基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统技术方案

本发明专利技术属于果蔬贮藏技术领域，公开了一种基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统，包括：传感器节点，用于实现对温湿度工况数据的采集、处理、传输以及控制功能；网关节点，连接传感器节点和外部网络，接受各个传感器节点发送的工况数据；至少一个数字式传感器，与传感器节点连接，用于采集温室内实时的环境温度和湿度工况数据；PIC单片机等。本发明专利技术对于积极推进本地果蔬产业链的建设，推动果蔬产业向商品化、专业化、现代化发展，也能达到产业增效，人民增收具有推广意义。

Intelligent monitoring system of temperature and humidity in Greenhouse Based on wireless sensor

The invention belongs to the technical field of fruit and vegetable storage, discloses a wireless sensor greenhouse environment temperature and humidity monitoring system, which is based on a sensor node, for the realization of the conditions of temperature and humidity data acquisition, processing, transmission and control functions; the gateway node, connecting the sensor node and the external network, each sensor node sends data receiving condition; at least one digital sensor is connected with the sensor nodes for real-time acquisition of greenhouse environment temperature and humidity condition data; PIC mcu. The invention promotes the construction of the local fruit and vegetable industry chain, and promotes the development of fruits and vegetables industry to commercialization, specialization and modernization, and also achieves industrial synergy.

