CN102930704A - 一种基于无线传感网络的多花盆无线监控与主动服务方法 - Google Patents

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戴国骏
邓中昱
张怀相
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Abstract

本发明涉及一种基于无线传感网络的多花盆无线监控与主动服务方法。本发明通过温度、湿度和光照传感器将每个花盆的盆栽植物信息进行实时采集，并发送给低功耗单片机MSP430。低功耗单片机MSP430实时采集每个花盆的盆栽植物的温度、湿度和光照信息，并通过无线收发芯片CC2420建立无线传感网络，实现多个花盆之间的相互通信和数据传输。中央服务器通过无线传感网络完成对多花盆的盆栽植物的传感器信息采集。本发明克服了用户基于经验确定花盆的盆栽植物浇水的缺点，能够主动根据当前花盆的盆栽植物的温度、湿度和光照等生长条件，主动获取用户进行浇水等服务，并可实现多个花盆的有效监控与管理。

Description

一种基于无线传感网络的多花盆无线监控与主动服务方法
技术领域
本发明属于计算机工程领域，具体涉及一种基于物联网的多花盆无线监控与主动服务方法。
背景技术
家居或者办公环境，都养有大量的盆栽植物，通常都很昂贵，而且需要精心维护。在花盆的盆栽植物的不同生长期内，针对盆栽植物当前的温度、湿度和光照条件，对浇水条件有不同的要求。通常，花卉植物对肥水等栽培条件要求都比较严格，浇水不足时，易导致干旱，使叶子枯萎、脱落；浇水过多时，通气又不好，容易引起根系腐烂、死亡。因此，如何针对不同植物的不同生长条件，花盆能够主动提醒用户浇水养护，克服用户基于经验确定浇水的缺点，免除用户照料植物的繁琐，是非常有益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效方便的多花盆盆栽植物管理方法，解决传统用户根据经验来确定花盆的盆栽植物的浇水次数和晒太阳时间长短的技术问题，同时改变当前用户对多花盆盆栽植物的无线监控与管理方式，提高用户对多花盆的管理水平，解除用户养护盆栽植物的烦恼，实现基于无线传感网络的智能化家居建设。
本发明采用低功耗单片机MSP430作为花盆的温度、湿度和光照等信息采集的智能处理器。低功耗单片机MSP430处理系统包括微处理器模块、电源模块、温度传感器模块、湿度传感器模块、光照传感器模块，以及无线传感网络网关模块。具体实现方法是：
(1)将低功耗单片机MSP430初始化，包括系统寄存器初始化、变量初始化、无线通信初始化。
(2)通过温度、湿度和光照传感器将每个花盆的盆栽植物信息进行实时采集，并发送给低功耗单片机MSP430。
(3)低功耗单片机MSP430实时采集每个花盆的盆栽植物的温度、湿度和光照信息，并通过无线收发芯片CC2420建立无线传感网络，实现多个花盆之间的相互通信和数据传输。
(4)中央服务器通过无线传感网络完成对多花盆的盆栽植物的传感器信息采集，基于不同盆栽植物的生长习性对应的所需温度、湿度和光照条件，根据当前盆栽植物的温度、湿度和光照信息的变换情况，诊断当前盆栽植物是否处于良好状态或需要被照料，用图形化界面显示当前多花盆盆栽植物的生长状态，并将诊断结果通过无线传感器节点发送给用户手机。
(5)重复进行步骤(2)、(3)和(4)，完成基于无线传感网络的多花盆无线监控与主动服务。
本发明所涉及的多花盆无线监控及主动服务系统，不仅能够实现对多花盆的盆栽植物进行温度、湿度和光照条件的诊断，在适当的时候发出危险警报，譬如周围的温度过高而不不适合培养植物，而且通过无线传感网络将多花盆的温度、湿度和光照情况发送给中央服务器进行统一管理，中央服务器还将通过无线传感模块将花盆的情况发送到用户手机。
本发明基于多传感器对花盆的盆栽植物进行监测。安装于花盆底部的温度传感器检测花盆土壤的温度，安装于花盆底部的湿度传感器检测花盆土壤的湿度，安装于花盆盆口内侧的光照传感器检测花盆植物的受光照条件。每个花盆的温度、湿度和光照信息都将通过无线传感网络发送给中央服务器。
本发明基于无线传感网络将多个花盆的盆栽植物信息收集起来，发送给中央服务器。无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，实现了对数据的采集、处理和传输功能。大量的传感器节点将采集到的数据通过无线传感器网络网关发送到其它网络，比如局域网络、3G网络、GPRS网络、GSM网络等。
本发明克服了用户基于经验确定花盆的盆栽植物浇水的缺点，能够主动根据当前花盆的盆栽植物的温度、湿度和光照等生长条件，主动获取用户进行浇水等服务，并可实现多个花盆的有效监控与管理。整个系统简单，设计合理，实现成本低，实用性强，有效地实现多花盆的养护。
 
