CN105160855A - 一种分布式太阳能杀虫灯控制系统 - Google Patents

Abstract

一种分布式太阳能杀虫灯控制系统，包含分布式终端节点、分布式路由节点、网关模块、网络传输方式、移动客户端、网络客户端和后台信息中心这七大部分；其中分布式终端节点包含多个终端节点，每一个终端节点都是一个太阳能杀虫灯控制器；分布式路由节点包含了多个路由节点，每一个路由节点都具备终端节点的功能；网关模块由微处理器控制电路、ZigBee协调器模块、GPRS模块组成；网络传输方式包含GPRS网络和Internet网络。本发明是基于ZigBee无线传感网络区域网与GPRS广域网相结合的远程杀虫灯控制系统，ZigBee无线传感网络的组网方式灵活多变，实现过程简单、安装方便、适应性强，能够满足不同的应用需求。

Description

一种分布式太阳能杀虫灯控制系统

技术领域

本发明涉及一种分布式的远程杀虫灯控制系统，具体的说，是一种基于ZigBee-GPRS组合式的远程控制系统，尤其是ZigBee技术的自组织组网，可实现分布式的控制和管理，属于智能控制领域。

背景技术

传统的农田灭蚊虫装置大都分布在地区广阔的农村，这种装置只能简单的杀死蚊虫，它不仅需要人工到达现场去检测设备是否正常，还不能对现场的环境进行实时的检测，更不能在环境恶劣的情况下对灭虫装置进行自动化管理，设备的设计与管理无法适应野外的恶劣环境。也没有建立后台数据中心，无法进行数据分析与挖掘。系统的效能没有最大化，无法适应目前我国农业信息化、物联网农业的发展趋势，所以实现农田杀虫信息快速、实时和连续的采集和控制对现代农业生产具有重要而深远的意义。如今市场上的农田杀虫灯大多是采用独立工作模式，这种实现方式存在着很多弊端。如杀虫点少、杀虫范围小、杀虫点固定不可移动、维护工作量大、不能实现自动监测和管理等。

但是最近几年正在逐步走向成熟的ZigBee无线网络技术可以解决这一问题，它由大量的ZigBee无线普通节点(终端节点)与一个或几个汇聚节点(协调器节点)组成，普通节点之间通过ZigBee无线传输方式进行数据交互。其中普通无线节点负责采集数据，通过路由节点单跳或多跳得方式传到汇聚节点进行数据融合、处理，汇聚节点接收到的数据通过网关设备的GPRS无线模块传输到后台信息中心。解决了以往不可移动和笨重式高价设备的种种缺陷，它可以根据现场的实际情况和需求灵活的分布在农田的各个位置，实现了定时、定点的多组配合式杀虫，提高了整体杀虫的效果。

有鉴于此，有必要提供一种基于ZigBee技术的分布式太阳能杀虫灯控制系统。

发明内容

本发明的目的是：为了克服目前市场上杀虫灯独立工作时受到的空间地域、时间和杀虫点数量的限制问题，提供了一种基于ZigBee-GPRS组合式的分布式杀虫灯控制系统，它可以根据实际的需要多点分布在农田的各个角落，通过这种多点配合式的杀虫模式可以灵活的控制整个杀虫系统，从而达到最优的杀虫效果，同时实现了农田信息的无人化自动采集，并将周围环境的有用信息通过GPRS实时的传输到后台信息中心，供相关人员分析和使用。

本发明所采用的技术方案是：一种分布式太阳能杀虫灯控制系统，包含分布式终端节点、分布式路由节点、网关模块、网络传输方式、移动客户端、网络客户端和后台信息中心这七大部分；其中分布式终端节点包含多个终端节点，每一个终端节点都是一个太阳能杀虫灯控制器；分布式路由节点包含了多个路由节点，每一个路由节点都具备终端节点的功能；网关模块由微处理器控制电路、ZigBee协调器模块和GPRS模块组成；网络传输方式包含GPRS网络和Internet网络；后台信息中心主要包括通讯服务器、数据库服务器和WEB服务器这三个部分；太阳能杀虫灯控制器包含太阳能杀虫灯控制电路和ZigBee模块这两大部分，其中太阳能杀虫灯控制电路包括太阳能杀虫灯、太阳能电池板、蓄电池充放电控制电路、铅酸蓄电池、电压/电流采样电路、微处理器和各种传感器模块。

如上所述的分布式太阳能杀虫灯控制系统，其特征在于，分布式终端节点主要用于数据的采集和对杀虫灯的控制，分布式路由节点不仅能实现终端节点中功能，还能中继或路由其他终端节点的采集信息和控制信息，起到数据的过渡作用；网关模块是一个数据传输的中转站，用于将ZigBee模块采集的数据和携带的控制信息通过GPRS模块传输出去；GPRS网络和Internet网络是一种网络传输方式，通过TCP/IP协议将网关的数据传输到后台信息中心；移动客户端用于手机移动客户端来远程监测和控制杀虫情况；网络客户端用于网络客户端来远程监测和控制杀虫情况，后台信息中心用于存储采集到的数据和控制信息，并可以通过网页实现在线访问。

