CN202145138U

CN202145138U - 基于rfid技术的稻田环境监测系统

Info

Publication number: CN202145138U
Application number: CN201120259626U
Authority: CN
Inventors: 李云飞; 曹阅; 钱玥
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2021-07-21

Abstract

本实用新型公开了一种基于RFID技术的稻田环境监测系统，其特征在于：包括至少一个由复数个节点监测仪组成的ZigBee无线网络、一GPRS模块及一服务器，所述节点监测仪主要由RFID控制器、地面传感器组件、地下传感器组件及电池构成，所述RFID控制器接收地面与地下传感器组件的信号，发送至所述GPRS模块，所述GPRS模块经无线网络上传信号至所述服务器。本实用新型利用温湿度、光照传感器结合RFID技术，实时精确采集和上传稻田环境数据至服务器，用户通过PC机及时准确获取当前稻田环境信息数据，实现在线时实检测，为稻田管理提供科学的决策依据，为水稻种植及收成提供方便和保障。

Description

基于RFID技术的稻田环境监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种稻田环境监测设备，具体涉及一种基于RFID技术的稻田环境监测系统。

背景技术

温度、水分及光照度是水稻生长过程中十分重要的环境指标。水稻幼苗发芽适宜温度28～32℃，如果日平均气温低于12℃三天以上则易感染绵腐病，出现烂秧、死苗等情况。抽穗开花期适宜温度为25～32℃，如果连续3天平均气温低于20℃就会容易形成空壳和瘪谷，但当气温在35～37℃以上会造成结实率下降。水稻全生长季需水量一般在700～1200毫米之间，当土壤湿度低于田间持水量57％时，水稻光合作用效率开始下降。水稻是喜阳作物，它对光照条件要求较高，水稻单叶饱和光强一般在3～5万勒克斯左右，而群体的光饱和点随时面积指数增大而变高，一般最高分蘖期为6万勒克斯左右，孕穗期可达8万勒克斯以上。

传统的稻田环境评估主要依靠种植经验以及现场人工使用各用仪器测试来完成，此方法费时费力，也无法做到全天候实时地在线监测，如此将直接影响水稻的种植及收成。

发明内容

本实用新型目的是提供一种基于RFID技术的稻田环境监测系统，使用该系统，可实时监测稻田环境，既保证了作物的生长需求，又可以节约投入和减轻环境污染，有效提高农业生产和作业的效率。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于RFID技术的稻田环境监测系统，包括至少一个由复数个节点监测仪组成的ZigBee无线网络、一GPRS模块及一服务器，所述节点监测仪主要由RFID控制器、地面传感器组件、地下传感器组件及电池构成，所述RFID控制器接收地面与地下传感器组件的信号，发送至所述GPRS模块，所述GPRS模块经无线网络上传信号至所述服务器。

上述技术方案中，所述节点监测仪可以为杆状，底部插入稻田土壤里，使所述地下传感器组件埋入土中，地面传感器组件位于地面上，通常插入地面以下1.5米深；所述地面与地下传感器组件通常需要包括温度、湿度的检测；所述电池采用锂电池，位于地面与地下传感器组件之间，同时为上下两部分供电；所述RFID控制器内包括EEPROM数据芯片、实时时钟芯片和RFID射频芯片，其中RFID射频芯片内有发射天线、接受天线、天线调谐器、读写器和标签，用于完成信息采集和识别，实现预设的系统功能和信息化管理目标。在使用中，同一片稻田中的设置多个节点监测仪，相邻间隔100米左右（最大距离根据RFID射频信号的传输距离而定）， RFID射频芯片将测得的各节点数据通过ZigBee无线网络传送至GPRS模块，由GPRS无线网络上传数据信号至服务器内，用户通过PC终端机上的配套软件调取服务器上的数据，实时获取及分析稻田环境信息数据。通过分析当前稻田环境中的温度，湿度及光照度数据，对比水稻在生长的各个阶段所需的温度，湿度及光照度，为水稻种植业主提供科学的管理决策。系统也可以记录稻田环境的历史数据，为今后的种植生产提供数据支持。

上述技术方案中，每一所述ZigBee无线网络内，所述GPRS模块设置于一节点监测仪上，构成该ZigBee无线网络的中心节点监测仪。

上述技术方案中，所述地面传感器组件由温度传感器、湿度传感器和光照传感器构成，所述地下传感器组件由土壤温度传感器和土壤湿度传感器组成。

上述技术方案中，所述节点监测仪为杆状，所述RFID控制器位于顶端，所述电池位于中部，所述地面传感器组件位于电池的上部，所述地下传感器组件位于电池的下部，杆上设有正常工作指示灯与ZigBee联网指示灯。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：

