CN105933426A - 基于太阳能发电的农田环境监测系统及其方法 - Google Patents

基于太阳能发电的农田环境监测系统及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105933426A
CN105933426A CN201610342947.XA CN201610342947A CN105933426A CN 105933426 A CN105933426 A CN 105933426A CN 201610342947 A CN201610342947 A CN 201610342947A CN 105933426 A CN105933426 A CN 105933426A
Authority
CN
China
Prior art keywords
monitoring
module
node
terminal node
modules
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610342947.XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘成良
黄亦翔
侯瑞
吕炀
贡亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN201610342947.XA priority Critical patent/CN105933426A/zh
Publication of CN105933426A publication Critical patent/CN105933426A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

一种基于太阳能发电的农田环境监测系统及其方法，包括：网关接收中心、GPRS通信模块、传感器监测模块、终端节点、若干个监测节点、设置于终端节点和监测节点内的太阳能电源模块、节电模块、无线传感模块和处理器模块，其中：GPRS通信模块设置于终端节点内，传感器监测模块设置于监测节点内，终端节点或监测节点内的处理器模块与相应的终端节点或监测节点内的其他模块分别相连；终端节点将监测节点定时采集到的所述农田的环境监测数据发送至网关接收中心；本发明设计合理，结构简单，用户可随时随地查看农田的环境监测数据。

Description

基于太阳能发电的农田环境监测系统及其方法
技术领域
本发明涉及的是一种农业环境监测领域的技术，具体是一种基于太阳能发电的农田环境监测系统及其方法。
背景技术
在农业生产中存在大面积种植的情况下，查看大面积种植的农田环境信息费时费力，难以及时全面了解农田土壤中的水分、营养元素等的情况，若全人工对农田环境信息进行监测是不经济且不实际的。
发明内容
本发明针对现有技术无法提供稳定的数据采集频率，当采集参数异常且节点电量不足时，有可能发生数据丢失，也无法对节点充电等不足，提出一种基于太阳能发电的农田环境监测系统及其方法，通过继电器控制在监测节点定时测量并传送完成农田的环境监测数据后关闭传感器测量单元的供电，以及在终端节点接收到监测节点通过无线传感模块发送到的环境监测数据并完成向网关接收中心的传送后关闭GPRS通信模块的供电，实现对农田环境的定时监测，节约环保，降低了监测成本，避免电压不足且无光照情况下的监测节点和终端节点的供电不足。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种基于太阳能发电的农田环境监测系统，包括：网关接收中心、GPRS通信模块、传感器监测模块、终端节点、若干个监测节点、设置于终端节点和监测节点内的太阳能电源模块、节电模块、无线传感模块和处理器模块，其中：GPRS通信模块设置于终端节点内，传感器监测模块设置于监测节点内，终端节点或监测节点内的处理器模块与相应的终端节点或监测节点内的其他模块分别相连；终端节点将监测节点定时采集到的所述农田的环境监测数据发送至网关接收中心。
所述的太阳能电源模块包括：太阳能电池板、充电锂电池、充电管理器和DC‐DC升降压电路。
所述的节电模块为继电器工作电路。
所述的无线传感模块为射频单元。
所述的监测节点通过无线传感模块将环境监测数据发送至终端节点，终端节点通过GPRS通信模块将环境监测数据发送至网关接收中心。
所述的传感器测量模块通过传感器对农田环境进行监测。
本发明涉及一种基于上述系统的农田环境监测方法，在监测节点预设的定时时间到时，打开节电模块中的继电器，使监测节点中的传感器测量模块通电，对农田的环境监测数据进行采集，并通过处理器模块转化后经无线传感模块发送至终端节点后断电，进入低功耗状态；终端节点通过无线传感模块接收到监测节点发来的环境监测数据后打开节电模块中的继电器，使终端节点中的GPRS通信模块通电，将环境监测数据发送至网关接收中心进行处理后断电，进入低功耗状态，实现对农田的定时环境监测。
技术效果
与现有技术相比，本发明的监测节点和终端节点可在有光照时进行储能，通过节电模块在监测节点与终端节点不工作时断电，节约电量；并且用户可随时随地通过移动终端登录网关接收中心，查看被监测农田的环境监测数据。
附图说明
图1为本发明示意图；
图2为本发明工作示意图；
图3为终端节点工作示意图；
图4为监测节点工作示意图；
图中：1为终端节点，2为监测节点。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例涉及一种基于太阳能发电的农田环境监测系统，包括：网关接收中心、GPRS通信模块、传感器监测模块、终端节点1、若干个监测节点2、设置于终端节点1和监测节点2内的太阳能电源模块、节电模块、无线传感模块和处理器模块，其中：GPRS通信模块设置于终端节点1内，传感器监测模块设置于监测节点2内，终端节点1或监测节点2内的处理器模块与相应的终端节点1或监测节点2内的其他模块分别相连；终端节点1将监测节点2定时采集到的所述农田的环境监测数据发送至网关接收中心。
所述的太阳能电源模块包括：太阳能电池板、充电锂电池、充电管理器和DC‐DC升降压电路。
所述的太阳能电源模块可将能量收集到充电锂电池中，并且可实现升降压，以满足传感器和芯片的供电需求。
所述的节电模块为继电器工作电路，用以开关传感器供电。
所述的无线传感模块为射频单元，利用ZigBee技术进行组网。
所述的监测节点2通过无线传感模块将环境监测数据发送至终端节点1，终端节点1通过GPRS通信模块将环境监测数据发送至网关接收中心。
所述的传感器测量模块通过传感器对农田环境进行监测。
如图2～4所示，本实施例涉及上述系统的环境监测方法，农田面积为1公顷，平均设置20个监测节点2和终端节点1，包括以下步骤：
步骤1、监测节点2在初始化后启动定时，定时时间到时，打开节电模块中的继电器，为节点的传感器供电，对农田环境进行测量，处理器模块将传感器电压转化为数字信号，并将得到的环境监测数据通过无线传感模块发送至终端节点1后关闭继电器，断开传感器的供电，进入低功耗状态，等待下一次的定时时间。
所述的定时时间为1h。
步骤2、终端节点1初始化后等待监测节点2发送步骤1得到的环境监测数据，接收到后打开继电器和GPRS通信模块，通过GPRS通信模块将接收到的环境监测数据发送至处理器模块后关闭继电器，断开GPRS通信模块的供电，进入低功耗状态，等待下一次监测节点2传送环境监测数据。
本实施例采用清洁可再生的太阳能作为能量来源，不受电网条件限制，可重复使用。
本实施例在传感器不工作的条件下完全关断其供电，节约能量，延长无线网络使用寿命。