【技术实现步骤摘要】
基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统
本专利技术属于果蔬贮藏
，尤其涉及一种基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统。
技术介绍
温室环境的温度和湿度参数实时智能监测，一般采用廉价、高效的传感器作为监测节点，解决外围电路庞大、电路结构复杂的问题；解决监测数据不稳定且可靠度低的问题；解决数字化实时显示困难的问题；解决数字调节不方便的问题。通过对无线传感网络的实时监测从而获知整个温室环境的环境现场参数，其对农业生产、食品加工、煤矿生产等行业具有较大的影响；贵阳本地鲜花和果蔬等大棚种植和大棚栽培过程中，要使得这些非本季节植物处于较佳的生长状态，就必须严格控制温室内的温湿度。而不同类别的植物，所需温湿度也不尽相同。如果要使得植物时刻处于最合适生长的温湿度，提高农业产量，实时监控温室内的温湿度就显得十分的必要和重要了。下面，我们以贵阳市果蔬贮藏行业的现状来对温室环境实时监测的重要性和必要性进行论证。从贵阳市及其周边地区的情况来看，2011年，贵阳市水果产量13.75万吨，同比增长26.3％，实现产值6亿元。但是，衡量一个地区果蔬产业链的生产水平，主要依据是果蔬产业产销系统的正常运转是否(包括果蔬的科技生产水平、贮藏保鲜能力等)与果蔬的产出率及经济增长率相适应。目前，贵阳市果蔬贮藏能力占产量的比例较低，果蔬贮藏量只占果品总产量10％-15％，能长期贮存的库容仅占3％-4％，且温室贮藏技术的落后，严重制约了贵阳市果蔬产业链的发展。综上所述，现有技术存在的问题是：由于51单片机外围电路结构复杂，造成监测数据处理缓慢，电路功耗较大，且不能够实时显示检测数据；而且现有技术中，不能全面、实时、自动地对监测数据进行自动记录和处理，并且不能将温湿度等现场信息采用最有效的办法送入PC机进行处理；造成不能满足对温室环境温度和湿度的现场状态进行全面、实时、长期监测的要求；而且现有技术中，传统温湿度实时监测系统电路复杂、维护性较差。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统。本专利技术是这样实现的，一种基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统，所述基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统包括：传感器节点，用于实现对温湿度工况数据的采集、处理、传输以及控制功能；网关节点，连接传感器节点和外部网络，接受各个传感器节点发送的工况数据；至少一个数字式传感器，与传感器节点连接，用于采集温室内实时的环境温度和湿度工况数据；PIC单片机，与数字式传感器连接，用于在多节点无线网络范围内进行温湿度监测。进一步，所述基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统包括：无线传感器网络工作平台，在监测区域内合理设置传感器节点，用无线通信的方式形成一个多跳的自组织网络系统，用于协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给主控机；环境参数监测模块，用于将监测信号送入工控机，由工控机来控制和驱动各执行部件执行功能动作；人机通信功能模块，用于将检测获得的环境参数反馈给PIC单片机，控制和调节执行机构的工作。本专利技术的优点及积极效果为：传感器节点上电复位后，经过初始化进入到PIC16F877A的工作模式，实时定时器TMR0和TMR1定时时间到输出中断，以中断方式唤醒单片机，DHT11采集温室温湿度参数数据、读取定时器时间、存储温湿度和时间数据，然后调用无线发送子程序，才将采集数据发送出去，发送完毕后，单片机重新进入掉电模式，等待唤醒。这样，不仅能够降低系统功耗，同时也满足了温室的温湿度数据采集的实时性。在果蔬保鲜、食品加工、农业大棚、煤矿生产等诸多领域内，准确、高效的实时监测温室温湿度环境参数，进行环境监测，是实现生产管理自动化、科学化的基本保证；在无线传感器网络的基础上，本专利技术选用PIC单片机来设计和实现温室环境温湿度实时监测，提高了系统的数字化、智能化和自动化的程度。另外，在经济社会转型的特殊背景下，通过本专利技术还能够积极推进本地果蔬产业、种植业、煤矿生产的建设，推动产业向商品化、专业化、现代化发展，达到产业增效，企业增收的目的。同时，通过本专利技术的推广应用，也能够为建设绿色农业和生态贵州做出一定的贡献。利用PLC通信数据可靠、有较好实时响应和显示的特点，用PLC来处理数字化传感器的监测数据，在简化电路结构和增强系统快速响应性的同时，为今后建立大数据工作群做好技术准备。本专利技术采用人工智能技术，科学、合理的控制影响生产环境的环境因子，通过计算机控制设备进行环境控制，做到既提高产品的质量、产量、经济价值和社会效益，同时尽量降低生产成本，对温室环境实施自动检测是非常必要的，也是具有现实积极意义的。对于积极推进本地果蔬产业链的建设，推动果蔬产业向商品化、专业化、现代化发展，也能达到产业增效，人民增收地目的。与此同时，通过本专利技术的推广应用，也能够为建设绿色农业和生态贵州做出一定的贡献。本专利技术解决了多节点通信和数据传输的可靠性和有效性问题，在监测区域内合理设置传感器节点，用无线通信的方式形成一个多跳的自组织的网络系统，协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给主控单片机。一方面利用单片机技术，实现控制整个监测区域工况参数的功能。另一方面，在进行数据通信时，也要充分考虑数据服务器内部各模块和插件提供统一格式的接口，使其能通过数据库方式通信适配插件访问具体的数据库。本专利技术解决了传统温湿度实时监测系统电路复杂、维护性较差的问题，对温度和湿度两项技术参数进行重点测控。在测控区域内，合理设置无线传感器的监测节点，获取较好的现场工况参数。选用新一代数字式温度和湿度传感器采用单总线接口方式，即允许在一条信号线上挂接数十甚至上百个数字式传感器，使测温装置与各传感器的接口变得十分简单，克服了模拟式传感器与微机接口时需要A/D转换器及其它复杂外围电路的缺点，并可以用过总线供电，节省了大量的引线和逻辑电路。因此，数字式传感器组成的温度和湿度实时监测系统搭建非常方便，切成本低、体积小、可靠性高。本专利技术解决了实时监测系统主控电路模块在各个不同工况环境中通用性和实用性的问题，以PIC单片机为核心来设计监测主控电路，采用能够实用于不同工作场合的监测主控电路模块，相较之传统51单片机为核心的监测电路，提高了主控电路模块的互换通用性，同时解决了外围电路庞大、电路结构复杂的问题；解决了监测数据不稳定且可靠度低的问题；解决了数字化实时显示困难的问题；解决了数字调节不方便的问题。本专利技术在传统检测技术的基础上，进行基于PIC单片机的多节点无线网络温湿度实时监测技术，采用了数字式温湿度传感器，应用传感技术、无线收发技术及单片机技术，实现多节点无线网络温湿度数据的采集和监测。与此同时，还基于PIC单片机的温湿度监测主控电路模块技术。使得整个检测系统具有系统电路简单、维护容易、抗干扰性强、可靠性高、搭建方便等特点，并具有较好的可移植性和实用性。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统结构示意图；图中：1、传感器节点；2、网关节点；3、数字式传感器；4、PIC单片机；5、无线传感器网络工作平台；6、环境参数监测模块；7、人机通信功能模块。图2是本专利技术实施例提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统，其特征在于，所述基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统包括：传感器节点，用于实现对温湿度工况数据的采集、处理、传输以及进行控制；网关节点，连接传感器节点和外部网络，接受各个传感器节点发送的工况数据；至少一个数字式传感器，与传感器节点连接，用于采集温室内实时的环境温度和湿度工况数据；PIC单片机，与数字式传感器连接，用于在多节点无线网络范围内进行温湿度监测。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统，其特征在于，所述基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统包括：传感器节点，用于实现对温湿度工况数据的采集、处理、传输以及进行控制；网关节点，连接传感器节点和外部网络，接受各个传感器节点发送的工况数据；至少一个数字式传感器，与传感器节点连接，用于采集温室内实时的环境温度和湿度工况数据；PIC单片机，与数字式传感器连接，用于在多节点无线网络范围内进行温湿度监测。2.如权利要求1所述的基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统，其特征在于，所述基于无线传感器的温室环境温度和湿度智能监测系统包括：无线传感器网络工作平台，在监测区域内合理设置传感器节点，用无线通信的方式形成一个多跳的自组织网络系统，用于协作地感知、采集和处理网络覆盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：高毅，姚固文，徐明飞，汤承明，
申请(专利权)人：贵阳学院，
类型：发明
国别省市：贵州,52