一種基於ZigBee網絡的生態農業環境智能監測系統的製作方法
2023-12-05 05:25:36 1
一種基於ZigBee網絡的生態農業環境智能監測系統的製作方法
【專利摘要】本發明的目的在於提供一種基於ZigBee網絡的生態農業環境智能監測系統，本系統主要的功能是實現對分布於各個監測點的環境進行實時數據採集監測。各參數傳感器通過ZigBee數據傳輸模塊以ZigBee無線通訊方式將監測數據傳送給ZigBee路由器，ZigBee路由器經過交換機再把監測數據送至園區內數據採集伺服器和備份數據採集伺服器。若干臺用戶終端通過安裝於數據監測系統伺服器上的智能監測系統對監測點進行實時監測，並提供大屏幕LED、簡訊及廣播三種智能預警方式，盡最大程度做到科學預警、預報和預測，確保園區內生態農業的安全。
【專利說明】—種基於ZigBee網絡的生態農業環境智能監測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於ZigBee網絡的生態農業環境智能監測系統。
【背景技術】
[0002]隨著國家政策的大力扶持，國內各地生態農業園區的建設越來越多，建設標準越來越高，生態農業發展的好壞跟周圍的環境好壞息息相關。伴隨著國家大力推行生態農業園區建設，科學合理的自動化監測系統研究也處於快速發展階段。當前，大量的生態農業園區迫切需要建立科學合理且費用低廉的自動化監測系統來對周圍自然環境進行全天候監測。因此，建立生態農業環境智能監測系統具有重要意義。
[0003]隨著ZigBee無線組網、智能廣播技術和簡訊通信技術的興起，為自動化監測預警提供了一套既科學合理又具備行業特色的解決方案。通過建立生態農業環境智能監測系統，生態農業園區管理單位可準確把握園區內的農業生態環境情況，做到科學預警、預報和預測，有力的保證了生態農業的健康發展。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種基於ZigBee網絡的生態農業環境智能監測系統，本系統主要的功能是實現對分布於各個監測點的環境進行實時數據採集監測。各參數傳感器通過ZigBee數據傳輸模塊以ZigBee無線通訊方式將監測數據傳送給ZigBee路由器，ZigBee路由器經過交換機再把監測數據送至園區內數據採集伺服器和備份數據採集伺服器。若干臺用戶終端通過安裝於數據監測系統伺服器上的智能監測系統對監測點進行實時監測，並提供大屏幕LED、簡訊及廣播三種智能預警方式，盡最大程度做到科學預警、預報和預測，確保園區內生態農業的安全。
[0005]本發明的目的可通過以下的技術措施來實現:
一種基於ZigBee網絡的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:系統由數據採集子系統、網絡傳輸子系統、數據處理子系統及數據輸出子系統4個子系統構成。
[0006]所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述數據採集子系統由若干個傳感器、若干臺ZigBee數據傳輸模塊、I臺ZigBee路由器構成。
[0007]所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述網絡傳輸子系統由I臺交換機、I臺路由器、I臺硬體防火牆構成。
[0008]所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述數據處理子系統由I臺數據監測系統伺服器、I臺數據採集伺服器、I臺備份數據採集伺服器、若干臺用戶終端構成。
[0009]所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述數據輸出子系統由若干臺大屏幕LED、I臺簡訊平臺、I臺智能廣播站、若干臺揚聲器構成。
[0010]所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述傳感器對監測點數據進行採集，每4個連接I臺ZigBee數據傳輸模塊，類型可為溫度、溼度、光照、土壤溫度、土壤溼度、C02濃度、葉面溼度、露點溫度傳感器；所述ZigBee數據傳輸模塊以ZigBee無線通訊方式向ZigBee路由器傳輸數據，採用12伏直流電源供電，配備4通道傳感器接口，可設置ZigBee路由器IP位址和數據採樣頻率；所述ZigBee路由器經交換機向數據採集伺服器和備份數據採集伺服器發送監測數據。
[0011]所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述交換機連接ZigBee路由器、路由器、若干臺大屏幕LED、簡訊平臺、智能廣播站、數據採集伺服器、備份數據採集伺服器、數據監測系統伺服器和若干臺用戶終端；所述路由器連接硬體防火牆和交換機；所述硬體防火牆設置埠控制，外網接口接入網際網路，對內不允許數據進入，對外僅允許簡訊平臺數據輸出，內網接口與路由器外網接口連接。
