[实用新型]基于ZigBee无线传感器网络的绿地墒情监测网络路由器

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种ZigBee网络路由器，具体涉及的一种用于城市绿地墒情监测的基于ZigBee的低功耗绿地墒情监测网络路由器。

背景技术

随着计算机技术、GPS 技术、传感器技术、多传感器信息融合技术和无线通讯等技术的发展, 国内外田间信息采集技术的研究有了很大的进步。国内外已有科研人员将无线传感器网络(WSN) ZigBee 技术和GPRS应用于农田信息采集。J. A. Lopez Riquelmea等人将基于ZigBee 技术的WSN 应用于精细农业中, 具体分析了无线传感器节点在土壤、环境和水中的部署以及网关和基站节点的构建; Raul Morais 等人运用ZigBee网络建立小型农田数据采集平台, 获取太阳能、风和水流信息; Yunseop K等人通过分布式WSN 和GPRS 实现了灌溉系统的远程监控。国内吉林大学的庞娜和程德福采用ZigBee无线传感器网络实现了温室监测系统的设计;上海交通大学的李楠、刘成良等人利用ZigBee和GPRS相结合构建了农田墒情远程监测系统。

国内现有的墒情监测技术多是基于农业上的农田墒情监测，而针对绿地的墒情监测系统则为空白，并且采用的技术多为移动测墒、固定测墒或遥感测墒。比较成熟的技术方案有托普仪器有限公司生产的TZS-12J型土壤墒情与旱情管理系统，单个系统最多可对40个监测点实现垂向六点法同步检测。丛台锐研智华电子有限公司生产的RY-DS型土壤墒情监测系统，每一个采集器能实现8个探头同时测量不同方位或不同深度的土壤水分。

而目前已有的墒情监测系统多以固定式的墒情监测站为基础，如TSQ-6型土壤墒情监测系统，需要将该检测仪固定到农田中。架设一至多个太阳能电池板才能维持监测仪的工作。通过连接几十个传感器，并将传感器大范围分布在周围来扩大单个仪器的测量范围。该仪器将采集到的数据通过有线电缆或者GPRS传输到监测终端。对于功耗有比较高的要求。

但随着城市绿地面积的逐年增加，城市的对绿地灌溉的用水量将大大增加，而我国又是缺水国家，对水资源的依赖日益增加。而目前的绿地灌溉方法简单粗放，有些绿地灌溉过度，出现植被被淹的情况，而有些地方则是环卫工人根本到达不了的地方，植被往往被枯死。当前的绿地灌溉现状不仅浪费水资源，更使绿地无法得到合理的水资源分配。

我国的城市绿地在信息技术的网络化程度上并不高，甚至可以说是没有信息化管理，因此没有计划的灌溉是水资源浪费的最大根源。随着城市绿地的增多，按照原先的定时、按需灌溉方法已经不能使绿地环境得到合理的灌溉，针对可以对绿地墒情做出准确监测和灌溉预报的系统，是目前亟待建设和应用的。

而目前，我国土壤墒情监控系统大多采用设备监测和人工采集相结合的方法，此类监测系统在系统成本、可靠性和人力成本有很大的不足之处。

首先，采用固定测墒的设备由于需要建设有线缆传输系统，因此在很大程度上限制了网络规模的扩大。如果有些仪器可以用过手机网络发送数据，虽然实现了无线的便捷性，但是需要支付额外的通讯费用。而且固定测墒所需要投入的资金比较大，建设周期长，从目前城市绿地的大面积增加速度来看，根本不足以满足需求。

其次，采用移动测墒需要付出更多的人力成本，而且由于人的主观因素所导致的监测范围不均匀，会使测得的结果不能全面的反应所有绿地的墒情。对于城市绿地来说，其面积广，分布范围复杂，如果需掌握全面的墒情是不现实的。

如何既及时准确地反应绿地墒情的信息，且投入成本低，监测范围广成为了研究的热门话题。如果能够将无线的数据传输技术应用到绿地墒情的监测上，就能成功地绿地墒情数据的时效性和准确性，监测人员也无需携带移动测墒设备亲临现场采集；而且无线网络的扩展不需要进行大量的布线和硬件安装工作，只需在合适的位置布设无线通讯节点即可。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种基于ZigBee无线传感器网络的绿地墒情监测网络路由器，具有很好的灵活性，可扩展性，自组织网络的能力，并具有极低的功耗。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：