Claims (7)

1.一种基于太阳能发电的农田环境监测系统，其特征在于，包括：网关接收中心、GPRS通信模块、传感器监测模块、终端节点、若干个监测节点、设置于终端节点和监测节点内的太阳能电源模块、节电模块、无线传感模块和处理器模块，其中：GPRS通信模块设置于终端节点内，传感器监测模块设置于监测节点内，终端节点或监测节点内的处理器模块与相应的终端节点或监测节点内的其他模块分别相连；终端节点将监测节点定时采集到的所述农田的环境监测数据发送至网关接收中心。
2.根据权利要求1所述的农田环境监测系统，其特征是，所述的太阳能电源模块包括：太阳能电池板、充电锂电池、充电管理器和DC‐DC升降压电路。
3.根据权利要求1所述的农田环境监测系统，其特征是，所述的节电模块为继电器工作电路。
4.根据权利要求1所述的农田环境监测系统，其特征是，所述的无线传感模块为射频单元。
5.根据权利要求1所述的农田环境监测系统，其特征是，所述的监测节点通过无线传感模块将环境监测数据发送至终端节点，终端节点通过GPRS通信模块将环境监测数据发送至网关接收中心。
6.根据权利要求1所述的农田环境监测系统，其特征是，所述的传感器测量模块通过传感器对农田环境进行监测。
7.一种应用上述任一权利要求所述系统的农田环境监测方法，其特征在于，在监测节点预设的定时时间到时，打开节电模块中的继电器，使监测节点中的传感器测量单元通电，对农田的环境监测数据进行采集，并通过处理器模块转化后经无线传感模块发送至终端节点后断电，进入低功耗状态；终端节点接收到监测节点发来的环境监测数据后打开节电模块中的继电器，使终端节点中的GPRS通信模块通电，将环境监测数据发送至处理器模块进行处理后断电，进入低功耗状态，实现对农田的定时环境监测。
CN201610342947.XA 2016-05-20 2016-05-20 基于太阳能发电的农田环境监测系统及其方法 Pending CN105933426A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610342947.XA CN105933426A (zh) 2016-05-20 2016-05-20 基于太阳能发电的农田环境监测系统及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610342947.XA CN105933426A (zh) 2016-05-20 2016-05-20 基于太阳能发电的农田环境监测系统及其方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105933426A true CN105933426A (zh) 2016-09-07

