CN101482550A - 一种植物生理监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植物生理监控系统，包括：用于采集植物生理信息并支持zigbee协议的若干子节点，用于汇聚所述若干子节点所采集的植物生理信息后传送给微处理模块并支持zigbee协议的主节点，对所述主节点所发送的植物生理信息进行分析处理的微处理模块，和用于输入传感器补偿信息及显示分析处理结果的触摸显示模块。无线传感器的通讯距离能达到1000米，并可通过加接中继节点来扩大通讯范围，可大量增加传感器，微处理模块能对整个系统进行管理，将采集信息进行转化处理并能对传感器进行设置与补偿，用户通过互联网可以远程获取数据和远程操作。
Description
技术领域
本发明涉及监控系统，具体是一种基于无线传感技术的植物生理监控系统。
背景技术
植物生理监控系统是用来进行植物生理监测及生产管理。通过监测植物的实时生长状况，在短期内揭露作物对任意环境变化所产生的生理响应。可以帮助栽培者调查为提高作物产量所做的尝试或消除有问题的种植因素；还可以协助栽培者改变环境、灌溉或施肥方案。通过分析植物的长期生理特性，预测植物的生长趋势，还可以看出植物是否受到水分、温度等环境胁迫和生理胁迫。此产品让用户方便地科学化管理作物。
目前国内对植物生长监测主要依靠传感器来检测环境或植物本身单个的参数的测量，不能实时全面检测到植物生长状态。典型产品如专利ZL200610056941.2中提到的一种可接多个传感器的温室环境监测产品，传感器通过有线方式联接至处理器，中央处理系统分析处理这几部分信息再送到LCD及语音控制模块。国外典型植物生理监测产品，以色列的PHYTALK产品，该系统包含无线传感器，中央处理模块两部分，将传感器与无线通讯模块集成化组成无线传感器。中央处理器接收无线传感器的信息与PC机进行通讯或将数据传送到GSM网络。
现有的有线植物生理监测系统具有传感器接口固定，只能接一定量的传感器，功能简单，查看数据不直观，并存在传感器补偿参数设置麻烦等不足。传感器与数据采集终端也分为有线及无线两种模式，有线传感器采用的是固定接口方式，不便于扩展传感器，并接口有限，PHYTALK无线传感器采用由1或2个电池供电。数据集中器：在150-600米范围内(依据环境状况)，最多可从64个遥感传感器采集数据。通过指定网络服务的局域网来传输数据。由交流电供电或选择太阳能面板供电。需要用PC作为终端设备查看信息，通讯性能受环境影响较大，并且不能进行远程操作。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种植物生理监控系统，以解决上述缺陷。
为实现上述目的，本发明的技术方案是采用一种植物生理监控系统，包括：
用于采集植物生理信息并支持zigbee协议的若干子节点，用于汇聚所述若干子节点所采集的植物生理信息后传送给微处理模块并支持zigbee协议的主节点，对所述主节点所发送的植物生理信息进行分析处理的微处理模块，和用于输入传感器补偿信息及显示分析处理结果的触摸显示模块。
其中，所述子节点挂接无线传感器，所述无线传感器包括：
采集模块，用于采集植物生理信息；
通讯模块，支持zigbee协议，用于向所述主节点发送所述采集模块所采集的植物生理信息。
其中，所述触摸显示模块为触摸显示屏，通过所述触摸显示屏对所述无线传感器进行参数补偿及将采集到的植物生理信息转化成面向用户数据。
其中，所述主节点汇聚所述通讯模块所发送的植物生理信息后经SoC片上处理器转发至微处理模块。
其中，所述主节点与所述微处理模块通过RS485总线进行通讯。
其中，所述微处理模块采用ARM处理器，内部设有嵌入式uc/os-II操作系统。
其中，还包括供电模块，用于对植物生理监控系统供电。
其中，还包括：
存储电子盘，用于存储植物生理监控系统的系统信息及采集到的植物生理信息；
移动存储盘接口，用于拷贝所述存储电子盘存储的系统信息和植物生理信息。
其中，植物生理监控系统通过工业以太网接入Internet，用户通过Internet可对植物生理监控系统进行远程操控。
本发明系统集成性高，体积小巧，采用触摸显示屏，支持多国语言。无需借助PC作终端机，可通过电池或太阳能供电。采用无线传感网络，稳定性提高，无线节点可移动性好，无需布线，减少通讯故障时查找困难。通讯功能齐全，能在温室实地或远程监控。采用工业标准通讯协议modbus，与其它工业产品可兼容。并且采用嵌入式系统，整个系统的管理功能及可扩展性增强，系统升级方便，在终端机上可对传感器进行参数补偿。
附图说明
图1是本发明的植物生理监控系统的结构框图；
图2是本发明的无线传感网络的结构框图；
图3是本发明的无线传感网络的内部模块图；
图4是本发明的软件功能结构流程框图。
图中：20、触摸显示模块；30、微处理模块；40、无线传感网络；50、工业以太网；60、GSM网络；70、GPS定位系统；80、子节点；81、通信模块；82、采集模块；90、主节点；100、供电模块。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1、图2所示，本发明的植物生理监控系统包括用于采集植物生理信息并支持zigbee协议的若干子节点80，用于汇聚所述若干子节点80所采集的植物生理信息后传送给微处理模块30且支持zigbee协议的一个主节点90，若干子节点80和一个主节点90构成无线传感网络。供电模块100给系统供电。
其中，微处理模块30用于对主节点90所发送的植物生理信息进行分析处理，触摸显示模块20用于输入传感器参数的补偿信息及显示微处理模块30所分析处理的结果信息。主节点90与微处理模块30的连接采用RS485方式，采用工业标准modbus协议进行通信。
如图3所示，子节点80挂接无线传感器，无线传感器的内部模块包括采集模块82，用于采集植物生理信息；通讯模块81，支持zigbee协议，用于发送采集模块82所采集的植物生理信息。