1、本实用新型由多个节点监测仪构建ZigBee无线网络，节点监测仪由地面和地下传感器组件及RFID控制器组成，RFID控制器接收传感器测得的实时数据，并经ZigBee无线网络发送给GPRS模块，由GPRS模块上传至服务器，用户通过PC终端机可及时准确的读取服务器上的数据，为稻田管理提供科学的决策依据；

2、由节点监测仪实时测得数据，通过RFID技术无线传输，免去了人工检测，数据更为精确及时，且可全天候检测在线获得数据，为水稻种植及收成提供方便和保障。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中节点监测仪的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的中心节点监测仪的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一在使用状态下的网络拓扑示意图。

其中：1、节点监测仪；2、ZigBee无线网络；3、GPRS模块；4、服务器；5、锂电池；6、RFID控制器；7、地面传感器组件；8、地下传感器组件；9、中心节点监测仪；10、PC终端机。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：参见图1～3所示，一种基于RFID技术的稻田环境监测系统，包括至少一个由复数个节点监测仪1组成的ZigBee无线网络2、一GPRS模块3及一服务器4，所述节点监测仪1主要由RFID控制器6、地面传感器组件7、地下传感器组件8及锂电池5构成，所述地面传感器组件7由温度传感器、湿度传感器和光照传感器构成，所述地下传感器组件8由土壤温度传感器和土壤湿度传感器组成，所述RFID控制器6内包括EEPROM数据芯片、实时时钟芯片和RFID射频芯片，接收地面与地下传感器组件的信号，并发送至所述GPRS模块3，所述GPRS模块3经无线网络上传信号至所述服务器4。

如图1所示，所述节点监测仪1为杆状，所述RFID控制器6位于顶端，锂电池5位于中部，所述地面传感器组件7位于锂电池5的上部，所述地下传感器组件8位于锂电池5的下部，杆上设有正常工作指示灯（未画出）与ZigBee联网指示灯（未画出）。

在本实施例中，每个节点监测仪1应插入稻田地表1.5m，同一片稻田中的节点监测仪1相互之间的距离在一百米左右为宜，这样一个区域中的监测仪将自动的组织成一个ZigBee通信网络2，如图3所示，当拥有N片稻田时，便建立N个ZigBee通信网络2；同时一个区域当中需要有一个GPRS模块3，该GPRS模块3设置于其中一个节点监测仪1上，构成中心节点监测仪9，中心节点监测仪9将附近节点监测仪1采集的数据收集后通过GPRS无线网络上传至服务器4；N个ZigBee通信网络2均通过GPRS网络上传数据至服务器4，用户则通过PC终端机10上稻田环境信息管理软件来访问服务器，获取及分析稻田环境信息数据。

通过分析当前稻田环境中的温度，湿度及光照度数据，对比水稻在生长的各个阶段所需的温度，湿度及光照度，为水稻种植业主提供科学的管理决策。也可以记录稻田环境的历史数据，为今后的种植生产提供数据支持。

Claims

1. 一种基于RFID技术的稻田环境监测系统，其特征在于：包括至少一个由复数个节点监测仪组成的ZigBee无线网络、一GPRS模块及一服务器，所述节点监测仪主要由RFID控制器、地面传感器组件、地下传感器组件及电池构成，所述RFID控制器接收地面与地下传感器组件的信号，发送至所述GPRS模块，所述GPRS模块经无线网络上传信号至所述服务器。

2. 根据权利要求1所述的基于RFID技术的稻田环境监测系统，其特征在于：每一所述ZigBee无线网络内，所述GPRS模块设置于一节点监测仪上，构成该ZigBee无线网络的中心节点监测仪。

3. 根据权利要求1所述的基于RFID技术的稻田环境监测系统，其特征在于：所述地面传感器组件由温度传感器、湿度传感器和光照传感器构成，所述地下传感器组件由土壤温度传感器和土壤湿度传感器组成。

4. 根据权利要求1所述的基于RFID技术的稻田环境监测系统，其特征在于：所述节点监测仪为杆状，所述RFID控制器位于顶端，所述电池位于中部，所述地面传感器组件位于电池的上部，所述地下传感器组件位于电池的下部，杆上设有正常工作指示灯与ZigBee联网指示灯。