[0012]所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述數據監測系統伺服器連接交換機訪問數據採集伺服器、備份數據採集伺服器、用戶終端、大屏幕LED、簡訊平臺；所述數據採集伺服器連接交換機並與備份數據採集伺服器互為備份；所述備份數據採集伺服器連接交換機並與數據採集伺服器互為備份；所述用戶終端由若干臺組成並連接交換機，通過訪問數據監測系統伺服器對監測點進行實時監測。
[0013]所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述大屏幕LED數量為若干臺，配備網絡接口並連接至交換機，可接收數據監測系統伺服器發送的監測數據實時顯示監測信息；所述簡訊平臺連接交換機接收數據監測系統伺服器輸出的預警信息並經過路由器和硬體防火牆向用戶手機發送預警簡訊；所述智能廣播站接收數據監測系統伺服器輸出的預警信息啟動預警信息播放；所述揚聲器數量為若干臺，連接智能廣播站用於播放預警信息。
[0014]本發明對比現有技術，有如下優點:
1、本系統組成採用模塊化結構設計。系統設計合理、靈活性強、安裝部署簡單方便。
[0015]2、本系統可滿足大規模低廉無線組網監測的需要，採用現代成熟的傳感器和數據傳輸模塊對監測點進行在線實時監測，做到科學預測、預報和預警。
[0016]3、數據採集伺服器和備份數據採集伺服器均安裝數據採集系統，可同時接收監測數據，兩部伺服器互為備份相互同步並向數據監測系統伺服器提供數據訪問服務，確保數據的可靠性、一致性和安全性。
[0017]4、硬體防火牆設置埠控制，外網埠接入網際網路，對內不允許數據進入，對外僅允許簡訊平臺數據輸出，確保了監測數據的保密性。
[0018]5、所有傳感器採集的數據均保存於數據採集伺服器和備份數據採集伺服器中，智能監測系統僅提供數據的查詢分析功能，不提供數據修改和刪除功能，確保了原始數據的真實性。
[0019]6、系統提供大屏幕LED、廣播和簡訊三種監測預警模式，可在最大程度上降低生態農業事故的發生。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的系統通訊結構示意圖；
圖2是圖1所示的傳感器與ZigBee數據傳輸模塊連接結構示意圖；
圖3是圖1所示的ZigBee數據傳輸模塊與ZigBee路由器通訊結構圖；
圖4是圖1所示的數據監測系統伺服器與數據採集伺服器和備份數據採集伺服器通訊示意圖； 圖5是圖1所示的簡訊數據發送流程圖；
圖6是圖1所示的若干臺用戶終端與數據監測系統伺服器通訊結構圖；
圖7是圖1所示的大屏幕LED數據接收流程圖；
圖8是圖1所示的預警信息播放流程圖；
圖9是圖1所示的生態農業環境智能監測系統工作流程圖。
【具體實施方式】
[0021]圖1示出了本發明的一個通訊結構組成。該系統由若干個傳感器、若干臺ZigBee數據傳輸模塊、I臺ZigBee路由器、I臺交換機、I臺路由器、I臺硬體防火牆、I臺數據監測系統伺服器、I臺數據採集伺服器、I臺備份數據採集伺服器、若干臺用戶終端、若干臺大屏幕LED、I臺簡訊平臺、I臺智能廣播站和若干臺揚聲器構成。
[0022]若干個傳感器對監測點數據進行採集並發送至ZigBee數據傳輸模塊；ZigBee數據傳輸模塊向ZigBee路由器傳輸監測數據；ZigBee路由器把監測數據發送至數據採集伺服器和備份數據採集伺服器；硬體防火牆進行埠控制保證系統運行安全穩定；兩臺數據採集伺服器均安裝Windows Server 2008以上伺服器作業系統、Microsoft SQL Server2008企業版及以上資料庫系統和數據採集系統並互為備份相互同步數據；若干臺用戶終端與數據監測系統伺服器通訊；簡訊平臺可對外向用戶手機發送預警簡訊；大屏幕LED接收監測數據並實時顯示；智能廣播站接收監測數據並控制若干臺揚聲器播放預警信息。
[0023]圖2所示為傳感器與ZigBee數據傳輸模塊連接結構示意圖。每I臺ZigBee數據傳輸模塊可連接4個傳感器。
[0024]圖3所示為ZigBee數據傳輸模塊與ZigBee路由器通訊結構圖。若干臺ZigBee數據傳輸模塊通過無線通訊方式將數據發送至I臺ZigBee路由器。
[0025]圖4所示為數據監測系統伺服器與數據採集伺服器和備份數據採集伺服器通訊示意圖。數據監測系統伺服器訪問數據採集伺服器及備份數據採集伺服器上的數據，數據採集伺服器及備份數據採集伺服器互為備份。
[0026]圖5所示為簡訊數據發送流程圖。數據監測系統伺服器上的智能監測系統根據警戒等級通過簡訊平臺將預警簡訊至用戶手機。
[0027]圖6所示為若干臺用戶終端與數據監測系統伺服器通訊結構圖。若干臺用戶終端與數據監測系統伺服器連接，用戶終端可對各個現場監測點進行在線監測。