微处理模块30采用ARM处理器，包括zlg-miniarm核心板M2220及一些外围接口电路，内部设有嵌入式uc/os-II操作系统，具有相应驱动的硬件，对于一些程序溢出或设备非正常操作程序自动复原。如图4所示，通过软件进行系统中各个任务的调度，包括界面的显示，系统的设置，采集数据的存储，通讯及系统工作模式的调节等。子节点80挂接TI公司所生产的支持zigbee协议的无线传感器芯片CC2430，主节点90将无线传感器所采集到的植物生理信息汇聚于主节点后经SoC片上处理器转发至微处理模块30，系统软件能对无线传感器进行智能搜索加载，并通过触摸显示模块20输入参数进行传感器补偿及将采集到的信号转化成面向用户数据。微处理模块30还设有存储电子盘和移动存储盘接口，超大容量1G板载电子盘保存系统信息及采集到的数据，移动存储盘可拷贝电子盘的存储信息。触摸显示模块20采用DWIN公司的触摸显示屏，支持多种字体和多国语言选择，最大96MB图片存储空间，用户可以通过触摸显示屏对整个系统进行设置调整，包括传感器参数的设置，系统的权限及采集周期。10M工业以太网通过有线方式接入internet，可进行远程操控，GPS+zigbee网络可进行系统精确定位。
本发明采用嵌入式触摸屏终端机，人机交互界面良好，无需外加PC。采用嵌入式uc/os-II操作系统软件，整个系统软件的可靠，容错性好，实时性高。系统能在无线传感网络内自动搜索加载传感器，并能调整各模块进行各种模式切换节约电源。无线传感网络采用zigbee协议，具有网络自愈性好及可以实现中继功能，相当于一个中继跳点。并且通讯功能齐全，可实现远程操控，能通过电子盘容量大(存储1G的信息)，且不易丢失的特点，可利用移动设备U盘方便进行数据转移。
本发明的优点在于，系统集成性高，体积小巧，采用触摸显示屏，支持多国语言。无需借助PC作终端机，可通过电池或太阳能供电。采用无线传感网络，稳定性提高，无线节点可移动性好，无需布线，减少通讯故障时查找困难。通讯功能齐全，能在温室实地或远程监控。采用工业标准通讯协议modbus，与其它工业产品可兼容。采用嵌入式系统，整个系统的管理功能及可扩展性增强，系统升级方便，在终端机上可对传感器进行参数补偿。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由其权利要求限定。
Claims (9)
1、一种植物生理监控系统，其特征在于，包括：
用于采集植物生理信息并支持zigbee协议的若干子节点(80)，用于汇聚所述若干子节点(80)所采集的植物生理信息后传送给微处理模块(30)并支持zigbee协议的主节点(90)，对所述主节点(90)所发送的植物生理信息进行分析处理的微处理模块(30)，和用于输入传感器补偿信息及显示分析处理结果的触摸显示模块(20)。
2、如权利要求1所述的植物生理监控系统，其特征在于，所述子节点(80)挂接无线传感器，所述无线传感器包括：
采集模块(82)，用于采集植物生理信息；
通讯模块(81)，支持zigbee协议，用于向所述主节点(90)发送所述采集模块(82)所采集的植物生理信息。
3、如权利要求2所述的植物生理监控系统，其特征在于，所述触摸显示模块(20)为触摸显示屏，通过所述触摸显示屏对所述无线传感器进行参数补偿及将采集到的植物生理信息转化成面向用户数据。
4、如权利要求1所述的植物生理监控系统，其特征在于，所述主节点(90)汇聚所述通讯模块(81)所发送的植物生理信息后经SoC片上处理器转发至微处理模块(30)。
5、如权利要求1所述的植物生理监控系统，其特征在于，所述主节点(90)与所述微处理模块(10)通过RS485总线进行通讯。
6、如权利要求1所述的植物生理监控系统，其特征在于，所述微处理模块(30)采用ARM处理器，内部设有嵌入式uc/os-II操作系统。
7、如权利要求1所述的植物生理监控系统，其特征在于，还包括供电模块(100)，用于对植物生理监控系统供电。
8、如权利要求1所述的植物生理监控系统，其特征在于，还包括：
存储电子盘，用于存储植物生理监控系统的系统信息及采集到的植物生理信息；
移动存储盘接口，用于拷贝所述存储电子盘存储的系统信息和植物生理信息。
9、如权利要求1所述的植物生理监控系统，其特征在于，植物生理监控系统通过工业以太网接入Internet，用户通过Internet可对植物生理监控系统进行远程操控。
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| CN (1) | CN101482550B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102005111B (zh) * | 2009-09-02 | 2012-12-26 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 生理信号的无线远程监测处理系统及其控制方法 |
| CN103199900A (zh) * | 2012-01-06 | 2013-07-10 | 索尼公司 | 信息处理装置、信息处理方法及程序 |
| CN103676858A (zh) * | 2013-07-11 | 2014-03-26 | 生科技有限公司 | 植物监控装置及植物监控系统 |
| CN110274996A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-24 | 乌兰浩特市富延沙棘种植研究所 | 植物体内湿度的智能检测方法、装置、设备及存储介质 |
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2009
- 2009-02-17 CN CN2009100781236A patent/CN101482550B/zh active Active
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