[发明专利]基于WSN的温室大棚环境数据采集/展示和预警系统

说明书

基于WSN的温室大棚环境数据采集/展示和预警系统，将WSN技术融入到温室大棚管理中，使用无线传感器代替人力完成对温室大棚内部多种类型环境数据的自动化采集。引入智能化预警机制，从而避免依靠人力长期值守。采用数据可视化方式统计温室大棚内部各位置实时环境信息，并获取温室大棚内部环境数据的变化趋势。开发中间件，支持数据请求、数据解析、数据持久化、实时预警和节点信息管理功能。本大棚监测系统集自动化环境信息采集、可视化数据展示和智能化实时预警一体，替代传统依靠人工管理温室大棚，支持用户远程获取温室大棚内部实时环境信息，从而帮助新农人有效进行大棚规模化管理并解决了传统温室大棚生产管理方式的不足。

技术领域

本发明属于对于温室大棚环境的监测管理技术。

背景技术

随着我国农业发展的战略转型和人民对四季新鲜农产品的需求量增高，露天种植方式和传统温室大棚生产管理方式已经无法跟上农业发展的步伐。本发明将无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）监测技术应用在温室大棚管理领域，实现自动化采集、可视化展示和智能化预警一体化，结合新式的大棚生产管理方式，帮助用户高效进行生产管理，对于推动大棚生产管理发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的，是提供一种基于WSN的温室大棚环境数据采集/展示和预警系统。主要应用温室大棚环境监测系统，用户通过系统可以实时自动化采集温室大棚环境信息，并将环境数据结合温室局部、整体和集群的不同展现角度进行可视化展示，同时，系统的智能化环境预警机制可以有效解决长期人力值守问题，促进大棚生产管理方式向无人化方向发展，此外，本系统根据新型管理方式的功能需求将WSN引入对温室大棚生产管理的总体设计，形成具有两种管理模式的生产思路，主动管理模式和被动管理模式，从而帮助新农人有效进行大棚规模化管理并解决了传统温室大棚生产管理方式的不足。

采用的技术方案是：

一种基于WSN的温室大棚环境数据采集/展示和预警系统，主要内容包括：传感子网平台选取全IP接入方式设计并实现WSN接入IPv6网络机制，同时传输层实现节点数据采集和收发、RPL组网和网关数据转发；应用层致力于为用户和温室传感子网之间的实时稳定交互提供保证，同时为远程用户了解温室大棚内部环境信息提供服务；在应用层分别设计了中间件程序和远程实时监测程序，实现了自动化采集、可视化展示和智能化预警的一体化，中间件需要被部署在与网关互联的主机上，该程序是远程实时监测程序与传感子网间通信的消息中间件，支持数据请求、数据解析、数据持久化、实时预警和节点信息管理功能。远程实时监测程序是应用层向用户提供的服务接口，该接口支持用户远程接入监测系统，并提供可视化的实时数据展示、历史数据查询和预警模块配置等功能，包括：

1、基于WSN的传感子网平台设计与实现

本系统采用先进的WSN技术和传感子网通信及开发技术包括IPv6技术、6LoWPAN技术、RPL路由协议和Contiki操作系统内核工作机制设计了传感子网平台；

设计与实现组成传感子网平台的网关和节点，完成两者间RPL组网配置。在网关的设计与实现方面，首先比较WSN接入IPv6网络的多种方式，并选择全IP接入思想设计本文的WSN接入机制，然后将Contiki移植到相关平台，最后实现网关双向数据转发，即实现WSN接入；在节点的设计与实现方面，同样通过对节点进行Contiki移植，实现节点数据采集和数据收发。

2、中间件的设计与实现