[实用新型]基于ZigBee的无线植物生理生态监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于无线传感器领域，特别涉及一种能够同时测量多种植物生理生态参数的温室无线传感器网络监测系统。

背景技术

目前，温室环境调控能力普遍不强，智能化水平低，植物生理生态信息获取与传输手段落后。在农业方面，已开发的能够用于各种植物信息获取的无线传感器节点非常少，特别是低功耗的传感器节点。因此，如何集成现有技术在设施农业展开无线传感器网络技术的研究，开发适合于我国国情的低成本、低功耗的无线智能传感器节点是现代农业的主要任务之一。智能无线传感器和在此基础上集成的低成本、低功耗的无线网络化植物生理生态监测系统，在国内尚属空白。植物外部生长环境测试技术相对发展较快，环境温度、湿度、光照强度等测试传感器已经得到了推广应用。但针对植物本身特性的测试，如植物叶面温度、植物茎流、光合有效辐射、茎/果实/树木生长变化，以及土壤水分等的测试方法相对发展较慢。国外有些研究机构和公司已经有相关产品问世，但价格十分昂贵，而国内该方向的研究刚刚起步，无产品投入实际应用。国内的温室环境控制系统大部分采用集中式或PLC控制结构，控制方法多为简易的ON/OFF型，以此构建的温室环境控制系统结构复杂，信息远距离传输能力弱，控制效果较差，在可扩展性、可靠性和实时性方面存在不足。因此，实际的温室生产需求对植物生理信息获取与分析技术和环境控制技术提出了更高的要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于ZigBee的无线植物生理生态监测系统，其可以有效解决现有技术信息远距离传输能力弱，控制效果较差，在可扩展性、可靠性和实时性方面存在不足等问题，实现远距离无线监测测定点的土壤温度、水分，叶片温度、光合作用、茎秆生长等植物生理生态参数，并通过ZigBee中心主节点将各个测试点的数据汇聚上传至上位机进行分析、对比、存储等处理。

为实现上述目的，本实用新型采取如下的技术方案：

一种基于ZigBee的无线植物生理生态监测系统，其包括有：

用于提供系统工作的供电模块；

用于采集、分析、处理植物生理生态信息的主计算机；

一群组ZigBee子节点；

每个ZigBee子节点下连接一传感器，该传感器为温室室温传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器、叶片温度传感器、光合作用传感器和茎秆生长速率传感器中的一种；

用于汇集所有ZigBee子结点采集的植物生理生态参数的ZigBee中心主节点；

所述各ZigBee子节点将采集的各传感器信号经过处理后，利用消息发送给ZigBee中心主节点；ZigBee中心主节点同步或分步将采集到的所有ZigBee子节点发送的传感器信息发送到主计算机。

在ZigBee子节点下还配设有一用于显示分析仪的工作状态以及采集到的数据信息的显示模块，其与该ZigBee子节点和电源模块连接。

在ZigBee子节点下还配设有一用于语音提示指导生产的真人语音发音模块，与所述供电模块和该ZigBee子节点模块的控制端连接。

本实用新型通过一些实施例实现了温室环境下植物生理生态参数的无线采集处理，为管理人员及时提供植物生理生态信息。

本实用新型的优点是：该系统操作简便，结构简单，功能丰富，外形小巧，方便实用。

附图说明

图1为本实用新型基于ZigBee的无线植物生理生态监测系统构成原理示意图；

图2为基于ZigBee的无线植物生理生态监测系统一实施例架构示意图；

图3为本实用新型一实施例的供电模块实施例电路原理图；

图4为本实用新型一实施温室室温传感器模块电路原理图；

图5为本实用新型实施例的各种传感器的技术参数表。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

参见图1，本实用新型基于ZigBee的无线植物生理生态监测系统主要包括有：用于采集、分析、处理植物生理生态信息的主计算机；一群组ZigBee子节点(子节点1、2、3、4、5、6)。

每个ZigBee子节点下的传感器可以是温室室温传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器、叶片温度传感器、光合作用传感器和茎秆生长速率传感器中的一个；可以是一个ZigBee子节点对应一种传感器；也可是多个ZigBee子节点对应接同一种传感器，等等，根据需要可做不同的设计。

本实用新型基于ZigBee的无线植物生理生态监测系统还包括一用于汇集所有ZigBee子结点采集的植物生理生态参数的ZigBee中心主节点。