如上所述的分布式太阳能杀虫灯控制系统，其特征在于，ZigBee模块用于和路由节点通信，将终端节点采集到的信息传输给路由节点；太阳能杀虫灯用于引诱蚊虫和电杀蚊虫；太阳能电池板用于给蓄电池充电，同时给整个系统供电；蓄电池充放电控制电路用来控制蓄电池的充放电；铅酸蓄电池作用在于白天能储存电量，晚上能放电供系统使用；电压/电流采样电路用于采集蓄电池两端的电压和负载的输出电流，能够判断充电的状态和负载的工作异常；微处理器是核心控制芯片，用于控制整个电路的运行；各种传感器模块用于采集杀虫灯周围的环境信息，进行远程监测和控制。

如上所述的分布式太阳能杀虫灯控制系统，其特征在于，微处理器除了实现对蓄电池的充放电控制和太阳能杀虫灯的开关外，还将各种传感器采集到的数据信息通过ZigBee模块传给分布式路由节点，路由节点除了继续传输来自终端节点的数据信息外，也将自己的数据信息传输给网关模块，网关模块再将ZigBee协调器模块收到的数据信息通过GPRS模块以TCP/IP方式传输给后台信息中心，后台信息中心对数据进行存储和处理，实现对杀虫灯现场的实时监测及远程控制。

如上所述的分布式太阳能杀虫灯控制系统，其特征在于，其中各种传感器模块主要包含温度传感器、湿度传感器、雨量传感器、光照传感器和气体传感器。

本发明的有益效果是：本发明针对如农业杀虫效果和环境的监控实时性、连续性、长期性、灵活性要求较高，而且范围大的特点，采用了一种基于ZigBee-GPRS相结合的远程无线传输方式，其中ZigBee无线传感网络采取的是自组织组网方式，这样可以更好的分布式管理农田的杀虫灯控制器，将ZigBee局域网内的杀虫灯的状态和采集的相关数据信息通过GPRS无线模块采取TCP/IP方式传输到后台信息中心，同时将这些数据进行相应的存储和处理并返回给杀虫灯控制器终端，从而起到分布式的远程监测和控制。该系统中前端的数据采集和控制管理用到了ZigBee无线传感网络，省去了自建局域网的成本问题，并且基于ZigBee技术的无线传输网络使用简单、安装方便、可移动调整、适应性强，而且根据其组网方式，单个节点的故障并不影响整个网络的运行，自愈能力强，大大提高了系统的稳定性和抗毁性；这使得整个终端设备便于安装维护，也不受地形、地貌的限制，不仅适用于本系统中的太阳能杀虫灯控制器，还可广泛适用于路灯、电力、石油、交通、环境等领域。

由于采用了分布式网络杀虫的策略，可以根据现场实际情况随时调整杀虫方式，灵活调整杀虫灯的开启时间，达到分布式杀虫的效果，使其变得更灵活、更高效，同时也可以改变诱光灯光源的变化，达到定向杀虫的效果，减少了对有益害虫的杀害。

附图说明

图1是本发明中一种分布式太阳能杀虫灯控制系统的总框图。

图2是图1中的终端节点部分，即太阳能杀虫灯控制器的结构示意图。

附图中的标号说明：1、分布式终端节点，2、终端节点，3、分布式路由节点，4、网关模块，5、微处理器控制电路，6、ZigBee协调器模块，7、GPRS模块，8、网络传输方式，9、移动客户端，10、网络客户端，11、后台信息中心，12、通讯服务器，13、数据库服务器，14、WEB服务器，15、太阳能杀虫灯控制电路，16、ZigBee模块，17、太阳能杀虫灯，18、太阳能电池板，19、蓄电池充放电控制电路，20、铅酸蓄电池，21、电压/电流采样电路，22、微处理器，23、各种传感器模块。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

在本实施例中，如图1所示，分布式太阳能杀虫灯控制系统总框图包含分布式终端节点1、分布式路由节点3、网关模块4、网络传输方式8、移动客户端9，网络客户端10和后台信息中心11这七大部分；其中分布式终端节点1包含多个终端节点2，每一个终端节点2都是一个太阳能杀虫灯控制器；分布式路由节点3包含了多个路由节点，每一个路由节点都具备终端节点的功能；网关模块4由微处理器控制电路5、ZigBee协调器模块6、GPRS模块7组成；网络传输方式8包含GPRS网络和Internet网络；后台信息中心11主要包括通讯服务器12、数据库服务器13、WEB服务器14这三个部分。如图2所示，太阳能杀虫灯控制器结构示意图包含太阳能杀虫灯控制电路15和ZigBee模块16这两大部分。其中太阳能杀虫灯控制电路15包括太阳能杀虫灯17、太阳能电池板18、蓄电池充放电控制电路19、铅酸蓄电池20、电压/电流采样电路21、微处理器22、各种传感器模块23；其中各种传感器模块23主要包含温度传感器、湿度传感器、雨量传感器、光照传感器和气体传感器等。

