[发明专利]一种无线传感器网络单/三相控制节点装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络单/三相控制节点装置，适用于农业环境监控、温室大棚环境监控和畜禽设施养殖环境等类似系统中温度、湿度、光照强度和有害气体浓度等监控的无线传感器网络技术领域。

背景技术

作为一种智能控制的自组织智能传感的无线传感器网络可广泛应用在农业环境监控、温室大棚环境监控和畜禽设施养殖环境等场合，对其温度、湿度、光照强度和有害气体浓度等实施监控具有极其广阔的应用前景。无线传感器网络包含大量的传感器节点、控制节点、中继节点和至少一个通信基站，其应用于上述环境监测等领域时，能够实时、准确地监测环境数据。但当传感器节点监测到温度、湿度、光照和有害气体等环境指标高于或低于所需要的阈值，并判定为异常事件后，需要能够自动控制水帘、风扇、电灯泡、天窗等执行设备的启停，来达到对环境指标的调节作用，这也是对无线传感器网络系统提出的一个更高的要求。国内外一些无线传感器网络用于环境检测的研究项目，如加州大学伯克利分校计算机系的Intel实验室和大西洋学院联合开发了一个名为“in-situ”的利用无线传感网络监测海岛生态环境的项目，并在大鸭岛(Great Duck Island)开展了对海燕栖息地生态环境的研究；还有意大利佛罗伦萨大学2007年提出了一种无线传感器网络应用于大范围区域的环境监测平台，并实际应用在了农产品综合生产项目上，但都未见其中有环境控制调节环节。如何达到监测又能控制，从而实现真正意义上的监控是无线传感器网络技术在应用于许多实际的工程时必须要解决的问题。而在一个完整的无线传感器网络监控系统中，传感器节点获取环境信息并进行简单的数据处理，节点间进行无线数据通信，以单跳或者多跳的形式交换数据信息，将信息传递给通信基站，通信基站可以将传感器节点收集到的信息进行有效地处理，同时通过传感器网络无线数据通信向本专利设计实现的单/三相控制节点装置发送控制指令，控制节点装置即可以依据基站发出的控制指令来控制执行设备的开关启停，并且能够通过传感器网络向通信基站发出执行设备状态信息。单/三相控制节点装置应当具有安全有效的执行设备智能控制能力、稳定的无线通信能力和持续的工作能力，应当具有执行设备的智能控制、信息处理和无线传输的可靠性以及实时性、自组织网络的适应能力，结构的合理性等等。并且，单/三相控制节点装置需投资成本低、性价比高、实时性好、使用方便以及应用范围广。正是以解决上述问题为出发点，系统地研究和设计了一种无线传感器网络单/三相控制节点装置。在目前的国内外相关领域研究报道和检索中未见与本发明相同或类似的设计。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种以有效解决无线传感器网络系统与执行设备之间的通信、智能控制方面问题的应用于农业环境监控、温室大棚环境监控和畜禽设施养殖环境等许多场合的无线传感器网络单/三相控制节点装置。

技术方案：本发明所述的无线传感器网路单/三相控制节点装置，包括执行设备驱动部件和数据通信部件；

所述的数据通信部件包括处理器单元、存储器单元、无线收发单元和第一电源单元，所述处理器单元用于判断和处理接收到的数据包以及获取连接端口的电平值保存在将要发送的数据包中，若是时间同步信号则重置时间同步计数器，若是控制指令则向连接端口输出高或低电平(启动或停止指令)，以获得的连接端口的电平值作为状态信号通过路由选择路径周期发送；所述存储器单元与所述处理器单元连接，作为在所述处理器单元内部存储空间不足情况下的非易失性程序和数据存储的补充；所述无线收发单元与所述处理器单元连接，用于接收时间同步信号和基站控制指令(启动或停止指令)，以及向基站发送执行设备状态信号；所述第一电源单元为整个数据通信部件提供工作电压；本发明所述高或低电平分别代表启动或停止状态；

所述的执行设备驱动部件包括可控硅控制单元、可控硅触发单元、执行设备状态输出单元和第二电源单元，所述可控硅控制单元用于控制交流主电路的通断从而控制执行设备启停；所述可控硅触发单元与所述可控硅控制单元连接，用于由可控硅触发单元接口输入的高或低电平导通或阻断所述可控硅控制单元；所述执行设备状态输出单元与所述可控硅控制单元连接，用于检测所述可控硅控制单元的通断从而得到执行设备的工作状态；所述第二电源单元为整个设备驱动部件提供工作电压；

所述执行设备驱动部件的可控硅触发单元接口与数据通信部件的连接端口相连，执行设备驱动部件的执行设备状态输出单元接口与数据通信部件的连接端口相连。

本发明还可以进一步采用以下技术措施：