具体实施方式
基于无线传感网络的多花盆无线监控与主动服务系统采用低功耗单片机MSP430作为智能控制器，采用低功耗无线收发芯片CC2420作为无线传感网络网关来构成多花盆无线监控的传感网络，从而实现多花盆的无线监控与主动服务系统。具体实现方法是：
(1)将低功耗单片机MSP430初始化，包括系统寄存器初始化、变量初始化、无线通信初始化。
低功耗单片机MSP430作为多传感器信息采集及处理控制器，需要完成每个花盆的盆栽植物的温度、湿度和光照信息的数据采集，并通过无线收发芯片CC2420构建多花盆的无线传感网络。因此，必须在系统运行的初始阶段，对系统运行所需的寄存器、温度、湿度和光照等参数进行初始化，保证多路传感器数据的正确检测。
(2)通过温度、湿度和光照传感器将每个花盆的盆栽植物信息进行实时采集，并发送给低功耗单片机MSP430。
将温度传感器安装在花盆底部，检测花盆土壤的温度；将湿度传感器安装于花盆底部，并有探针深入土壤内部，检测花盆土壤的水分；将光照传感器安装在花盆盆口内侧，检测花盆的盆栽植物的受光照条件。温度、湿度和光照传感器通过与低功耗单片机MSP430相连接的数据线，将实时检测的传感器信息，发送给低功耗单片机MSP430。
(3)低功耗单片机MSP430实时采集每个花盆的盆栽植物的温度、湿度和光照信息，并通过无线收发芯片CC2420建立无线传感网络，实现多个花盆之间的相互通信和数据传输。
无线收发芯片CC2420体积小、功耗低，非常适合于多花盆的无线传感网络构建。每个花盆配有一个低功耗单片机MSP430和一个无线收发芯片CC2420，构成无线传感网络的一个传感器节点。每个传感器节点可以以自组织和多跳的方式构成的无线网络，实现了对数据的采集、处理和传输功能。低功耗单片机MSP430完成无线传感网络的传感器节点CC2420的核心控制。
(4)中央服务器通过无线传感网络完成对多花盆的盆栽植物的传感器信息采集，基于不同盆栽植物的生长习性对应的所需温度、湿度和光照条件，根据当前盆栽植物的温度、湿度和光照信息的变换情况，诊断当前盆栽植物是否处于良好状态或需要被照料，用图形化界面显示当前多花盆盆栽植物的生长状态，并将诊断结果通过无线传感器节点发送给用户手机。
中央服务器通过USB连接无线收发芯片CC2420，实现多花盆构建的无线传感网络的接入，实时获取多花盆的盆栽植物当前的温度、湿度和光照信息。
每种盆栽植物都有该植物的生长习性，如温度、湿度和光照。如果环境温度过高或过低，盆栽植物会被热死或冻死。如果盆栽植物的土壤湿度过高或高低时，盆栽植物会腐烂或干死。如果连续十来天都没有足够的光照，也会影响盆栽植物的生长。对于不同的盆栽植物，在一年中的不同月份，对温度、湿度和光照都有不同的需求。
所有的盆栽植物的生长习性都存储在中央服务器。中央服务器将通过图形化界面，实时动态显示当前每个花盆的盆栽植物的温度、湿度和光照等生长状态。用户也可以通过互联网络，实时远程在线查询每个花盆的当前状态。
当中央服务器接收到每个盆栽植物的温度、湿度和光照信息时，中央服务器将通过与存储在中央服务器上的该盆栽植物的温度、湿度和光照条件进行对比。一旦发现该盆栽植物的温度、湿度或光照条件不符合时，中央服务器将通过无线通信网络，将该盆栽植物当前的温度、湿度和光照信息，以及用户该进行的操作，共同发送到用户手机上，指导用户下一步对花盆的盆栽植物的维护动作。如果中央服务器没有发现该盆栽植物的温度、湿度和光照条件有异常时，中央服务器将定时将该盆栽植物的温度、湿度和光照信息发送到用户手机上，供用户及时了解盆栽植物的生长信息。
(5)重复进行步骤(2)、(3)和(4)，完成基于无线传感网络的多花盆无线监控与主动服务。

Claims (2)

1. 一种基于无线传感网络的多花盆无线监控与主动服务方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤(1)将低功耗单片机MSP430初始化，包括系统寄存器初始化、变量初始化、无线通信初始化；
步骤(2)通过温度传感器、湿度传感器和光照传感器将每个花盆的盆栽植物信息进行实时采集，并发送给低功耗单片机MSP430；
步骤(3)低功耗单片机MSP430实时采集每个花盆的盆栽植物的温度信息、湿度信息和光照信息，并通过无线收发芯片CC2420建立无线传感网络，实现多个花盆之间的相互通信和数据传输；
步骤(4)中央服务器通过无线传感网络完成对多花盆的盆栽植物的传感器信息采集，基于不同盆栽植物的生长习性对应的所需温度、湿度和光照条件，根据当前盆栽植物的温度、湿度和光照信息的变换情况，诊断当前盆栽植物是否处于良好状态或需要被照料，用图形化界面显示当前多花盆盆栽植物的生长状态，并将诊断结果通过无线传感器节点发送给用户手机；
步骤(5)重复进行步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)，完成基于无线传感网络的多花盆无线监控与主动服务。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的多花盆无线监控与主动服务方法，其特征在于：安装于花盆底部的温度传感器检测花盆土壤的温度，安装于花盆底部的湿度传感器检测花盆土壤的湿度，安装于花盆盆口内侧的光照传感器检测花盆植物的受光照条件。
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