[0028]圖7所示為大屏幕LED數據接收流程圖。數據監測系統伺服器上的智能監測系統將監測數據發送至大屏幕LED。
[0029]圖8所示為預警信息播放流程圖。數據監測系統伺服器上的智能監測系統將監測數據發送至智能廣播站啟動揚聲器播放預警信息。
[0030]圖9所示為生態農業環境智能監測系統工作流程圖。系統運行包括以下過程:
1、啟動。
[0031]2、數據傳輸模塊設置路由器IP位址和採樣頻率。
[0032]3、向路由器傳輸監測數據。
[0033]4、數據轉換及公式計算。
[0034]5、數據存儲。[0035]6、評估及預警。
[0036]7、發送簡訊。
[0037]8、室外大屏幕LED信息發布。
[0038]9、智能廣播站進行廣播。
[0039]10、停止。
[0040]本發明的實施方式不限於此，在本發明上述基本技術思想前提下，按照本領域的普通技術知識和慣用手段對本
【發明內容】
所做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本發明權利保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種基於ZigBee網絡的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:系統由數據採集子系統、網絡傳輸子系統、數據處理子系統及數據輸出子系統4個子系統構成。
2.根據權利要求1所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述數據採集子系統由若干個傳感器、若干臺ZigBee數據傳輸模塊、I臺ZigBee路由器構成。
3.根據權利要求1所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述網絡傳輸子系統由I臺交換機、I臺路由器、I臺硬體防火牆構成。
4.根據權利要求1所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述數據處理子系統由I臺數據監測系統伺服器、I臺數據採集伺服器、I臺備份數據採集伺服器、若干臺用戶終端構成。
5.根據權利要求1所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述數據輸出子系統由若干臺大屏幕LED、1臺簡訊平臺、I臺智能廣播站、若干臺揚聲器構成。
6.根據權利要求2所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述傳感器對監測點數據進行採集，每4個連接I臺ZigBee數據傳輸模塊，類型可為溫度、溼度、光照、土壤溫度、土壤溼度、C02濃度、葉面溼度、露點溫度傳感器；所述ZigBee數據傳輸模塊以ZigBee無線通訊方式向ZigBee路由器傳輸數據，採用12伏直流電源供電，配備4通道傳感器接口，可設置ZigBee路由器IP位址和數據採樣頻率；所述ZigBee路由器經交換機向數據採集伺服器和備份數據採集伺服器發送監測數據。
7.根據權利要求3所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述交換機連接ZigBee路由器、路由器、若干臺大屏幕LED、簡訊平臺、智能廣播站、數據採集伺服器、備份數據採集伺服器、數據監測系統伺服器和若干臺用戶終端；所述路由器連接硬體防火牆和交換機；所述硬體防火牆設置埠控制，外網接口接入網際網路，對內不允許數據進入，對外僅允許簡訊平臺數據輸出，內網接口與路由器外網接口連接。
8.根據權利要求4所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述數據監測系統伺服器連接交換機訪問數據採集伺服器、備份數據採集伺服器、用戶終端、大屏幕LED、簡訊平臺；所述數據採集伺服器連接交換機並與備份數據採集伺服器互為備份；所述備份數據採集伺服器連接交換機並與數據採集伺服器互為備份；所述用戶終端由若干臺組成並連接交換機，通過訪問數據監測系統伺服器對監測點進行實時監測。
9.根據權利要求5所述的生態農業環境智能監測系統，其特徵在於:所述大屏幕LED數量為若干臺，配備網絡接口並連接至交換機，可接收數據監測系統伺服器發送的監測數據實時顯示監測信息；所述簡訊平臺連接交換機接收數據監測系統伺服器輸出的預警信息並經過路由器和硬體防火牆向用戶手機發送預警簡訊；所述智能廣播站接收數據監測系統伺服器輸出的預警信息啟動預警信息播放；所述揚聲器數量為若干臺，連接智能廣播站用於播放預警信息。
【文檔編號】H04L29/08GK103685462SQ201310537567
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年11月5日
【發明者】郭皓升, 黃國偉 申請人:郭皓升, 黃國偉