如图1所示，分布式终端节点1主要用于数据的采集和对杀虫灯的控制，分布式路由节点3不仅可以实现终端节点2中功能，还可以中继或路由其他终端节点的采集信息和控制信息，起到数据的过渡作用；网关模块4是一个数据传输的中转站，用于将ZigBee模块采集的数据和携带的控制信息通过GPRS模块传输出去；GPRS网络和Internet网络8是一种网络传输方式，通过TCP/IP协议将网关的数据传输到后台信息中心；移动客户端9用于手机移动客户端来远程监测和控制杀虫情况；网络客户端10用于网络客户端来远程监测和控制杀虫情况，后台信息中心11用于存储采集到的数据和控制信息，并可以通过网页实现在线访问。

如图2所示，ZigBee模块16用于和路由节点通信，将终端节点采集到的信息传输给路由节点；太阳能杀虫灯17用于引诱蚊虫和电杀蚊虫；太阳能电池板18用于给蓄电池充电，同时给整个系统供电；蓄电池充放电控制电路19用来控制蓄电池的充放电；铅酸蓄电池20作用在于白天能储存电量，晚上能放电供系统使用；电压/电流采样电路21用于采集蓄电池两端的电压和负载的输出电流，可以判断充电的状态和负载的工作异常；微处理器22是核心控制芯片，用于控制整个电路的运行；各种传感器模块23用于采集杀虫灯周围的环境信息，可进行远程监测和控制。

在本实施例中，如图2所示，微处理器22除了要实现对蓄电池的充放电控制和太阳能杀虫灯的开关之外，还要将各种传感器采集到的数据信息通过ZigBee模块传给图1中的分布式路由节点3，路由节点除了继续传输来自终端节点2的数据信息外，也要将自己的数据信息传输给网关4，网关再将协调器节点收到的数据信息通过GPRS模块以TCP/IP方式传输给后台信息中心11，后台中心对数据进行存储和处理，不仅可以实现对杀虫灯现场的实时监测，也可以处理一些紧急情况和意外事故，达到了远程控制的作用。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种分布式太阳能杀虫灯控制系统，包含分布式终端节点、分布式路由节点、网关模块、网络传输方式、移动客户端、网络客户端和后台信息中心这七大部分；其中分布式终端节点包含多个终端节点，每一个终端节点都是一个太阳能杀虫灯控制器；分布式路由节点包含了多个路由节点，每一个路由节点都具备终端节点的功能；网关模块由微处理器控制电路、ZigBee协调器模块和GPRS模块组成；网络传输方式包含GPRS网络和Internet网络；后台信息中心主要包括通讯服务器、数据库服务器和WEB服务器这三个部分；太阳能杀虫灯控制器包含太阳能杀虫灯控制电路和ZigBee模块这两大部分，其中太阳能杀虫灯控制电路包括太阳能杀虫灯、太阳能电池板、蓄电池充放电控制电路、铅酸蓄电池、电压/电流采样电路、微处理器和各种传感器模块。

2.根据权利要求1所述的分布式太阳能杀虫灯控制系统，其特征在于，分布式终端节点主要用于数据的采集和对杀虫灯的控制，分布式路由节点不仅能实现终端节点中功能，还能中继或路由其他终端节点的采集信息和控制信息，起到数据的过渡作用；网关模块是一个数据传输的中转站，用于将ZigBee模块采集的数据和携带的控制信息通过GPRS模块传输出去；GPRS网络和Internet网络是一种网络传输方式，通过TCP/IP协议将网关的数据传输到后台信息中心；移动客户端用于手机移动客户端来远程监测和控制杀虫情况；网络客户端用于网络客户端来远程监测和控制杀虫情况，后台信息中心用于存储采集到的数据和控制信息，并可以通过网页实现在线访问。

3.根据权利要求1所述的分布式太阳能杀虫灯控制系统，其特征在于，ZigBee模块用于和路由节点通信，将终端节点采集到的信息传输给路由节点；太阳能杀虫灯用于引诱蚊虫和电杀蚊虫；太阳能电池板用于给蓄电池充电，同时给整个系统供电；蓄电池充放电控制电路用来控制蓄电池的充放电；铅酸蓄电池作用在于白天能储存电量，晚上能放电供系统使用；电压/电流采样电路用于采集蓄电池两端的电压和负载的输出电流，能够判断充电的状态和负载的工作异常；微处理器是核心控制芯片，用于控制整个电路的运行；各种传感器模块用于采集杀虫灯周围的环境信息，进行远程监测和控制。

4.根据权利要求1所述的分布式太阳能杀虫灯控制系统，其特征在于，微处理器除了实现对蓄电池的充放电控制和太阳能杀虫灯的开关外，还将各种传感器采集到的数据信息通过ZigBee模块传给分布式路由节点，路由节点除了继续传输来自终端节点的数据信息外，也将自己的数据信息传输给网关模块，网关模块再将ZigBee协调器模块收到的数据信息通过GPRS模块以TCP/IP方式传输给后台信息中心，后台信息中心对数据进行存储和处理，实现对杀虫灯现场的实时监测及远程控制。

5.根据权利要求1所述的分布式太阳能杀虫灯控制系统，其特征在于，其中各种传感器模块主要包含温度传感器、湿度传感器、雨量传感器、光照传感器和气体传感器。