， 溼度保持在50%左右，以利開花和散粉。幼果時期白天溫度保持20 25°C，夜間保持在 15 20°C，溼度保持在70%左右。著色期白天20 30°C，夜間16 18°C，溼度保持70% 80%。由此日光溫室葡萄栽培的環境在線監測也顯得非常重要，我們可以在線監測環境 各個參數，並根據監測的數據採取相應的措施。而且，葡萄園氣候的細微變化也會影響葡萄 的品質，這種影響對葡萄酒的生產尤為重要，會極大地影響葡萄酒的質量。所以我們需要根 據長年的數據記錄以及相關分析，能精確的掌握葡萄的品質與葡萄生長過程中的日照、溫 度、溼度的確切關係，以指導葡萄園管理者採取相應措施。國內葡萄栽培的環境信息採集大多採用有線方式。此方式維修費用高，布局困難。 而無線傳感網絡具有功耗低、優良的網絡拓撲能力和成本低的特點。再結合通用無線分組 業務(General Packet Radio Service，簡稱 GPRS)與無線傳感網絡(Wireless Sensor Network，簡稱WSN)可加大通信距離。在採集信息方面，一個傳感器節點可多路採集也是一 個亮點。採用MCGS組態軟體管理數據，可以快速、方便的開發監測系統，可無人值守，實現 人機界面等優點。

發明內容
本發明的目的是提供一種用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統，對採集的 信息採取相應的措施和記錄採集信息以供分析。本發明所採用的技術方案如下一種用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系 統，其特徵在於，包括無線傳感網絡、通用無線分組業務模塊和觸控螢幕測試中心；所述無線 傳感網絡包括傳感器節點和傳感器中心節點，上述傳感器節點包括採集電路、無線模塊和 傳感器，採集電路和無線模塊採用串口連接，採集電路將採集到傳感器檢測的環境信息通 過無線模塊傳輸至無線傳感器中心節點；所述傳感器中心節點通過串口連接接入通用無 線分組業務模塊，使通用無線分組業務模塊與無線傳感網絡結合通過網際網路傳送數據給觸控螢幕測試中心，所述觸控螢幕測試中心採用監視與控制通用系統組態軟體管理數據和監測環
^Mi ο進一步，所述傳感器節點與中心節點採用ZigBee協議通信，所述傳感器節點的採 集電路為多通道採集電路，所述傳感器節點的傳感器包括溫度傳感器、光照傳感器和溼度 傳感器。所述採集電路和無線模塊採用RS232/RS485串口連接，所述傳感器中心節點與通 用無線分組業務模塊採用RS232串口連接，所述通用無線分組業務模塊型號為F2103GPRS DTU(廈門四信通信科技有限公司)。進一步，溫溼度傳感器為DB171 (大連盛世瑞恩科技有限公司)、光照度傳感器為BYT20YSCGJ(北京中西遠大科技有限公司)。本發明的有益效果是1、採用無線傳感網絡，優良的網絡拓撲能力、低成本、低功耗、實用壽命長的優點。2、多通道採集電路，可使一個節點接多個傳感器，減少節點數，降低成本。3, GPRS與無線傳感網絡結合，可大大加大通信距離。4、採用組態軟體對WSN與GPRS聯合通信數據進行管理，可以快速、方便的開發監 測系統，可無人值守，實現人機界面，HIM具有數據存儲能力，方便進行數據分析。


圖1是整體結構2無線傳感網絡通信流程圖
具體實施例方式本發明的用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統的一種具體實施示例，如圖 1所示，在檢測範圍1內布置多個相同的無線傳感包括無線傳感器節點2，並在中心位置設 置一無線傳感器節點2，無線傳感器節點2和無線傳感器中心節點3構成了無線傳感器網 絡，即WSN。其中無線傳感器節點2包括多通道採集電路、無線通信模塊、溫溼度傳感器、光 照度傳感器等，本實施例中，多通道採集電路和無線模塊採用RS232/RS485串口連接，溫溼 度傳感器為DB171 (大連盛世瑞恩科技有限公司)、光照度傳感器為BYT20YSCGJ(北京中西 遠大科技有限公司)。多個相同結構的無線傳感器節點2負責環境參數(光照度、溫度和溼度)的檢測， 並將檢測的環境信息通過通過Zigbee協議傳輸給無線傳感器中心節點3，當無線傳感器節 點2所在的環境發生變化時，觸發Zigbee模塊的I/O中斷將信息傳送給Zigbee模塊，所述 模塊從睡眠狀態喚醒，模塊利用自身的控制晶片對信息進行處理後，再以無線的方式傳送 給無線傳感器中心節點3，無線傳感器中心節點3主要用於接收傳感器節點的數據上報，並 將其進行融合處理，傳給GPRS模塊4通過GPRS網絡5和Internet網絡6傳遞給觸控螢幕監 測中心7。觸控螢幕檢測中心運行組態軟體工程，把採集到的數據進行處理，讀取各節點、溫 溼度傳感器、光照度傳感器的ID(編號)，以及各參數數據，並將這些信息加以顯示及存儲。 運用組態軟體可以快速、方便的編輯工程。該工程的功能包括數據分析(結合GPRS數據 格式、能對數據是否準確進行校驗、數據所代表的真實值進行校正)、實時數據顯示、報警上