Family

ID=56841749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610342947.XA Pending CN105933426A (zh) 2016-05-20 2016-05-20 基于太阳能发电的农田环境监测系统及其方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105933426A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107484112A (zh) * 2017-09-21 2017-12-15 程丹秋 一种用于精细农业的农田生态环境信息获取系统
CN107526313A (zh) * 2017-07-05 2017-12-29 深圳市宏鑫源投资咨询有限公司 一种向用户终端推送视频的方法及数据汇聚节点
CN107645755A (zh) * 2017-09-20 2018-01-30 深圳市鑫汇达机械设计有限公司 一种用于精细农业的农田生态环境监测系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101399674A (zh) * 2008-10-10 2009-04-01 江苏大学 由太阳能供电的带gprs模块的汇聚节点系统
CN102520626A (zh) * 2011-12-16 2012-06-27 山东电力集团公司菏泽供电公司 一种野外在线监测装置的供电控制系统
CN103035112A (zh) * 2012-12-19 2013-04-10 南京农业大学 一种作物-大气-土壤信息无线采集终端及采集方法
CN103200595A (zh) * 2013-03-15 2013-07-10 南通爱普医疗器械有限公司 一种有关3g无线网络传输信息的优化方法
US20140120972A1 (en) * 2011-11-01 2014-05-01 Reinoud Jacob HARTMAN Remote sensing device and system for agricultural and other applications
CN103796344A (zh) * 2014-02-18 2014-05-14 江苏大学 一种煤田火区监测无线传感器网关

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101399674A (zh) * 2008-10-10 2009-04-01 江苏大学 由太阳能供电的带gprs模块的汇聚节点系统
US20140120972A1 (en) * 2011-11-01 2014-05-01 Reinoud Jacob HARTMAN Remote sensing device and system for agricultural and other applications
CN102520626A (zh) * 2011-12-16 2012-06-27 山东电力集团公司菏泽供电公司 一种野外在线监测装置的供电控制系统
CN103035112A (zh) * 2012-12-19 2013-04-10 南京农业大学 一种作物-大气-土壤信息无线采集终端及采集方法
CN103200595A (zh) * 2013-03-15 2013-07-10 南通爱普医疗器械有限公司 一种有关3g无线网络传输信息的优化方法
CN103796344A (zh) * 2014-02-18 2014-05-14 江苏大学 一种煤田火区监测无线传感器网关

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107526313A (zh) * 2017-07-05 2017-12-29 深圳市宏鑫源投资咨询有限公司 一种向用户终端推送视频的方法及数据汇聚节点
CN107645755A (zh) * 2017-09-20 2018-01-30 深圳市鑫汇达机械设计有限公司 一种用于精细农业的农田生态环境监测系统
CN107484112A (zh) * 2017-09-21 2017-12-15 程丹秋 一种用于精细农业的农田生态环境信息获取系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102118432A (zh) 面向野外生态监测的无线多媒体传感器节点系统
CN205725148U (zh) 一种风光互补电站监控系统
CN107148087A (zh) 基于太阳能收集的自供电温湿度传感器网络
CN104782607A (zh) 电力杆塔的驱鸟监控系统
CN104792354A (zh) 森林环境因子远程监测系统
CN105933426A (zh) 基于太阳能发电的农田环境监测系统及其方法
Estevez et al. Recent advances in green internet of things
Wang et al. A new smart sensing system using LoRaWAN for environmental monitoring
CN110419066A (zh) 传感器装置和传感器网络系统
CN101877166A (zh) 一种监测太阳电池组件板工作状态数据的方法
CN202562513U (zh) 基于物联网模式的土壤墒情监测装置
KR101381733B1 (ko) 무선 전력 전송 기반 작물 모니터링 시스템
CN114526768A (zh) 一种新型农田环境数据采集设备、系统和方法
CN104750077A (zh) 基于ZigBee和GPRS技术深水网箱水质监控系统
CN106163061A (zh) 一种基于ZigBee的光伏照明控制系统
CN203386347U (zh) 一种用于环境监测的便携式智能应急通信装置
CN112751405A (zh) 一种用于光伏储能的物联网监测方法及系统
CN108770078A (zh) 光伏电站多级数据监控和复合信息传输系统
CN203645709U (zh) 一种基于压电效应的幼儿园智能监控系统
Antolin et al. Wubinet: A flexible WSN for applications in environmental monitoring
CN205158616U (zh) 一种多功能光伏数据采集传输
CN207050757U (zh) 温室环境数据采集装置及系统
CN201252404Y (zh) 光伏电站自组网无线监控装置
CN204559893U (zh) 无线通讯器、表计查询装置和表计查询系统
CN209372131U (zh) 一种基于LoRa技术的电力杆塔信息监测系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160907

RJ01 Rejection of invention patent application after publication