[发明专利]基于无线传感器网络的温室精细作物生长环境监测系统及方法

说明书

本发明提供了基于无线传感器网络的温室精细作物生长环境监测系统及方法，其中系统包括无线传感器网络、无线网关和监测中心，其中无线传感器网络包括位于待测点的传感器节点和汇聚节点，所述传感器节点通过汇聚节点接入无线网关，无线网关与监测中心双向连接，且监测中心连接有信息收发器。本发明实现了温室精细作物生长环境的无线监测。

技术领域

本发明涉及农业监测领域，具体涉及基于无线传感器网络的温室精细作物生长环境监测系统及方法。

背景技术

目前有些温室用来进行观赏植物的培育及一些珍贵野生植物的驯化，这些植物种植量少且生长环境要求苛刻，因此称之为精细作物。如何对温室中精细作物的生长环境进行细致的实时监测是农业工作者和农业科学研究者面临的巨大问题。传统的智能温室虽然安装有传感器监测温室的环境，但是由于传感器的密度及感知范围等原因不可能对温室中的特定植物进行细致的环境监测，传统的温室环境传感器往往只能监测一个温室的大概环境。精细作物虽然放置在温室内，但是可能由于摆放位置稍微不注意，局部的生长环境与温室环境会有不小的差别。因此会出现不少精细作物在温室中发育不良，甚至死亡的情况。

温室目前存在的主要问题：一是缺乏一种覆盖足够细致的监测系统；二是监测系统的智能化和网络化程度不够。目前温室监测系统中的传感器都是以有线的方式与监控台相连，传感器的数量和摆放位置都是固定不变的，要得到温室任意局部的环境参数是不可能的。而且温室需要有专业人员在总控台对数据进行定期的监视，这样不仅提高了人力成本，而且可靠性也没有保障。

发明内容

针对上述问题，本发明提供基于无线传感器网络的温室精细作物生长环境监测系统及方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了基于无线传感器网络的温室精细作物生长环境监测系统，包括无线传感器网络、无线网关和监测中心，其中无线传感器网络包括位于待测点的传感器节点和汇聚节点，所述传感器节点通过汇聚节点接入无线网关，无线网关与监测中心双向连接，且监测中心连接有信息收发器。

优选地，所述监测中心包括数据存储模块、数据分析模块、控制模块，其中数据存储模块用于将从无线网关接收到的传感器节点采集的环境信息存储到内置的数据库中；所述的数据分析模块用于将环境信息与其预设的对应门限值进行比较；所述控制模块用于在环境信息超过对应门限值时控制信息收发器向用户终端发送报警短信。

本发明还提供了基于无线传感器网络的温室精细作物生长环境监测方法，其特征是，包括如下步骤：

(1)传感器节点在网络启动时刻进行分簇，从而确定多个传感器节点作为簇头，其余的传感器节点归属于与其距离最短的簇头；

(2)传感器节点进行环境信息采集，由传感器节点将采集到的环境信息发送给所归属的簇头，簇头收集簇内传感器节点采集的环境信息并进行融合后发送至汇聚节点，汇聚节点再将环境信息跳传给无线网关；

(3)与无线网关连接的监测中心读取无线网关接收到的环境信息，并将收集到的环境信息存储在监测中心的数据库中；

(4)监测中心不断扫描最近一段刷新时间内进入数据库的环境信息，使其与预先设定的各类参数门限值进行比较，如果超过门限值则判定为异常，监测中心控制与其连接的信息收发器向用户终端发送报警短信。

可选地，所述环境信息包括温度、湿度和光强。

本发明的有益效果为：可以用于完成对温室内精细作物的实时全面监测，其所采用的监测方法可以对作物的生长环境的变化做出及时的应对措施。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。