4下限設計、存儲、歷史記錄查詢、報警、權限設計等等本實施例中，GPRS模塊4的信號為F2103GPRS DTU (廈門四信通信科技有限公司) 無線傳感器中心節點3與GPRS模塊4採用串口 RS232連接，F2103GPRS DTU通過GPRS網 絡5和internet網絡6，根據的觸控螢幕監測中心7的IP向觸控螢幕監測中心7建立連接，發 送數據。如圖2所示，無線傳感網絡通信流程為無線傳感器中心節點3主動向無線傳感器 節點2連接信令，在無線傳感器節點2成功地接收和驗證後，無線傳感器中心節點3返回確 認信息，無線傳感器節點2的ZigBee模塊被置於Sle印工作模式，接下來無線傳感器中心 節3點與無線傳感器節點2進行主從角色轉換，中心節點模塊處於從模式工作狀態，等候響 應主模式工作狀態的傳感器節點的連接請求；當需要數據傳輸時傳感器節點被喚醒工作在 主模式下，發起連接請求。中心節點地接收和驗證後，向傳感器節點返回確認信息，傳感器 節點開始發送數據，發送完後，發出斷開連接請求。中心節點接收和驗證後，向傳感器節點 返回確認信息，斷開連接。以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護範圍，凡是 按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護範圍 之內。
權利要求
一種用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統，其特徵在於，包括無線傳感網絡、通用無線分組業務模塊和觸控螢幕測試中心；所述無線傳感網絡包括傳感器節點和傳感器中心節點，上述傳感器節點包括採集電路、無線模塊和傳感器，採集電路和無線模塊採用串口連接，採集電路將採集到傳感器檢測的環境信息通過無線模塊傳輸至無線傳感器中心節點；所述傳感器中心節點通過串口連接接入通用無線分組業務模塊，使通用無線分組業務模塊與無線傳感網絡結合通過網際網路傳送數據給觸控螢幕測試中心，所述觸控螢幕測試中心採用監視與控制通用系統組態軟體管理數據和監測環境。
2.根據權利要求1所述的一種用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統，其特徵在 於所述傳感器節點與中心節點採用ZigBee協議通信。
3.根據權利要求1所述的用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統，其特徵在於 所述傳感器節點的採集電路為多通道採集電路。
4.根據權利要求1所述的用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統，其特徵在於 所述傳感器節點的傳感器包括溫度傳感器、光照傳感器和溼度傳感器。
5.根據權利要求4所述的用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統，其特徵在於 所述溫溼度傳感器為DB171、所述光照度傳感器為BYT20YSCGJ。
6.根據權利要求1所述的用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統，其特徵在於 所述採集電路和無線模塊採用RS232/RS485串口連接。
7.根據權利要求1所述的用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統，其特徵在於 所述傳感器中心節點與通用無線分組業務模塊採用RS232串口連接。
8.根據權利要求1所述的用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統，其特徵在於 所述通用無線分組業務模塊型號為F2103 GPRS DTU0
全文摘要
一種用於日光溫室葡萄栽培的環境在線監測系統，包括傳感器節點、傳感器中心節點無線傳感網絡、通用無線分組業務模塊和觸控螢幕測試中心。傳感器節點包括採集電路、無線模塊和傳感器，採集電路和無線模塊採用串口連接，採集電路將採集到傳感器檢測的環境信息通過無線模塊傳輸至無線傳感器中心節點。傳感器中心節點通過串口連接接入通用無線分組業務模塊，使通用無線分組業務模塊與無線傳感網絡結合通過網際網路傳送數據給觸控螢幕測試中心進而管理數據和監測環境。本發明可用於完成對日光溫室葡萄栽培的環境實時全面監控，和數據記錄，根據環境參數及時採取相應措施和歷史記錄進行分析，掌握葡萄的品質與葡萄生長過程中的日照、溫度、溼度的確切關係，以指導葡萄園管理者採取相應措施。
文檔編號G08C17/02GK101944280SQ201010227220
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月15日 優先權日2010年7月15日
發明者嚴虹, 吳斯斌, 孫世滔, 張偉, 李潔, 繆聰聰 申請人:嘉興學院