[发明专利]一种基于全IP无线传感器网络的农业大棚温度监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种农业环境监测与控制系统，尤其涉及的是一种基于全IP无线传感器网络的农业大棚温度监控系统。

背景技术

无线传感器网络具有结构紧凑、易于布置、易于维护、价格便宜、测量精度高等优点，非常适合农业大棚温度的监测与控制。近年来，国内外研究人员对基于无线传感器网络的农业大棚温度监测与控制系统进行了相关研究，并取得了一定的研究成果。但目前的基于无线传感器网络的农业大棚温度监测与控制系统存在以下不足：

1)系统无法直接接入互联网

目前，基于无线传感器网络的农业大棚温度监测与控制系统无法直接接入互联网，而必须通过协议转换或协议承载的方式实现与互联网的通信，即通过设置在无线传感器网络与互联网之间的网关进行两种网络协议的转换或承载从而实现两种网络的通信。但是协议转换或协议承载存在如下缺点：(1)如果设置在无线传感器网络与互联网之间的网关失效，那么两种网络将无法通信，互联网节点将无法监测大棚内的温度；(2)如果无线传感器网络协议发生变化，那么网关必须进行相应地更新以实现新协议的转换或承载，否则互联网节点将无法监测大棚内的温度数据。因此，采用协议转换或协议承载的方式实现系统与互联网的通信，不仅增加了系统成本和不稳定性，也增加了系统的数据响应时间。

2)系统无法实现对农业大棚温度的实时智能控制

目前，基于无线传感器网络的农业大棚温度监测与控制系统所采用的路由技术是基于以数据为中心的工作机制，无法实现大棚中传感器节点与互联网节点的点到点通信，即互联网节点无法与某一特定传感器节点进行通信以监测此传感器节点所在小范围区域的温度参数，也无法向某一特定控制传感器节点发送控制命令以驱动温度调节装置实现对大棚温度的实时智能控制。用户仍然需要通过现场人工方式直接驱动温度调节装置实现对农业环境的控制。

针对现有系统的不足，本发明提出了一种基于全IP无线传感器网络的农业大棚温度监控系统，其优点在于：

1)系统能够直接接入互联网

在全IP无线传感器网络中，每个传感器节点都支持IP协议并拥有全球唯一的IP地址，能够与互联网节点采用统一的IP协议进行点到点通信，因此基于全IP无线传感器网络的农业大棚温度监控系统无需协议转换或协议承载就可直接接入互联网；

2)系统能够对农业大棚温度进行实时智能控制

全IP无线传感器网络中的传感器节点能够与互联网节点采用统一的IP协议进行点到点通信，因此，通过基于全IP无线传感器网络的农业大棚温度监控系统，互联网节点能够与某一特定传感器节点通信以监测此传感器节点所在小范围区域的环境参数，也能够向某一特定控制传感器节点发送控制命令以驱动温度调节装置实现对农业大棚温度的实时智能控制。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于全IP无线传感器网络的农业大棚温度监控系统。

技术方案：本发明公开了一种基于全IP无线传感器网络的农业大棚温度监控系统，包括全IP无线传感器网络、汇聚节点、传输网络、互联网节点及数据库五个部分；

所述全IP无线传感器网络包括若干传感器节点，所述每个传感器节点支持IP协议并拥有全球唯一的IP地址，与所述互联网节点采用统一的IP协议进行点到点通信；

所述传感器节点包括两类：一类是设置在待监测的农业大棚内的用于采集温度数据的监测传感器节点，另一类是设置在待监测的农业大棚内的用于控制温度调节装置开关的控制传感器节点，两类传感器节点都具有IP数据包的路由转发功能；

所述传输网络包括边界路由器以及互联网；

所述汇聚节点与边界路由器相连用于全IP无线传感器网络与互联网的直接接入，由汇聚节点进行完全IP协议栈转换以及IP数据包的路由转发；

所述数据库用于存储传感器节点IP地址，同时备份监测传感器节点采集的农业温度数据；

所述互联网节点通过访问传感器节点直接获取温度数据或者通过数据库查询获取温度数据。

本发明所述系统中，传感器节点初始化时，将其IP地址发送给数据库进行注册。

本发明所述系统中，所述监测传感器节点包括三个部分：无线收发器、微处理器、温度传感单元；所述微处理器通过无线收发器接收来自互联网节点的数据包，微处理器对数据包中的命令进行解释和处理，并将温度传感单元采集的温度数据通过无线收发器发送到互联网节点；传感器节点使用精简IP协议栈；